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水电站调压井开挖施工目前普遍采用的方法为开挖小导井(直径1.5-3.0m),开挖方法一般采用钻孔、爆破,卷扬机吊罐出渣,再进行扩挖至设计断面,利用小导井从下部引水洞出渣的方法施工,在新疆石门电站中采用LM-200型反井钻机施工小导井(竖井),施工速度快,施工劳动强度低,施工机械化程度高,本章主要讨论反井钻机在调压井小导井(竖井)开挖中的应用,以便在水利水电工程施工中得到广泛的推广。
1.工程概况:
石门水电站工程位于新疆维吾尔自治区呼图壁县的西南面,是呼图壁中游河段河流规划中的第三级水电站,坝址距呼图壁县城公路里程约81km,距昌吉市公路里程113km公里,距乌鲁木齐公路里程151公里,坝址上游约2km处有国防公路通过,交通较为便利。
水电站工程规模属中型,采用混合式开发方案,装机容量95mw。
石门水电站枢纽由沥青心墙砂砾石坝、右岸泄洪系统、左岸引水系统、地面厂房组成。
引水洞总长7402m,调压井布设于7385.469m位置,其后为1.2km压力管线埋管段,调压井采用阻抗式,开挖断面13.4m,浇注成型后井筒直径11m,高109.76m,设计衬砌厚度1.2m。
本章主要讨论反井钻机在调压井小导井(竖井)开挖中的应用。
2.水电站调压井施工一般工作程序
水电站调压井施工一般工作程序:土石方明挖(形成工作平台),小导井(竖井)开挖(直径1.5-3m),调压井扩挖至设计断面及跟进支护、混凝土衬砌。
3、一般调压井导井(竖井)开挖方式:
导井开挖尺寸以2-3.0m直径为宜,形成开挖平台后进行手风钻爆破开挖,通过卷扬吊罐机提升出渣,采取自卸汽车直接拉弃至弃渣场。
图1 调压井导井吊罐施工法示意图
4.调压井扩挖方式:
当导井全面贯通后,施工中采取自上而下,采取定向抛掷光面爆破技术进行石方开挖,通过调压井导井进行垂直出渣,在低压洞中采取耙渣机进行机械装渣,自卸车运渣的方式进行开挖。
在导井开挖中,一次出渣采取吊罐法自上下而下进行出渣,利用钢架结构配备卷扬机作弃渣垂直运输,自卸汽车拉弃至弃渣场,在二次扩挖中,根据爆破顺序(自上而下),通过调压井小导井(竖井)孔口漏渣,利用耙渣机配合自卸汽车在低压引水洞中装渣,通过引水洞支洞运至弃渣场。
5.反井钻机施工法在石门水电站调压井小导井(竖井)开挖施工中的应用:
①机具选用
根据本工程规模和地质条件,以及在先前调压井工程施工的成功经验,选择LM-200反井钻机施工导井。
② 小导井施工程序:
施工准备调压井井口平台开挖、边坡支护导井部位固结灌浆加固(IV、V类围岩视具体情况,
I、Ⅱ、III类围岩不需加固)反井钻钻导孔(
Ф216mm-250mm ,施工时严格控制孔斜)导井反井施工 调压井分层扩挖、支护通过导井溜渣、底部出渣完成调压井开挖施工。
③ 因围岩为IV、V类围岩,故应先进行固结加固处理再进行钻孔施工,以免塌孔等,石門电站小导井导孔在IV、V类围岩中未进行加固处理,亦获得成功。小导井部位预加固后用LM-200型反井钻机自上而下进行导孔钻孔(Φ216mm或Φ250mm),导孔施工时,严格工艺过程各个环节,严格控制导孔偏斜。
④孔施工结束后,用LM-200型反井钻机从调压井底部自下而上施工导井,导井直径Φ1400 mm或Φ2000 mm 。
6.结论:
①反井钻机施工法适应于竖井及倾角≥50°斜井,中等硬度岩石,IV、V类围岩经过加固处理后也适应于此方法。
②反井钻机施工机械化程度高,石门电站施工109m小导井施工仅用时6天,施工进度快,保证了工程质量,工效大大提高。
