崔家营电站

崔家营电站（共5篇）

崔家营电站 篇1

摘要：介绍了崔家营电站厂房工程概况、施工特点以及混凝土浇筑的施工程序、方法和具体的施工工艺流程等。

关键词：崔家营电站,厂房工程,混凝土施工

1 工程概况

1.1 厂房工程概况

汉江崔家营航电枢纽工程发电厂房采用坝式开发修建, 最大水头为7.7 m, 为中型河床式水电站, 布置于主河道左侧, 右连泄水闸, 左接土石坝。两侧建造物分界线桩号分别为A0+608.60与A0+776.15, 沿坝轴线长为167.55 m, 其中安装场长37.2 m, 主厂房长130.35 m, 顺水流向长度 (含拦污栅) 70.55 m, 布置有进口拦污栅、进口检修闸门、主副厂房、下游防洪墙、出口事故检修闸门及尾水闸墩等部分;主厂房以发电机层为界分为下部结构与上部结构, 下部结构大多为大体积钢筋混凝土, 有尾水管、机墩等大孔洞结构, 上部结构为钢筋混凝土板、梁、柱、屋架等轻型结构。

厂房发电机组为6×15 MW灯泡贯流式水轮发电机组, 水轮机额定水头4.7 m, 额定转速71.4 rpm, 水轮机安装高程∇46.80 m, 机组分缝采用一机一缝, 机组间距为21.05 m, 转轮直径7.1 m, 机组流道进口宽14.53 m、高15.12 m, 出口宽15.05 m、高11.45 m, 流道进口至出口总长度57.3 m, 断面由进口的正方形收缩为转轮处的圆形, 最后扩散为出口的方形。

厂房分层按高程分成廊道层、流道层、水泵层、运行层等4层, 主厂房水轮机层地面高程∇56.7 m, 流道层高程∇46.8 m, 廊道层高程∇39.24 m, 流道底板厚3.0～4.0 m。

安装场位于主厂房左侧, 坝顶1 600 kN门机检修平台位于安装场左侧, GIS楼位于安装场的下游。拦飘排斜拉于电站厂房右侧导墙与左岸防洪墙上的浮式支座之间, 浮式拦飘排轴线与坝轴线的夹角约65°, 轴线总长度约为310 m, 悬链弧垂15 m, 拦飘排的拦飘深度为1.5 m。

1.2 厂房施工特点

本工程发电机组为灯泡贯流式水轮发电机组, 中轴为卧轴, 没有窝形进水室、弯曲型尾水管等变幅较大构件, 引水管、导水机构、转轮、尾水管均布置在一条直线上, 水轮机的水流为直线, 不转弯, 水力损失小, 效率高, 过流能力强, 但尺寸较小, 施工难度相对较大, 其施工特点如下:①地基开挖较深, 施工道路布置及基坑排水困难。②厂房下部结构的基础板、尾水管等结构形状复杂, 孔洞多、预埋件。③多混凝土体积大、孔口尺寸大、且为整体立模的异型模板、过流面平整度与光洁度要求高, 质量要求高, 因此厂房下部结构施工的关键是保证模板的形状及安装精度。④厂房上部结构为大跨度框架结构, 需大型承重支撑、难度大且模板支撑工作量大。⑥厂房施工与机电设备安装平行交叉进行, 二期混凝土多, 施工干扰大。⑦大体积混凝土温度控制要求较严。小体积混凝土具有结构尺寸小、孔洞与廊道多、钢筋密而粗、仓面窄小且精度要求高。

2 施工方法

2.1 混凝土入仓方案

2.1.1 混凝土水平运输

根据厂房工程分仓图计算每仓混凝土方量及运距选择用3 m3吊罐入仓混凝土选用5台XC3260型的15 t自卸汽车, 用6 m3吊罐入仓的混凝土选用斯太尔20 t自卸汽车与之配套;用泵车入仓的混凝土, 采用3台JCD6A型6 m3混凝土搅拌运输车。

2.1.2 混凝土垂直运输

2.1.2.1 混凝土垂直运输设备的选型

1) 混凝土施工垂直起吊手段主要选用上游1台k80/115-50T与1台MQ540/30型高架门机 (高架门机配置2个6 m3卧式吊罐) 和下游1台DMQ540/30型丰满门机和1台DMQ600/30B型门机 (丰满门机配置2个3 m3卧式吊罐) 。

K80/115-50T型高架门机的最大工作幅度为70 m, 最小工作幅度为5.7 m, 在浇筑工况下全幅度起重量为50 t。DMQ540/30B型丰满门机的最大工作幅度37 m, 起重量10 t, 最小幅度为18.0 m, 起重量30 t。

2) 选用2台QYU35型履带吊作为辅助起吊设备, 主要用于拦砂坎、厂房进水渠右侧导墙与左岸挡土墙、部分进水渠护底、坝顶1 600 kN门机检修平台、厂房尾水渠右侧导墙与左岸挡土墙、部分尾水渠护底等部位混凝土的入仓。

3) HBT65型混凝土泵 (65 m3/h) , 作为混凝土入仓辅助设备, 如部分二期混凝土和吊罐无法到达部位的混凝土入仓。

2.1.2.2 混凝土垂直运输设备的布置

1) 上游K80/115-50T型高架门机与DMQ540/30B型丰满门机布置在厂房进水渠内, 轨道中心线桩号为B0-55.00 m, 轨道基础底部高程∇37.0 m, 可覆盖机组段上游侧包括下游承重墙、管型壳、上游防洪墙、进口拦污栅及部分进水渠等部位。下游DMQ540/30B型丰满门机与DMQ600/30B型丰满门机布置在厂房尾水渠内, 轨道中心线桩号为B0+35.0 m, 轨道基础混凝土面高程∇38 m, 可覆盖机组段下游侧包括流道尾水扩散段、尾水平台、GIS楼及部分尾水渠等部位。

