厂房开挖（精选7篇）
厂房开挖 篇1
1 工程概况
大华桥水电站位于云南省怒江州兰坪县兔峨乡境内的澜沧江干流上, 采用堤坝式开发, 是澜沧江上游河段规划推荐开发方案的第六级电站。坝址距昆明市公路里程约588km, 距大理市257km, 距兰坪县城77km。地下厂房系统布置在引水发电系统中部, 包括地下洞室群和地面开关站等工程。地下洞室群规模较大, 地下厂房石方洞挖40.50万m3、石方井挖1.67万m3。
2 爆破设计
2.1 主要钻爆参数选择。
第Ⅰ层中导洞及扩挖采用凿岩台车水平开挖, 根据凿岩台车工作性能, 台车钻孔直径定为50mm, 循环进尺根据不同围岩类别暂定为:Ⅱ~Ⅲ类围岩洞段中导洞3.0m, 扩挖3.4m, Ⅳ类围岩洞段1.5~2.0m;爆破效率:导洞开挖按85%考虑, 扩挖按90%考虑。第Ⅱ~Ⅸ层边墙保护层、安装间底板保护层、副厂房底板保护层及机坑岩台保护层采用手风钻或多臂钻钻爆。岩锚梁岩台垂直面和斜面用手风钻光爆孔, 孔径选用φ42mm, 不偶合系数取2.5, 孔距暂定为40~50cm。第Ⅱ~Ⅸ层中槽梯段开挖潜孔钻垂直钻孔爆破, 钻孔孔径选为φ90mm, 不偶合系数取2.4~3.0;梯段开挖排炮水平进尺暂定8m。第Ⅱ~Ⅸ层中槽两侧预裂均以潜孔钻钻爆, 孔径选φ76mm, 不偶合系数取2.4, 孔距70~80cm。各层端墙手风钻预裂孔径采用φ42mm, 不偶合系数取2.0, 孔距40~50cm。
2.2 厂房开挖爆破排炮循环时间。
2.2.1主厂房Ⅰ层开挖Ⅱ、Ⅲ围岩排炮循环进尺按中导洞3.0m, 扩挖3.4m计算, Ⅳ类围岩排炮循环进尺按2.0m计算, 两侧扩挖错距平行作业, 计算时按单侧所占的工期进行计算, Ⅱ、Ⅲ围岩锚喷支护及锚索施工不占直线工期, Ⅳ类围岩按占用直线工期计算。2.2.2主厂房Ⅱ~Ⅷ层中部拉槽排炮循环进尺按8m计算, 保护层排炮循环进尺按4.0m计算, 两侧保护层的开挖错距平行作业, 计算时按单侧所占的工期进行计算, 支护平行作业跟进, 不占直线时间。
3 厂房系统地下洞室群开挖
3.1 开挖分层及通道规划。
主副厂房及安装间总长195.70m, 主厂房及安装间跨度岩锚梁以上为28.30m、以下为26.80m, 属特大型洞室。结合厂房的结构特点、围岩地质条件、通道条件、施工机械性能、爆破控制要求, 并兼顾岩锚梁开挖及混凝土施工的需要, 典型开挖自上而下分九层, 安装间及副厂房分别分为四层、五层开挖。
3.2 施工程序及施工方法。
3.2.1施工程序。3.2.1.1地下厂房、副厂房及安装间施工程序。第Ⅰ层顶拱开挖与支护) →顶拱锚喷支护及锚索施工→小牛腿锚杆及混凝土施工→第Ⅱ层开挖支护→第Ⅲ层边墙预裂→岩壁吊车梁锚杆及混凝土施工→第Ⅲ层开挖及支护→第Ⅳ层开挖及支护→第Ⅴ层开挖及支护→第Ⅵ层开挖支护→第Ⅶ层开挖支护→第Ⅷ层开挖及支护→第Ⅸ层开挖及支护。3.2.1.2单循环施工工序。施工准备→测量放样→炮孔布置→造孔→装药连线爆破→通风排烟→安全检查及处理→出渣→清底→支护→下一施工循环。3.2.2施工方法。3.2.2.1第Ⅰ层 (顶拱) 开挖。第Ⅰ层顶拱开挖时为减少围岩松驰变形保证围岩稳定, Ⅱ、Ⅲ类围岩系统支护滞后开挖0~5m;Ⅳ类围岩采用超前锚杆或超前中空锚杆、超前小导管、自进式锚杆预注浆支护, 必要时, 采用管棚支护, 系统永久结构支护紧跟掌子面。