③施工安全,施工环境好,避免了吊罐施工上下作业不安全因素的影响。
综上所述,反井钻机施工在围岩地质条件允许情况下,在水利水电工程中应得到广泛的应用推广。
注:文章内的图表及公式请以PDF格式查看
1.工程概况:
石门水电站工程位于新疆维吾尔自治区呼图壁县的西南面,是呼图壁中游河段河流规划中的第三级水电站,坝址距呼图壁县城公路里程约81km,距昌吉市公路里程113km公里,距乌鲁木齐公路里程151公里,坝址上游约2km处有国防公路通过,交通较为便利。
水电站工程规模属中型,采用混合式开发方案,装机容量95mw。
石门水电站枢纽由沥青心墙砂砾石坝、右岸泄洪系统、左岸引水系统、地面厂房组成。
引水洞总长7402m,调压井布设于7385.469m位置,其后为1.2km压力管线埋管段,调压井采用阻抗式,开挖断面13.4m,浇注成型后井筒直径11m,高109.76m,设计衬砌厚度1.2m。
本章主要讨论反井钻机在调压井小导井(竖井)开挖中的应用。
2.水电站调压井施工一般工作程序
水电站调压井施工一般工作程序:土石方明挖(形成工作平台),小导井(竖井)开挖(直径1.5-3m),调压井扩挖至设计断面及跟进支护、混凝土衬砌。
3、一般调压井导井(竖井)开挖方式:
导井开挖尺寸以2-3.0m直径为宜,形成开挖平台后进行手风钻爆破开挖,通过卷扬吊罐机提升出渣,采取自卸汽车直接拉弃至弃渣场。
图1 调压井导井吊罐施工法示意图
4.调压井扩挖方式:
当导井全面贯通后,施工中采取自上而下,采取定向抛掷光面爆破技术进行石方开挖,通过调压井导井进行垂直出渣,在低压洞中采取耙渣机进行机械装渣,自卸车运渣的方式进行开挖。
在导井开挖中,一次出渣采取吊罐法自上下而下进行出渣,利用钢架结构配备卷扬机作弃渣垂直运输,自卸汽车拉弃至弃渣场,在二次扩挖中,根据爆破顺序(自上而下),通过调压井小导井(竖井)孔口漏渣,利用耙渣机配合自卸汽车在低压引水洞中装渣,通过引水洞支洞运至弃渣场。
5.反井钻机施工法在石门水电站调压井小导井(竖井)开挖施工中的应用:
①机具选用
根据本工程规模和地质条件,以及在先前调压井工程施工的成功经验,选择LM-200反井钻机施工导井。
② 小导井施工程序:
施工准备调压井井口平台开挖、边坡支护导井部位固结灌浆加固(IV、V类围岩视具体情况,
I、Ⅱ、III类围岩不需加固)反井钻钻导孔(
Ф216mm-250mm ,施工时严格控制孔斜)导井反井施工 调压井分层扩挖、支护通过导井溜渣、底部出渣完成调压井开挖施工。
③ 因围岩为IV、V类围岩,故应先进行固结加固处理再进行钻孔施工,以免塌孔等,石門电站小导井导孔在IV、V类围岩中未进行加固处理,亦获得成功。小导井部位预加固后用LM-200型反井钻机自上而下进行导孔钻孔(Φ216mm或Φ250mm),导孔施工时,严格工艺过程各个环节,严格控制导孔偏斜。
④孔施工结束后,用LM-200型反井钻机从调压井底部自下而上施工导井,导井直径Φ1400 mm或Φ2000 mm 。
6.结论:
①反井钻机施工法适应于竖井及倾角≥50°斜井,中等硬度岩石,IV、V类围岩经过加固处理后也适应于此方法。
②反井钻机施工机械化程度高,石门电站施工109m小导井施工仅用时6天,施工进度快,保证了工程质量,工效大大提高。
③施工安全,施工环境好,避免了吊罐施工上下作业不安全因素的影响。
综上所述,反井钻机施工在围岩地质条件允许情况下,在水利水电工程中应得到广泛的应用推广。
注:文章内的图表及公式请以PDF格式查看