2) QYU35型履带吊和HBT65型混凝土泵的布置, 可根据施工现场情况灵活定位。

2.2 混凝土施工程序

根据施工总进度的要求, 在厂房进、尾水渠开挖完毕后, 率先进行高架门机与丰满门机轨道梗混凝土浇筑, 尽快形成门机的运行轨道。

门机投入使用、基坑开挖成形后, 6台机组分成2组:1～3#机、4～6#机分别于2007年5月和2007年6月开始进行基础回填混凝土的施工。随后每台机组按照施工纵缝划分成进水口段、主机段、尾水扩散段交替上升, 2008年6月完成一期混凝土浇筑。

为了解决厂房上游进口封堵闸门及泄水闸弧形门的吊装手段, 厂房坝段上游防洪墙与发电机层下游墙于2008年4月24日浇筑到设计高程, 便于1 600 kN坝顶门机 (安装时间为2008年4月1日～6月29日) 通过厂房坝段。厂房施工程序如下。

厂房工程砼浇筑程序包括:仓面设计→浇筑备仓验收→砼拌和→砼水平运输→卸料吊运→入仓卸料→平仓振捣→砼养护。

2.3 混凝土浇筑分层分块

2.3.1 分块

1) 主厂房分块。电站主厂房垂直水流向长130.35 m, 分为5条永久沉陷缝, 将主厂房分为6个坝段, 其中1#机组长21.825 m, 2～5#机组长21.05 m, 6#机组长24.325 m。为防止出现浇筑块长度过大而产生裂缝, 为尽早提供进、尾水闸门槽安装工作面, 纵向采用错缝与纵缝灌浆相结合的分缝方案。即流道底板以下采用错缝, 共2条错缝将流道底板划分为3块, 纵缝间距15～20 m, 错缝缝面主要设置插筋与并缝钢筋网。流道底板以上共设2条纵缝, 将底板以上分为3块。桩号B0-23.52处 (抗压盖板与上游墙之间) 从39.24～59.2 m高程设置1#纵缝。桩号B0-6.72处 (发电机井与下游墙之间) 从39.2～59.2 m高程设置2#纵缝。纵缝缝面设置键槽, 预埋钢筋, 预埋灌浆管道, 在达到稳定温度后的低温季节进行接缝灌浆。

将主厂房流道底板及以上部分分成3块施工的主要优点有:①3个浇筑块均可以作为独立的工作面施工, 加快了备仓速度, 降低了设备使用的不均匀性。②将流道底板划分3块施工有利于混凝土温控。③有利于在2008年12月二期工程截流前完成进、尾水闸门安装, 具备挡水条件。

2) 安装场垂直水流向长37.2m, 顺水流向长24.6 m, 油处理室以下∇32.0～55.5 m为箱型钢筋混凝土结构, 拟不设纵横施工缝。

3) 门机检修平台垂直水流向长40.0m, 顺水流向长30.0 m, 整个平台 (∇58.2～71.5 m) 均为箱型钢筋混凝土结构, 拟不设纵横施工缝。

4) 进水渠右导墙总长87.54m, 按照结构分缝 (每段10.54～11.0 m) 逐段进行浇筑。左岸挡墙总长87.54 m, 每隔12.54～15.0 m设置一道伸缩缝。进水渠护底按照结构分缝逐块进行浇筑。

5) 尾水渠右导墙总长67.54m, 按照结构分缝 (每段8.42～10.0 m) 逐段进行浇筑。左岸挡墙总长106.29 m, 每隔8.8～12.5 m设置一道伸缩缝。尾水渠护底按照结构分缝逐块进行浇筑。

2.3.2 混凝土浇筑分层

根据技术要求与设计图纸, 基础和老混凝土约束部位浇筑块厚一般为0.8～1.6 m, 基础约束区以上混凝土分层厚度按2.0～3.0 m控制。回填混凝土深度小于3.0 m部位, 一般不分层;深度大于3.0 m部位分层浇筑, 分层厚度1～1.5 m。厂房分层分块根据以设计图纸为依据, 运行层59.2以上分层分块根据实际情况做进一步优化, 按厂房尾水管施工时将设计分层第6层直接浇筑至尾水管底面高程41.55 m, 第7、8、9、10层分层高程相应调整为44.55 m、47.55 m、50.55 m、53.00 m以利于模板配板与施工需要。

2.4 混凝土施工方法及工艺流程

2.4.1 施工缝面处理

水平施工缝处理包括工作缝和冷缝处理。①工作缝面用压力水或人工打毛等加工成毛面, 清除缝面上所有浮浆、松散物料及污染体, 以暴露出粗砂粒或小石为准, 但不得损伤内部骨料。打毛时间及冲毛时水压、风压等根据现场试验确定。缝面冲打毛后清洗干净, 保持清洁、湿润。基岩面和新老混凝土施工缝, 在浇筑上层混凝土前, 将均匀铺设一层2～3 cm的水泥砂浆或砂浆混凝土。每次铺设砂浆的面积与浇筑强度相适应, 经铺设砂浆后30 min内被混凝土覆盖为限。铺设工艺保证新浇混凝土能与老混凝土结合良好。②已浇混凝土的强度未达到2.5 MPa前, 不得进行下一层混凝土浇筑施工的准备工作。③混凝土表面刷毛时间经过试验确定, 不得提前刷毛。④冷缝处理方式同工作缝。

2.4.2 混凝土浇筑

拦污栅及进口闸墩段、尾水闸墩段混凝土采取平浇法浇筑。混凝土采用插入式振捣器振捣, 振捣时间以混凝土不再显著下沉、不出现气泡并开始泛浆时为准, 振捣时间约20 s左右。避免过振、漏振或欠振。钢筋密集部位则用软管振捣器振捣。振捣器距模板的垂直距离不小于振捣有效半径1/2, 避免触动钢筋及预埋件。浇筑的第一坯混凝土以及在两罐混凝土卸料后的接触处则加强振捣。在浇筑止水及止浆片和观测仪表周围的混凝土时, 特别仔细地进行振捣, 以保证埋设件不受损坏, 且与砼间不留任何空隙。