锚喷支护距开挖掌子面的距离按施工图和监理工程师的指示进行。顶拱轮廓开挖、喷锚支护、排水和原型观测质量要求高, 必须精心施工, 确保施工质量和安全。在厂房Ⅰ层开挖时, 应适时进行顶拱锚索施工。3.2.2.2第Ⅱ层开挖。Ⅱ层位于岩锚梁重要部位, 开挖施工质量要求很高, 是地下厂房施工的难点, 考虑到岩锚梁上拐点的保护层高度, 同时考虑到下层开挖爆破对岩锚梁下拐点的影响, 以及岩锚梁受拉锚杆的安装要求, 将Ⅱ层分层高程确定为EL1428.6m~EL1419.5m, 开挖高度为9.1m, 中部宽度为20.8m, 两侧保护层上部宽度均为3.75m, 下部宽度为3.0m。3.2.2.3第Ⅲ层开挖。考虑到Ⅲ层开挖时爆破对已浇岩锚梁混凝土的影响以及岩锚梁混凝土施工的难度, 分层高程确定为EL1419.50m~EL1412.00m, 开挖高度为7.5m, 在岩锚梁混凝土浇筑前完成Ⅲ层中槽及边墙预裂;中槽宽度为20.8m, 两侧保护层宽度为3.0m。第Ⅲ层开挖采用潜孔钻中槽两侧预裂, 潜孔钻中槽深孔梯段爆破拉槽, 手风钻配合多臂钻钻孔开挖保护层的施工方法。为保护已施工完毕的岩壁吊车梁不受第Ⅲ层爆破震动的影响, 预裂孔的施工在第Ⅱ层岩壁吊车梁混凝土施工前预先进行, 第Ⅲ层的开挖爆破, 须在岩壁吊车梁混凝土浇筑28天后进行, 并控制爆破的最大瞬间起爆药量, 起爆网络采用“V”型毫秒微差延时网络, 并对岩壁梁混凝土进行爆破震动测试, 以确保安全。3.2.2.4第Ⅳ层开挖。将Ⅳ层分层高程确定为EL1412.000m~EL1405.500m, 开挖高度为6.5m。第Ⅳ层开挖首先采用潜孔钻深孔梯段拉槽爆破, 中槽两侧预裂, 槽宽20.8m。边墙预留保护层, 宽3.0m, 边墙保护层采用手风钻配合多臂钻钻孔光面爆破, 安装间底板保护层采用手风钻钻孔爆破。石渣采用3.0m3装载机配合4m3液压正铲装车, 20t自卸车通过交通洞运至料场。锚喷支护将按照技术要求紧跟作业面进行。3.2.2.5第Ⅴ层开挖。将Ⅴ层分层高程确定为EL1405.500m~EL1399.200m, 开挖高度为6.3m, 施工通道为2#施支洞, 第Ⅴ层开挖首先采用潜孔钻深孔梯段拉槽爆破, 中槽两侧预裂, 槽宽20.8m。边墙预留保护层, 宽3.0m, 边墙保护层采用手风钻配合多臂钻钻孔光面爆破。石渣采用3.0m3装载机配合4m3液压正铲装车, 20t自卸车通过2#施工支洞运至料场。锚喷支护将按照技术要求紧跟作业面进行。3.2.2.6第Ⅵ层开挖。第Ⅵ层分层高程确定为EL1399.200m~EL1389.900m, 开挖高度为9.3m, 第Ⅵ层开挖采用潜孔钻深孔梯段拉槽爆破, 中槽宽20.8m, 在第Ⅴ层开挖完成后进行本层中槽周边预裂、多臂钻及人工手风钻开挖保护层的施工方法;施工通道为引水下平洞及1#施工支洞。出渣采用3.0m3装载机装车, 20t自卸车部分运至中转料场。锚喷支护将按照技术要求紧跟作业面进行。3.2.2.7第Ⅶ层开挖。第Ⅶ层开挖分层高程确定为EL1389.900m~EL1381.900m, 开挖高度为8m, 采用潜孔钻拉槽爆破, 槽宽20.8m, 在第Ⅵ层开挖完成后进行本层中槽周边预裂, 深孔梯段爆破, 手风钻配合多臂钻开挖保护层的施工方法。3.2.2.8第Ⅷ层开挖。第Ⅷ层开挖分层高程确定为EL1381.9m~EL1376.4m, 开挖高度为5.5m。采用多臂钻由尾水支洞方向开挖4.0m×3.0m (宽×高) 的导洞进入厂房, 进入长度为2m, 进入后在厂房边线处沿导洞边线作环向预裂。然后采用潜孔钻在导洞上部进行钻孔拉槽爆破, 两侧保护层采用人工手风钻钻孔爆破。轮廓线光面爆破。3.2.2.9第Ⅸ层开挖。第Ⅸ层开挖分层高程确定为EL1376.400m~EL1369.800m, 开挖高度为6.6m。厂房底部检修排水廊道随本层同步开挖。该层的开挖施工通道为尾水管洞及5#施工支洞。3.0m3装载机装20t自卸车部运经尾水管洞及5#施工支洞运至料场。
结束语
2014年1月至2014年10月完成地下厂房I、II层开挖, 施工质量符合标准, 得到业主、监理、设计等单位一致好评, 被评为华能澜沧江公司开挖样板工程。
摘要：云南大华桥水电站地下厂房系统布置在引水发电系统中部, 包括地下洞室群和地面开关站等工程。地下洞室群规模较大, 地下厂房石方洞挖40.50万m3、石方井挖1.67万m3。
关键词：大华桥,地下厂房,开挖技术
回龙水电站厂房基础开挖施工 篇2
关键词：水电站,厂房基础,开挖,施工
1 概述
回龙水电站位于汀江干流上杭县境内,是一个以发电为主,兼有灌溉等综合效益的水利枢纽工程。枢纽主要建筑物有闸坝、河床式发电厂房、开关站、左右岸重力坝等。最大坝高19 m,坝顶全长178.8 m;厂房装机三台,总容量12万MW。主体工程量混凝土45 057 m3,土石方开挖85 062 m3。
坝址河流流向为SE向,河水面宽约150 m,河床底高程EL213 m～215 m,枯水期可见河床基岩裸露为一“U”形河谷。左岸为原老电站生活区及水渠,右岸岸坡出露基岩及残坡积层,山坡坡度较缓为35°,属不对称的河谷。两岸岸坡稳定,岩性较复杂,主要有千枚状页岩、石英砾岩、石英砂岩、炭质粉砂岩。
坝址以上集水面积3 322 km2,流域属亚热带季风气候区,多年平均降水量1 705.9 mm,多年平均气温19.9 ℃,多年平均最大风速14 m/s。
回龙水电站发电厂房土石方开挖宽46.435 m,长53.125 m,分为进水口段、主机段、尾水段,进水口段建基面设计高程为206.6 m,主机段建基面设计高程为204.1 m,尾水段建基面设计高程为207.6 m。进水口段地质岩性为石英砂岩和千枚页岩;主机段地质岩性为沉积性土层和千枚页岩,局部夹有石英砂岩;尾水段地质岩性为沉积性土层,于2004年10月5日开始开挖,于2004年12月5日完成基础开挖,其中进水口段、主机段挖至设计高程,尾水段根据监理例会要求挖至EL205.6 m,共完成土石方开挖22 348 m3。
为完成上述工程量,共投入如表1所示的机械、物力、财力。
2 施工过程
2.1 测量放样
施工前进行测量放样,采用全站仪放出开挖边界线,并打桩拉线。开挖过程中,用水准仪现场控制开挖高程,避免超欠挖。
2.2 开挖施工
覆盖层及土层开挖:采用反铲挖掘机将土方或砂卵石装到自卸汽车内,然后由自卸汽车运到右岸弃碴场堆放。