主机段砼和尾水管段砼由于机电埋件较多, 且安装作业精度要求很高, 任何砼施工方法的不当, 均会引起机电埋件变形移位, 造成缺陷, 故砼施工时需特别注意。①尾水管里衬外包砼浇筑分层, 按工程师批准的层厚执行。②混凝土下料层厚控制在20～25 cm, 对称均匀, 一层一层平行升高。③混凝土振捣:采用功率较小的ϕ30～50软管式振捣器振捣, 钢筋密集处辅以人工插钎振捣密实。④在混凝土初凝时间允许的范围内, 尽量降低层间砼覆盖速度, 以降低砼对机电埋件的浮托力。⑤在混凝土浇筑过程中, 采用精密仪器对机电埋件进行实时监测, 如发现变形移位超过允许范围, 则立即改变浇筑方法或停仓处理。⑥止水片底部砼采用人工撒揪方式填满, 振捣密实, 确保止水施工质量, 确保止水不失效。⑦在砼中将掺入复合外加剂, 确保砼入仓后不泌水, 以保证管形壳及盘形阀、尾水管里衬、阴角等部位砼浇筑的密实性。

2.4.3 混凝土的养护

混凝土建筑物的质量与混凝土浇筑后的养护, 有很大的关系。因此必须做好混凝土的养护。

1) 夏季施工时, 混凝土浇筑完毕后, 及时采取流水、洒水或喷雾等方式进行养护, 避免阳光曝晒。混凝土表面应用湿养护方法, 在养护期间进行连续而不间断的养护以保持表面湿润, 或养护到新混凝土浇筑的时候。湿养护应在混凝土浇筑完毕后12～18 h内开始进行, 其养护期时间按表1执行。养护用水应清洁, 水中不含有污染混凝土表面的任何杂质。对于顶部未立模的混凝土表面, 在混凝土能抵抗水的破坏后, 立即覆盖上持水材料或用其他有效方法使其表面保持湿润状态。模板混凝土表面在模板拆除之前及拆除期间都应保持潮湿状态, 其方法是让养护水从混凝土顶面向模板与混凝土之间的缝渗流, 以保持表面湿润。所有这些表面都应保持湿润, 直到模板拆除, 水养护应在模板拆除后继续进行。

2) 抹面混凝土压平抹光后, 用塑料薄膜遮盖或喷雾, 初凝后洒水养护, 并根据气候条件采取保温、保湿遮盖等措施。

3) 一般浇筑层连续养护至上一层混凝土浇筑前。对较长暴露面一般部位, 养护21 d, 重要部位不少于28 d。

4) 派专人负责混凝土的养护工作, 并作好记录。

崔家营电站 篇2

崔家营电站坝顶门机液压抓梁控制系统是型号为ZNQ8-1型液压自动抓梁耐水压全行程信号检测系统。液压抓梁主要用于检修闸门的入水起降, 所以入水后的穿脱销信号的反馈十分重要。技改前的信号以观察驾驶室内触摸屏 (施耐德XBTGT2220) 显示的模拟量进度条为主, 但配置的传感器可能受使用寿命、环境等因素的影响, 经常出现突变、漂移、不稳定等状态, 严重影响了操作人员的判断, 容易导致事故的发生。我电厂根据实际情况, 组织相关的技术力量, 对液压抓梁监控系统进行了技术改造, 具体实施方案过程总结如下。

一、加装霍尔开关

我电站新增的开关为南京中旭电子科技有限公司出品的JSK-5020KS舷外水密行程开关, 数量一共为4个, 液压抓梁穿脱销左右各2个。

(一) 原理简介

当一块通有电流的金属或半导体薄片垂直地放在磁场中时, 薄片的两端就会产生电位差, 这种现象就称为霍尔效应。两端具有的电位差值称为霍尔电势U, 其表达式为U=K·I·B/d。

其中K为霍尔系数, I为薄片中通过的电流, B为外加磁场 (洛伦兹力) 的磁感应强度, d是薄片的厚度。

由此可见, 霍尔效应的灵敏度高低与外加磁场的磁感应强度成正比的关系。霍尔开关就属于这种有源磁电转换器件, 它是在霍尔效应原理的基础上, 利用集成封装和组装工艺制作而成, 它可方便的把磁输入信号转换成实际应用中的电信号, 同时又具备工业场合实际应用易操作和可靠性的要求。

霍尔开关的输入端以磁感应强度B来表征, 当B值达到一定程度 (如B1) 时, 霍尔开关内部的触发器翻转, 霍尔开关的输出电平状态也随之翻转。输出端一般采用晶体管输出, 和接近开关类似有NPN、PNP、常开型、常闭型、锁存型 (双极性) 、双信号输出之分。霍尔开关具有无触电、低功耗、长使用寿命、响应频率高等特点, 内部采用环氧树脂封灌成一体化, 所以能在各类恶劣环境下可靠的工作。霍尔开关可应用于接近开关, 压力开关, 里程表等。

(二) 主要技术性能

工作电压为8V~30V DC;负载电流不大于200m A;工作距离大于5mm;长期在海水中工作, 工作压力为3Mpa;环境温度-30℃~60℃;耐冲击振动 (符合GJB4-83) 。

(三) 功能说明

1.磁体接近壳体时接通负载。

2.磁路调整方法:由于霍尔电路有滞后回差特性, 传感器接近导通的距离比离开关断的距离要小一些, 所以传感器安装时需调节磁体的位置, 使其接近时开关导通且离开时开关能断开, 一般情况下近点2~4mm, 远点大于10mm。

3.所有的接近开关应该配套使用, 以免触发距离变化。

(四) 注意事项

1.传感器在使用时要严格按照接线视图接线, 即红线接正电源, 蓝线接负电源, 负载接在红线和灰线之间, 错误的接线将会导致传感器损坏, 在使用时电源电压不可大于30V, 否则将会导致传感器损坏。

2.传感器负载电流不要大于200mA, 即负载的直流电阻不能小于150Ω, 更不可使红线和灰线短路, 否则将会导致传感器损坏。

3.传感器在安装时不要用力拉扯或扭曲电缆, 否则将导致传感器密封性能下降, 不能保证磁体组件和传感器在同一轴线时, 应将传感器和磁体组件的近点距离调整至4mm以下。

二、连接控制回路

(一) 需要增加的元器件

2个直流24V的指示灯 (红、绿灯各一个, APT AD16) , 2个继电器 (施耐德RXM2LB2BD) , 1个旋钮开关 (型号施耐德ZB2-BE)

(二) 达到的目的

液压抓梁穿脱销到位, 由霍尔开关构成的回路将其导通, 回路上的指示灯将会点亮, 可以让驾驶员直接观察到水中的抓梁穿脱销的情况, 同时也可以借其的动作引入PLC (施耐德TSXP57104M) 进行闭锁的逻辑控制, 确保安全操作。

(三) 回路接线 (图略)

当液压抓梁穿脱到位, 左侧和右侧的霍尔开关将会导通, 同时继电器KA1、KA2将会得电, 其常开触点将分别接通信号回路和PLC开关量输入通道。

(四) PLC程序修改

根据坝顶门机有使用液压抓梁和不使用液压两种状态, 不同状态下要区别对待, 可以用安装在驾驶室操作台上的旋钮 (两个位置) 来区分。当不使用液压抓梁时主勾正常起降, 当主勾装上液压抓梁时, 此时将和霍尔开关反馈的信号进行闭锁, 只有穿销或者脱销到位, 主勾才能起升, 这样将避免液压抓梁在水下的误操作。脱销到位、穿销到位、抓梁确认三个开关量为本次技改新增量, 利用PLC开关量输入备用点。

三、修改组态软件

驾驶室里操作员除了可以通过新增设的指示灯来判断液压抓梁传脱销状态, 还可以通过触摸屏 (施耐德XBTGT2220) 里显示的模拟量、开关量来进一步确认, 本次技改在组态软件Vijeo Designe液压抓梁界面中增加穿销到位、脱销到位两个数字量显示变化, 同时在原来模拟量条状显示状态下, 增加了模拟量数显状态, 全方位多角度观测抓梁在水下的动作状态。

参考文献

[1]何碧青.霍尔集成传感器的特性及其应用.洛阳理工学院学报:自然科学版2004第二期:39-41.

[2]郭清.王元昔.霍尔传感器在直流电机转速测量中的应用研究.传感器与微系统, 2011 (7) .

崔家营电站 篇3

崔家营航电枢纽右岸石料场位于上游围堰右岸山包, 距离坝轴线约800 m。山顶高程105.37 m, 山包为Ⅲ级阶地残留岗地, 地形坡度较陡, 坡角10°~30°;山脚为Ⅱ级堆积阶地, 地面高程一般为72~78 m, 地形平缓, 阶地前缘为汉江右岸岸坡, 坡度30°~35°。料场为震旦系上统灯影组灰岩、硅质灰岩、白云质灰岩和白云岩, 岩性坚硬, 强度较高, 质量符合工程用围堰料、护坡块石料和人工碎石料的强度要求。由于岩溶较发育, 岩石中的溶蚀带和断层构造带, 以及浅部岩石较破碎, 其中多充填粘土, 局部有剥离层或弃料。

2 施工方案

2.1 开采布置

本工程前期石方开挖石料主要是用于一期土石围堰戗堤填筑、截流备料和护坡用块石。2006年10月初为尽快提供多个石方开采部位, 且考虑使爆破临空面避开高压线及居民区, 拟在石料场南侧形成▽70m、▽82m、▽94m三个开采层面及时跟进作业, 进行石方开采。为保证挖装运和钻爆作业安全, 每一作业面之间的水平距离不小于20 m。由于坝址右岸土石料场西侧和北侧民居较多, 我项目部确定西北侧距民居区50米以外为石方梯段爆破开采范围。并严格按《爆破安全规程》GB6722-2003规定进行控制微差爆破。

2.2 爆破设计

崔家营采石场采用露天平台开采方式, 拟采用中深孔微差爆破技术, 钻孔机械以CM351高风压潜孔钻为主, 钻孔直径100 mm, YT28手风钻机为辅, 及GFB-1200型起爆器2台, 205电桥一台供检查电雷管及爆破网络用, 炸药采用防水乳化炸药 (￠32、￠70) 和改性铵油散装炸药。

2.2.1 爆破安全参数的选取

2.2.1. 1 爆破震动

控制最大一段起爆药量, 按以下公式进行计算。

式中:Qmax—最大一段起爆药量 (kg) ;R—构筑物至药包中心距离 (m) ;V—质点振动峰值速度 (cm/s) , 取值按建 (构) 筑物地面质点安全震动速度规定;K—为振动速度衰减规律中的常数;α—为振动速度的衰减指数。K、α值, 详见表1。

在石方开采爆破施工中, 为了不对邻近的民居及各种结构物及设施产生损坏性影响。本工程前期爆破震动保护的重点主要为料场周边居民区。对于民房, 安全质点振动速度按2.0~3.0 cm/s, 本工程取V=2.0 m/s.根据招标文件中提供的资料, 右岸坝址石料场岩石为坚硬岩石, 施工前依据《爆破安全规程GB6722-2003》及我公司爆破施工经验, 根据现场地形、地质情况, 暂取K=150, α=1.5, V=2.0 cm/s。

当R为不同距离时, 根据公式可得单段最大起爆药量见表2。

2.2.1. 2 爆破时个别飞石安全距离经验计算公式

式中:RF—飞石对人的安全距离, m;n—计算药包的爆破作业指数;W—最大一个药包的最小抵抗线;

KF—安全系数, 一般采用1.0~1.5, 大风时应取1.5~2.0, 定向抛掷爆破, 单侧松动爆破、抵抗线较大的药包爆破以及土中爆破等用上述计算出的距离往往过大, 本次取=1.5计算;n按加强抛掷爆破计, n=1.25。