石方开挖:石方开挖的钻孔设备采用TY-26型手风钻,开挖自上而下由内到外分层、分段进行。先锋槽的布置根据开挖区的地形、地质等实际情况布置。先锋槽的开挖深度与分层开挖的阶梯高度一致。石方开挖采用接力式微差梯段控制爆破,手风钻梯段高度为1 m～3 m。爆破顺序严格按自上而下分层进行。
石方开挖顺序为:炮孔放样→钻孔→装药→爆破→出碴→重复上述循环。
1)炮孔放样:钻孔前对爆破区孔位进行放样,用红油漆作醒目标记,然后告知钻孔作业人员。2)钻孔:按放样好的孔位及孔深钻孔(孔深一般为1 m～3 m)。钻孔时力求准确性,确保爆破时能达到预期爆破效果。3)装药:装药前进行扩孔和洗孔,然后按施工经验及理论依据相结合进行装药,装药完毕用沙子或黄土堵塞,堵塞长度为1/3孔深。4)爆破:爆破前先做好警戒工作,并将机械设备及人员撤至安全地面后,点燃导火索引爆。5)出碴:采用反铲挖掘机将石碴装至自卸汽车运往弃碴场,最后用装载机推平。
保护层开挖:石英砂岩保护层开挖采用手风钻钻浅密孔,小药量进行控制爆破,为防止爆破时破坏基岩,钻孔时不得钻至基岩面,并在装药前孔内预填20 cm的砂作柔性垫层。局部欠挖部分,采用人工撬挖的方式进行施工;千枚页岩保护层开挖采用人工撬挖的形式进行;土层预留20 cm作为保护层,其开挖方法为人工挖除。
集水井开挖:集水井分为渗漏集水井及检修集水井,其建基面高程为199.70 m,地质岩性为沉积性土层和千枚页岩,局部夹有石英砂岩;沉积性土层和千枚页岩由反铲挖掘机直接挖除,石英砂岩采用浅孔、小药量、火花爆破形式开挖,局部采用人工撬挖。
2.3 冲洗
地基冲洗采用两台高压水枪进行冲洗,局部破碎地带采用人工撬挖,并由人工将石碴运至弃碴场。
2.4 施工排水
永久边面的坡脚及施工场地周边和道路的坡脚,开挖好排水沟槽,以便及时排除坡底积水,保护边坡坡脚的稳定。
对影响施工及危害永久建筑物安全的渗漏水,地下水及泉水,就近开挖集水坑和排水沟槽,然后用潜水泵将水流抽排至开挖区外地点。
在平地或凹地进行开挖作业时,在开挖周围设置挡水堤和开挖周边挖设排水沟,引水至集水坑后用潜水泵抽排至监理指定地点。
3质量控制与施工安全
质量控制方面:成立质量管理组织机构,以项目经理为第一责任人,项目技术负责人为执行人,培训教育职工;施工前进行施工技术质量交底工作;施工前检查和保养好施工机械设备,保证设备状态良好;选一批素质高、责任心强,经验丰富的职工参与本工程建设;实行三检制,即由施工班组组长进行初检,现场技术人员进行二检,专职质检员进行三检,检验合格后方可提交监理工程师检查;技术员及管理人员进行跟班作业;开挖全过程,施工测量人员跟班作业,以避免发生超挖及欠挖;石方明挖在实地放出控制开挖轮廓的坡顶点,转角点或坡角点,并用醒目的标记标定边线,开挖放样高程控制点不低于五等水准测量的精度,开挖部位接近开挖边线时,及时测放基础轮廓点及散点高程,并将超欠挖部位及尺寸标于实地,必要时,在实地画出开挖轮廓线,以备验收。