则深孔梯段爆破飞石安全距离以控制对人按R≥200 m控制, 对机械不少于100米。R系指警戒距离。

2.2.1. 3 爆破冲击波安全允许距离

ΔP—空气冲击波超压值105Pa;

Q—最大单段起爆药量;

R—保护对象至药包中心距离 (m) ;

根据空气冲击波超压的安全允许标准ΔP取0.02×105Pa, 根据表2中对Q取177.8Kg, 则R<50 m。则本工程空气冲击波安全允许距离为大于50 m。

2.2.1. 4 雷雨天气的安全控制

本工程原则上尽量避免在雷雨天气实施爆破作业, 有特殊情况需在雷雨天气爆破作业时, 在孔内采用高段位非电雷管传爆, 孔外用非电雷管起爆。

2.2.2 钻孔布置和孔网参数的选取

本工程主要采用露天台阶爆破, 台阶要素:台阶高度H, 前排钻孔底盘抵抗线W, 超深h, 钻孔深L, 堵塞长度L1, 装药长度L2, 台阶坡度α, 台阶上部边线至前排孔口距离c, 钻孔间距及排距分别为a和b。

2.2.2. 1 孔径、钻孔形式及布孔方式

孔径选择应从发挥钻机最大效率及爆破经济效果和装药施工难易等情况来考虑。孔径越大越好, 每延米爆破方量按钻孔直径增加值的平方增加, 装药也方便。而对爆破效果而言, 孔径小, 装药在岩体中分布均匀, 效果好。就岩石而言, 风化严重用大孔径, 坚石用小孔径。根据石料场的具体地质条件, 按碎岩理论和实践经验, 故选用钻孔孔径为100 mm。

钻孔形式可分为倾斜和垂直两种, 各有其优点, 倾斜钻孔的抵抗线均匀, 爆破块度均匀, 人员设备较安全, 但操作技术复杂。而垂直钻孔有技术简单、速度快的优点, 故采用垂直钻孔形式。

为增大一次爆破量, 采用多排三角布孔方式, 将爆破规模由小逐渐增大的原则。

台阶高度H

H的确定关系到辅助工作量大小, 机械设备效率及安全生产等因素, 总的原则不易过高, 根据现场地质情况, H取12 m, 台阶坡面角α=70°~80°之间。

2.2.2. 2 底盘抵抗线W的确定

从安全角度考虑W≤Htanα+C

式中:C为第一排孔到坡顶线的安全值, C≥2~3 m。

从钻孔直径确定:W=KD

式中k为修正系数, 一般取32~38;D为钻孔直径, 这里取D=100 mm。计算得W=3.2~3.8 m。

2.2.2. 3 孔间距a与排距b

间排距一般称为孔网参数, 通常以单孔药量和爆破体积确定孔排距。经验公式为:a=Qs/q H, b=a/m

Q-单孔药量, s-非耦合系数, 取 (0.5~0.6) , 密度系数为m=a/b, 根据经验m取 (0.9~1.8) , 实践中m适当增大有利于改善爆破效果。在多排微差爆破中排距一般取抵抗线的0.95倍。

2.2.2. 4 超深h的确定

超深的目的是为了加大底孔的药量, 增强对底孔的爆破效果。减少沿埂出现的一种有效手段, 取值与岩性、孔径和底部抵抗线有关, 一般取h= (0.1~0.3) W。

2.2.2. 5 单孔装药量Q的计算

根据经验公式:Q=qwah

q—炸药单耗, W—底盘抵抗线, a—孔间距, H—梯度高度

单孔药量根据每孔可能装药量来验证:

Q≤q单 (L-L1) ,

q单—每米的炮孔装药量, 该值与炸药种类和炮孔直径有关;L—炮孔深度;L1—堵塞长度。若Q值大于单孔可能装药量, 则前面所取的w、q和a值偏大或者炮孔直径偏小, 则重新对以上所取参数适当调整。

多排孔装药时, 后排装药量应适当大于前排孔药量。微差起爆一般取1.1~1.3倍前排药量, 若用单段起爆则取1.2~1.5倍药量。

2.2.2. 6 炸药单耗的选取

炸药单耗q的选取与岩性有直接关系, 根据经验取值如下。

根据该料场岩溶地质情况, 炸药单耗取0.35~0.45之间

2.2.2. 7 堵塞长度

合理的堵塞长度可以起到延长爆能在岩石中的作用时间, 减少岩石飞散, 降低冲击点和爆破燥声等作用, 是一个重要的爆破参数。根据经验, 梯段爆破中L1= (30~35) D, 故取L1=3~3.5 m。

2.2.2. 8 起爆网络

因右岸石料场属岩溶地质, 有可能裂隙较发育, 为改善爆破效果, 降低爆破地震效应, 可通过起爆顺序的变化改善。采用毫秒微差电雷管起爆, 可大大降低爆破引起的地震效应, 爆岩块度均匀, 大块度率低, 爆堆集中, 炸药消耗量少, 能降低爆破而产生的空气冲击波强度和减少碎石飞散。

微差间隔时间计算:Δt=Kp W (24-f)

式中岩石裂隙系数Kp=0.5~0.9, 取Kp=0.8, f为岩石坚固系数, f=R/100 (R单位kg/cm2) , 式中R—为岩石标准试样的单向极限抗压强度值。取f=12, W=4 m, 计算得:Δt=38.4 ms, 实际Δt取50 ms。

2.2.3 具体起爆参数设计

参考其它工程成型爆破等经验, 根据石料场的具体地质条件, 按碎岩理论和实践经验, 在钻爆过程中根据实际爆破情况, 通过对孔网的起爆方式、单耗及孔排距、角度等参数的调整, 不断优化, 获得理想的爆破块径。具体如下:

2.2.3. 1 围堰一般石渣料爆破参数

钻孔机械采用CM351高风压潜孔钻造孔。钻孔孔径Ф100mm。底部抵抗线取4.0 m, 顶部C=3.0 m。采用梅花型布孔, 孔群密集系数取1.6, 孔距5 m, 排距3 m。采用这种宽孔距小排距微差挤压爆破, 能充分利用爆破能量, 较好地降低爆破成本。超深h取0.15 W, 孔深根据分层台阶高度为12.6 m, 堵塞长度取35D, 炸药单耗根据石料场岩石硬度取0.4 Kg/m3, 钻孔倾角90°。

起爆网络采用毫秒非电塑料导爆管结合电雷管起爆网络进行爆破, 孔内采用1~10段的非电导爆管传爆 (尾长16 m) , 孔外采用瞬发电雷管起爆。根据同段起爆药包中心到被保护民房的距离控制一段起爆药量。当距离为100 m时, 最大单段起爆药量不超过178 kg。根据临空面的不同情况采用V形或一字形起爆。一次起爆方量不大于3 000 m3。暂定的设计参数、孔内装药结构, 见表4。

2.2.3. 2 护坡 (底) 块石爆破参数

块石爆破着眼于提高块石的获得率, 通过适当增大抵抗线, 减小孔群密集系数;采用不耦合装药;避免微差起爆的反复挤压破碎等措施来保证。前期护坡 (底) 块石可通过深孔控制爆破获取, 由于料源不足, 中后期施工用块石可利用距居民区20~50 m范围内的料场Ⅰ区开采, 块石料采用小孔径、小药量控制爆破获取。

钻孔机械采用CM351高风压潜孔钻造孔, 钻孔孔径Ф100 mm, 抵抗线取3 m, 采用矩型布孔, 孔群密集系数取1.3, 孔距4 m, 排距3 m, 超深h取0.13 W, 孔深根据分层台阶高度为12.4 m, 堵塞长度取35D, 炸药单耗根据石料场岩石硬度取0.4 Kg/m3, 钻孔倾角90°。

起爆网络采用单段非电塑料导爆管结合毫秒电雷管起爆网络进行爆破, 孔内采用同一段数的非电导爆管传爆 (尾长16m) , 孔外采用毫秒电雷管起爆, 为减少爆破挤压破碎, 毫秒电雷管爆破延时选用1~11段 (10 ms~460 ms) 。根据同段起爆药包中心到被保护民房的距离控制一段起爆药量。当距离为100m时, 最大单段起爆药量不超过178 kg。根据临空面的不同情况采用V形或一字形起爆。一次起爆方量不大于3 000 m3。暂定的设计参数、孔内装药结构, 见表5。

2.2.3. 3 大块石解炮

大块石解炮根据经验公式:单位耗药量计算公式:q′=kf·q

式中:q′—大块石解炮单位耗药量kg/m3;

q—梯段爆破时, 岩石爆破单位耗药量kg/m3;

Kf—爆破自由面修正系数, 系数值详见表6。

以上各种爆破方法的钻爆参数, 在开工后, 通过至少进行2次生产性的爆破试验, 取得较好的爆破效果并经业主、监理审批后, 才能全面推广施工, 以满足合同对工程质量的要求。

摘要：介绍了崔家营航电枢纽右岸采石料场开采爆破设计, 通过对爆破设计参数的选择, 采用露天台阶中深孔爆破, 应用孔外微差孔内延时技术, 取得了良好的施工效果。

崔家营电站 篇4

汉江崔家营航电枢纽位于汉江中游丹江口至钟祥河段、湖北省襄樊市下游17公里处, 是湖北省内汉江干流9级梯级开发中的第5级, 上距丹江口水利枢纽134 km, 下距河口515 km, 是一个以航运为主, 兼顾发电、灌溉、供水、旅游、水产养殖等综合开发功能的项目。枢纽主体工程包括1000吨级船闸1座、20孔泄水闸、总装机容量为9万千瓦发电站1座。汉江崔家营航电枢纽是国内自动化程度最高的航电枢纽, 也是目前全国航电枢纽中唯一设置鱼道的航电枢纽。

工程纵向穿越河心洲, 厂房围堰位于河心洲中部, 地面高程57.5~62 m。上部属第四系漫滩相冲积层 (Q4~2al) , 从上至下分别为粉细砂、砂壤土、细~中砂、砂砾石层;下部属Ⅰ级阶地冲积层 (Q4~lal) , 为砂砾石, 结构松散, 砂砾石中空隙填充物为细砂。覆盖层总厚约24~30 m。基岩为白垩系钙质砾岩、泥质砾岩。砂砾石属强透水层, 粉细砂属中等透水层, 壤土属弱透水层, 上部基岩属弱透水带。

2 围堰高压旋喷补强实施背景

纵向围堰顶高程63.5~62.0 m, 顶宽6.0 m, 上下游坡比1∶2, 厂房左岸边坡开挖从高程61.5~32.0 m, 最大开挖边坡高度约30m, 开挖坡比1∶2~1∶2.5。纵向围堰基础覆盖层防渗采用高压摆喷灌浆, 为封闭式高压摆喷墙。2006年10月1日开始厂房段纵向围堰高喷墙施工, 11月30日一期上游围堰截流, 2007年元月开始基坑抽水, 元月中旬开始基坑开挖。

根据纵向围堰地形地质条件及厂房开挖设计图纸, 施工单位对桩号B0-150~桩号B0+100段共250 m长的纵向围堰右侧段进行加固。鉴于河心洲地层地质条件较差, 且目前地下水有一定水力坡度, 选择柔性防渗墙易塌槽, 且工期长, 对度汛来说, 时间不允许。若选用帷幕灌浆, 砂砾石不易起压, 帷幕灌浆效果难以保证。由于前期己实施了高压摆喷灌浆, 本次选用高压旋喷灌浆进行处理。

3 高压旋喷灌浆实施方案

高喷灌浆一般适用于砂、卵石地基和土体, 高压旋喷灌浆利用高压喷射流的冲击力, 对土体产生穿射、切割、搅拌、挤压作用, 被浆液置换、充填、混合, 形成浆液与土粒混凝的防渗板墙结构。