安全是为了更好的生产,特别是开挖爆破更应严格安全措施,其主要措施如下:爆破工程施工严格按GB 6722-86爆破安全规程组织施工;加强对开挖后的岩体变形观测,发现有危及岩体稳定的过大变形要及时报告建设、设计、监理单位,并及时采取相应的应急措施;规定爆破时间,严格执行并广泛宣传。划定安全警戒线,每次爆破警戒线上设专人警戒。警戒范围一般为离爆破区200 m以内,范围内的车辆、行人、居民撤离;特殊工种人员持证上岗;严格控制飞石距离和飞石方向,确保周围人员、民房和辅助设备安全;机械开挖基坑时,机械应停放在坚实平稳牢固的础上,且不得在基坑内同时进行其他工作。机械旋转范围内不站人。
4质量评定
1)工序质量评定。根据水利水电施工质量评定规范及水利工程建设项目监理规范要求,我部对基坑开挖施工工序质量进行自评,质量等级为合格。
2)质量保证资料。隐蔽工程验收单:被覆盖的工序都要有隐蔽验收记录,本工序共一份隐蔽工程验收单。工程质量评定单:工序质量评定资料齐全。施工组织设计、技术交底:有施工组织设计、技术交底、施工记录。测量复核记录:水准测量检查记录,测量放样复核记录,测量放样草图齐全、清晰。水利水电工程联合检查工程项目施工质量联合检验合格证一份。岩石地基开挖工程施工质量自检合格证一份。
5存在问题
右岸为高边坡且为土层,已出现裂缝;集水井位置存在地下水;尾水段基本处于土层上。对上述问题,与监理、业主协商,提出合适的处理措施,并在下一步施工中进行处理,取得了理想效果。
参考文献
[1]麦家煊.水工建筑物[M].北京:清华大学出版社,2004.
[2]潘家铮.水工建筑物设计丛书[M].北京:水利电力出版社,1982.
[3]陆述远.水工建筑物专题[M].北京:水利电力出版社,1995.
厂房开挖 篇3
地下厂房主要洞群的主要监测项目包括:
1) 一般监测项目: (1) 围岩收敛; (2) 地下水出水点。
2) 专项监测项目: (1) 爆破振动; (3) 围岩松动圈。
2 施工安全监测总体原则
2.1 一般监测项目
1) 围岩收敛观测断面测点布置形式根据设计与施工规范要求、结构特点及现场实际开挖揭露的地质情况确定, 观测断面间距不大于50m。如果围岩表面出现明显变形、裂缝, 加密测点和测次;
2) 支护结构应力与变形、随机支护锚杆与锚索应力、地下水出水点为施工安全监测选测项目, 根据现场实际需要确定。
2.2 专项监测项目
1) 爆破振动控制标准按规范要求。爆破振动及围岩松动圈观测频次、观测方法、观测资料整理、分析和报告满足相关施工及监测规范要求;
2) 围岩松动圈测试依据结构特点、地质情况以及现场测试分析成果进行控制。根据现场情况确定测点布置及测点数量。
3 安全监测方案
3.1 地下厂房收敛变形监测
地下厂房施工一般具有规模大、结构类型多, 跨度大、断面大, 施工干扰大等特点。在开挖初期, 拟采用围岩外部变形监测中最常见的收敛监测方法, 因其监测仪器结构简单, 使用灵活, 安装时间快, 并十分经济。用适合地下洞室断面测量的多功能全站仪监测。典型监测断面围岩变形测点布置见下施工期变形监测布置图。
主厂房监测断面共选择5个横断面和1个纵断面。横断面分别位于1#~4#号机组和安装间中心线, 其中1#~4#号机组段向下延伸到主变室, 构成上下游对称的观测断面。纵断面布置在厂房中心线位置 (详细布置如下) ;
3.2 爆破振动监测