在原摆喷防渗墙后约0.8 m位置增设一排高压旋喷灌浆, 孔距0.8 m, 深入基岩不小于0.5 m, 钻孔孔深约30 m (从高程约61.5~31.5 m (灌浆施工平台为61.5m) , 钻孔总进尺为9390 m。从现场情况看, 上部粉细砂层高压摆喷效果较好, 从EL54高程以下采用高压旋喷灌浆成墙, 上部粉细砂层不作处理。为使两次施工的高喷墙闭合, 在本次防渗高压旋喷墙端头位置, 增加2个孔, 与前期施工的摆喷墙形成围井。考虑到部分系在动水条件下进行高喷灌浆, 需先进行堵水处理, 并视情况加玻璃水等速凝剂处理。

3.1 施工方法及要求

(1) 灌浆孔布置:单排布孔, 直线连接, 孔距0.8 m, 分二序施工。长度范围为B0-150~B0+100, 轴线桩号A0+871.53, 高压旋喷轴线距纵向围堰轴线80 cm。为了便于管理和控制, 布孔时以B0+150点为基点, 孔距0.8m, 单号孔为一序孔, 双号孔为二序孔。高喷孔有313个孔, 高喷面积7500 m2。

(2) 高喷工艺及参数:采用三管法高压射浆工艺, 主要参数如下:水压35~38 MPa, 水流量为70~80 L/min, 喷嘴孔径2×1.9 mm;气压0.6~0.7 Mpa, 风量0.8~1.5 m3/min, 喷嘴间隔1~2mm;浆压0.2~0.4 Mpa, 流量70~100 L/min;提升速度为8cm/min, 旋转速度为提升速度的0.8~1.0倍。

(3) 喷射浆液采用水泥净浆, 水灰比1∶1。

(4) 旋喷固结体的28天龄期抗压强度土层中为不小于2.0Mpa、砂砾层中不小于5.0 Mpa, 渗透系数小于1.0×10-5 cm/s。

3.2 总体施工布置

前期已经进行围堰及高压摆喷施工, 具备供水、供电等施工条件。

3.3 施工工艺

3.3.1 高压旋喷灌浆施工工艺流程

施工工艺流程如下:

3.3.2 旋喷施工工艺要求

3.3.2. 1 钻孔

测量放样后, 便可进行造孔施工, 钻孔孔位与设计孔位偏差控制在5 cm以内。由于地层为Q4-2al砂砾石层和Q4-2alI级阶地冲积堆积砂砾石层且进入基岩0.5 m, 所以需采取钻孔预成孔的方法。成孔采用XY-2型钻机, 泥浆护壁。孔径110 mm, 孔距0.8 m, 先进行先导孔施工, 再进行I序孔, Ⅱ序孔施工。钻进时应详细记录孔位、孔深、地层变化和漏浆、掉钻等特殊情况及其处理措施。钻进暂停或终孔待喷时, 应对孔口加以保护, 若时间过长应采取措施防止塌孔。

3.3.2. 2 高喷灌浆

钻孔完成并经监理工程师验收合格后, 进行高喷灌浆。

台车就位:将高喷台车移至已完成的钻孔点位, 并使喷射管垂直对准孔位, 台车就位时着重作好孔的保护工作。

下管:下喷射管到孔底, 为防止泥砂堵塞喷嘴, 可边射水边插管, 水压不超过1 Mpa, 以防孔壁坍塌。

浆液制备:水泥浆液制备选用p.o32.5普通硅酸盐水泥及干净的汉江水。

水泥浆液按喷嘴直径设置两道过滤装置, 在制备水泥浆液搅拌罐和泥浆泵之间设置一道过滤网, 在泥浆吸浆管尾部设一个过滤器, 浆液经检验合格后方可使用。

喷射注浆:采用三管法施工, 采用旋喷套接的型式。下喷管前, 应进行地面试喷, 检查机械及管路运行情况。当喷射管插入到预定深度后, 应进行原位喷射, 待浆液返出孔口, 情况正常后方可开始提升喷射。输入水泥浆液、水、压缩空气后, 待风压和泵压升至设计规定值并孔口返浆且返浆比重大于1.3时, 按设计提升这度提升注浆管。

全孔自下而上连续作业, 需中途拆卸喷射管时, 搭接段应进行复喷, 复喷长度不得小于0.3 m。

高喷注浆过程中, 冒浆量小于注浆量的20%时为正常。超过20%或不返浆时, 采取如下措施:当地层中有较大孔隙引起不冒浆时, 在孔隙地段加大注浆量, 填满孔隙后在继续喷射。当冒浆量过大时, 通过提高喷射压力或适当缩小喷嘴孔径, 或加快旋转和提升速度, 减少冒浆量。

高喷灌浆过程中, 若孔内发生严重漏浆, 视情况采取以下措施处理:

(1) 孔口不返浆时, 应立即停止提升;孔口少量返浆时, 应降低提升速度, 降低喷射压力、流量, 进行原位灌浆;

(2) 在浆液中加入速凝剂;

(3) 加大浆液密度或灌注水泥砂浆、水泥粘土浆等;

(4) 向孔内填入砂、土等堵漏材料。

在施工中应准确记录高喷灌浆的各项参数, 浆液材料用量、异常情况及处理情况等。施工过程中排出的废浆液经钻孔排浆沟排入泥浆坑中。喷射作业完成后, 如孔内浆液面有下沉现象, 要及时补浆, 以防浆液收缩。补浆用回收的回浆浆液。

冲洗:喷射施工完成后, 把注浆管等机具设备冲洗干净, 管内、机内不能残存水泥浆。

移机:将喷射台车等机具移下一孔位。

3.3.2. 3 浆液要求

(1) 高压喷浆用的浆液采用水泥净浆, 主要材料为P.o.32.5的普通硅酸盐水泥, 水泥必须新鲜无结块, 过4 900孔/cm2筛筛余量不大于5%, 经检验合格后方可使用;搅拌水泥浆液所用的水必须符合混凝土拌和用水的标准, 水灰比1.0∶1.0, 现场用比重计测试;