爆破振动监测按设计图纸要求的部位布设测点, 每个测点观测3~5次, 观测精度优于15%。每次观测完成后及时提供成果分析报告。
1) 测试目的
(1) 确定爆破质点振动速度传播规律经验公式V=K (Q1/3/R) α中的K、α值;
式中:V为质点振动速度cm/s;
Q为单响药量kg;
R为测点至爆区距离m;
K为与地质、岩性有关的系数;
α为衰减系数;
(2) 按照上述经验公式预报质点振动速度 (Q、R为已知数) , 以控制单响起爆药量;
(3) 施工中进行跟踪监测, 验证并调整有关参数, 以确保被防护目标的安全。
2) 试验方法
(1) 首先进行单炮测试, 测试3炮以上, 对测试所得数据进行回归分析, 得出适合本标段岩体的K、α值;
(2) 根据以上试验所得的K、α值以及安全防护目标的距离和防护要求, 确定最大单响起爆药量;
(3) 在安全防护目标布置测点, 测定爆破振动速度是否在安全范围内;
(4) 利用施工中开挖爆破作爆源, 进一步在爆破条件下测试爆破振动传播规律的K、α值, 以便更有效地指导后续爆破施工。
3) 测试仪器
IDTS2850型爆破振动测试记录仪;SD-1型垂直速度传感器。
4) 测点布置
对单炮试验, 测点要求布置在岩石的整体性较好、高差相差不大的岩石上, 布置4个测点, 前密后疏, 测试数据用作k、α值的计算。对防护目标的测定, 在防护目标与爆源间合理布置测点即可。
5) 测试过程
在选定的测点上用石膏固定好传感器底座, 传感器安装上后, 将传感器与记录仪连接好, 待采集完成后, 与计算机连接, 读取储藏数据、波形分析等。
6) 成果处理
(1) 整理出各种最大单响装药量下防护目标的振动速度;
(2) 按爆破地震波最大振动速度衰减规律公式V=k (Q1/3/R) α用最小二乘法计算出k、α值;
(3) 根据以上推算出的公式计算允许最大单响药量;
(4) 在现场试验结果未出来前, 按下表进行控制。
注:爆破区药量分布的几何中心至观测点或防护目标10m时的控制值
1) 设计边坡上的安全质点振动速度≤10cm/s;
2) 隧洞基础或壁面上的安全质点振动速度≤10cm/s;
3) 邻县工厂电器开关的安全质点振动速度0.5cm/s~1.0cm/s, 精密控制仪表安全质点振动速度≤0.5cm/s。
注:爆破区药量分布的几何中心至观测点或防护目标10m时的控制值
3.3 围岩松动圈测试
1) 测试目的
根据爆破前后声波波速的变化确定爆破破坏的范围和强弱, 确定合理的爆破药量和开挖方案。
2) 监测方法
采用钻孔声波法:即在爆破前后测量其内部同一部位的声波波速, 进行对比, 按照技术规范标准, 判断有无爆破破坏影响。
3) 仪器选择
本次测试选用SYC-2C型非金属超声波测试仪。仪器由接收机和发射机两部分组成, 记时数字显示。换能器选用一发双收, 用水作耦合介质。
4) 测点布置
在具有代表性的各个工作面钻测试孔, 孔深、孔径按设计及规范要求。对洞壁钻孔要求与水平方向成一定的角度, 以保证水能充满整个孔。
5) 测试过程
用水或凡士林作耦合剂, 将发射换能器和接收换能器置于孔内。沿孔深方向每隔0.2m观测一次。
在每个检查孔中采用单孔声波测试, 测点距离为20cm, 使用一发双收换能器。爆前与爆后的检查孔为同一孔。为防止爆破时将检查孔破坏, 在爆前声波测试结束后, 在检查孔内填充细砂, 爆破后用风管将检查孔内的细砂吹干净, 再进行爆后声波测试。