(2) 水泥浆的搅拌时间, 使用高速搅拌机应不小于30 s;使用普通搅拌机应不少于90 s。水泥浆自制备至用完的时间不得超过4 h, 当浆液存放时间超过有效时间, 按废浆处理;

(3) 浆液存放时, 控制浆液温度在5~40℃范围内;

(4) 浆液的性能试验内容包括:比重、稳定性、粘度、初凝、终凝时间;

(5) 凝固体的物理性能试验内容包括:抗压、抗折强度。

3.3.2. 4 高压喷射灌浆技术要求

(1) 放点位置准确, 经复核后才能开始正式施工。孔中心允许偏差为±50 mm;

(2) 高压喷射灌浆孔间距800 mm;

(3) 钻孔施工的偏斜率不大于1%。孔深满足设计要求;

(4) 高喷灌浆孔深通过取芯确定, 一序孔取芯, 二序孔孔深取相邻一序孔深度。固壁泥浆通过实验确定, 要求泥浆在孔内不硬化固结, 7~10天内高喷杆能顺利插入孔底。泥浆在孔隙内基本不流动, 不凝聚, Ph值为8~10, 比重1.1左右;

(5) 浆液制备时, 使用经检验合格的水泥, 水泥经过筛后放入制浆桶中, 搅浆时间不少于120 s;

(6) 高喷作业过程中, 经常测试水泥浆液的进浆和回浆比重。当浆液比重与规定浆液水灰比浆液比重误差超过0.1时, 立即停止旋喷作业, 重新调整浆液水灰比;

(7) 水泥浆液随配随用, 并在高喷作业时不停的搅拌, 一次拌浆量视施工情况确定;

(8) 在高喷作业过程中, 拆卸注浆管节后, 重新进行旋喷作业的搭接长度不小于0.3 m, 若供水、电、风中断后, 重新进行高喷作业的搭接长度不小于0.5 m;

(9) 高喷作业分两序施工, 单个高喷孔连续喷射作业, 相邻孔的作业间隔时间在12~72小时范围内。

4 结语

崔家营电站 篇5

崔家营航电枢纽工程在船闸上、下闸首各布置一孔人字门, 每孔人字门由两扇门叶组成。上闸首人字门每扇门叶外形尺寸为13 530mm×9 800mm×1 500mm, 上闸首人字门每扇门叶外形尺寸为13 530mm×13 100mm×1 500mm。每扇门叶上有主背拉杆、副背拉杆各两根。按设计及规范要求, 人字门安装过程中背拉杆需进行调试。

2 人字门背拉杆调试过程中应力监测方法

每扇人字门布置4个应力测点。应力测点布置在主、副背拉杆交叉处靠上一层, 每个测点沿拉杆的轴线及轴线的垂直方向各布置2组应变花, 组成半桥进行测试。考虑现场实际情况, 为防止应力测点被损坏, 故每根背拉杆布置2组应力测点。背拉杆的应力采用静态应变测量系统进行监测。测点布置图见图1:

背拉杆张拉时的控制应变按下式计算:

其中σ为背拉杆的监测张拉力, E为弹性模量, 取2.1×105MPa, μ为泊松比, 取0.285, ε为实际张拉时的控制拉应变。

3 人字门背拉杆调试方法

3.1 人字门背拉杆调试前应力测点的布置及稳定观测:

(1) 将每根背拉杆距调整螺母大约200mm处打磨出60mm×100mm的一块区域, 并刮上一薄层环氧树脂, 做为应变片的粘贴位置。

(2) 在每根背拉杆上粘贴应变片, 应力测点采用半桥桥路形式。做好应变片的保护及防潮处理。

(3) 将应力测点和应变仪通过屏蔽线连接, 保证整体绝缘度不小于200 MΩ, 并且进行8小时以上的稳定观测记录。

3.2 人字门背拉杆调试:

(1) 用2个50t千斤顶将门体顶升, 并且做好调试前一切准备工作, 包括调整扳手的安装。

(2) 将每根背拉杆受力调整为零, 应变仪对背拉杆受力进行检测并调零。

(3) 复测门体二个方向的弯曲角度与原检测数据没有误差后, 松开千斤顶, 使门体自由下落, 待门体稳定后, 测量门体各项检测数据, 同时记录各根背拉杆的应力值。

(4) 根据人字门在自由状态的检测数值, 分4次对人字门背拉杆进行张拉, 张拉中先调整主背拉杆, 后调整副背拉杆。用预先准备的调整扳手卡紧背拉杆调整螺母, 将调整扳手与10t导链连接, 通过缓慢拉紧导链调节背拉杆的调整螺母, 同时密切监测背拉杆应力变化情况。人字门背拉杆预应力设计值详见表1。

(1) 第一次, 张拉至背拉杆预应力值的30%, 测量人字门门轴柱和斜接柱的变形情况;

(2) 第二次, 张拉至背拉杆预应力值的50%, 测量人字门门轴柱和斜接柱的变形情况;

(3) 第三次, 张拉至背拉杆预应力值的70%, 测量人字门门轴柱和斜接柱的变形情况;

(4) 第四次, 张拉至背拉杆预应力值的100%, 测量人字门门轴柱和斜接柱的变形情况。

(5) 拆除调整扳手后测量各根背拉杆应力情况, 作为其最终结果, 并且进行24h后期稳定观测。

(5) 主、副背拉杆的应力值达到设计值后, 全面复测人字门的各项技术数据, 应满足设计和规范要求。在调试过程中, 当人字门斜接柱和门轴柱的变形情况已达到比较理想的情况时, 可停止背拉杆预应力的调节。

4 主要仪器设备

背拉杆调试过程中所使用的主要仪器设备见表2。

5 结语