6) 成果整理
测试成果, 对波速最大值、最小值、平均值等特征值及爆破后波速降低率进行统计。对比前后观测资料, 绘出波速随深度变化关系图, 判断有无爆破破坏影响以及破坏范围。
3.4 地下出水点监测
1) 布置
鉴于地下厂房区地下水的复杂性和渗透性不均一, 施工时根据现场地下水的渗漏情况, 在集中涌水点根据流量设量水堰监测。
2) 实施方法
(1) 根据设计图纸或监理人根据现场地质情况指示确定量水堰安装位置, 尽量将量水堰设在排水沟的直线段上;
(2) 量水堰堰槽段采用矩形断面, 其长度应大于堰上最大水头7倍, 总长度不小于2m, 即堰板上游的堰槽长度不小于1.5m, 堰板下游的堰槽长度不小于0.5m。
(3) 堰槽两侧应平行和铅直, 堰板与水流方向垂直;
(4) 按照设计要求和现场的渗流量情况选购和加工堰板;
4 结论
施工安全监测就是监控施工过程中存在的安全隐患, 指导开挖与支护施工;检验和评价地下洞室群的稳定性, 并根据观测成果及时调整开挖方法与施工安全支护措施, 重视安全检测是保证施工过程安全的重要措施之一。地下厂房开挖期安全检测, 是以数据为依据, 科学地保证整个开挖、支护施工安全的“火眼金睛”。
摘要：施工安全监测其目的是及时掌握地下洞室围岩与开挖边坡在开挖施工过程中产生的变形、支护结构受力等, 监控施工过程中存在的安全隐患, 指导施工;检验和评价地下洞室群的稳定性, 并根据观测成果及时调整开挖方法与施工安全措施, 是保证施工过程安全的重要措施之一。
厂房开挖 篇4
(1) 工程简介。潮州供水枢纽工程西溪电站厂房位于粤东韩江下游, 厂房位址刚好处于深层软基基础上, 地质条件差, 承压水头高, 基坑周边受力情况复杂, 厂房基坑开挖是潮州供水枢纽工程一项重大的技术难关。西溪厂房基坑长162m, 宽38m, 地面2.3m, 厂房的建基面为▽-16.35m, 基坑最大开挖深度为18.5m, 地下水位为▽2.0m。基坑底以下3至5米下卧砂卵石石层为承压水层, 与江水相通, 基坑底与承压水层水头落差达20至30米。
(2) 厂房基坑周边情况。西溪厂房深基坑右岸距基坑左侧连续墙32m处有已建成的16孔拦河水闸, 水闸交通桥位于▽16.2m高程处, 闸坝启闭机室顶高程为▽33.5m。因施工需要, 在基坑左右岸各设一300t重低架门机, 门机轨道距连续墙边10m。左岸距基坑30m处为▽12m高程的江东洲岛, 岛上距基坑约500m处有一个高约30m, 供电220kv的高压线塔, 700m～800m处为民居。
(3) 厂房基坑支护情况。基坑开挖采用“减压井+局部封底、分期开挖”的开挖及减压方案, 在基坑内设置一定数量的减压井, 适当降低水头;同时, 在基坑开挖最深部位的基坑底面以下设4m厚旋喷桩进行封底。基坑左右两侧采用悬挂式连续墙支护, 中间从上自下共设四层砼支撑, 支撑和围檩的截面尺寸为600×600mm或800×800mm m, 支撑的竖向间距为3.0m～4.5m, 水平间距为12m (为3段连续墙槽段的长度) , 采用厂房中线已施工的1000钻孔灌注桩作为支撑中间立柱。
2 监测项目
2.1 监测范围
根据《建筑基坑支护工程技术规范》规定, 按基坑不同的土质条件, 把基坑周围地段按其受基坑工程扰动程度划分为三个区域, 观测每个区域土体的扰动情况, 其中Ⅰ区为受扰动最大区, Ⅱ区为扰动较小区, Ⅲ区为基本不受扰动区。本工程地质为软弱淤泥质土, 按图1划分 (H为基坑最大挖深) 。
2.2 监测项目
(1) 基坑边高压线塔沉降监测; (2) 基坑两岸门机轨道的监测; (3) 支护地下连续墙墙体的水平位移监测; (4) 砼内支撑梁轴力及挠度监测; (5) 已施工闸坝沉降观测; (6) 正在挡水的厂房围堰的监测; (7) 基坑水位监测。
3 监测方法
(1) 位移及沉降监测。位移及沉降监测点设A、B、C三类, 在开挖前测出初始值。A类点为常测点, 左岸共设A类点8个 (设于连续墙顶) , 右岸共设A类点13个 (其中连续墙顶设8个, 3#、4#闸坝顶设4个, 3#消力坎设1个) 。A类点一般情况每天观测1次, 情况特殊时适当调整为两次或三次。B类点监测频率较A类点低, 左岸共设B类点23个 (其中连续墙顶设17个, 左岸门机轨道设4个, 江东洲线塔设2个) , 右岸共设B类点25个 (其中连续墙顶设17个, 右岸门机轨道设4个, 厂房围堰顶设4个) , B类点一般7天观测1次。C类点设于连续墙每层砼支撑纵撑跨中, 共设72个测点, 只测设高程。在每层砼撑下一层土方开挖之前测初始值, 在该层土方开挖过程中, 该层砼撑上测点每天测2次, 其余情况每3天测1次。
(2) 支撑梁轴力监测。轴力监测使用应变计, 分层埋设, 主要设在基坑开挖较深位置的支撑梁上 (第二层支撑梁上监测5根, 第三层支撑梁上监测5根, 第四层支撑梁上监测1根) 。应变计在支撑梁施工前埋设, 下一层土方开挖前读出初始值。
(3) 水位监测。基坑水位是控制厂房开挖情况的一项重要指标, 水位通过厂房基坑两边已施工的测压管获得, 每天监测2～4次。
4 监测资料的收集整理、分析与提交
(1) 监测资料的收集整理厂房基坑施工监测由专人负责。基坑开挖期间, 各种监测资料每天下午5:00由监测员准时送交整理员。一般情况下, 整理员每一周把整理好的资料报送相关单位。
基坑开挖完成后, 各种监测资料每三天送交整理员, 每半个月把整理好的资料报送相关单位。
在发生特殊情况时, 监测完成后立即报送整理员, 会知本单位主要领导及相关单位负责人。
(2) 监测资料的分析。监测成果分析要按以下流程进行 (图2) 。
(3) 信息反馈为保证资料的可靠性及完整性, 相关人员或单位收到资料后, 如果发现由操作失误造成的偶然误差及整理资料时无意形成的错误, 要立即反馈以便于错误及时纠正。
5 结语
潮州供水枢纽西溪厂房开挖过程中, 通过对基坑支护体系及周边建筑物的变形观测, 正确地指导了基坑开挖的顺利进行。 (1) 沉降及位移监测, 可以很好地映射深基坑开挖对周边建筑物的影响。 (2) 在开挖施工中变形接近或超过设计 (规范) 要求时, 及时采取措施。 (3) 深基坑开挖过程中, 要保持高度的警惕性, 不能有丝毫麻痹大意。 (4) 监测资料整理一定要认真细致, 分析一定要客观实际。 (5) 施工监测一定要由专人负责, 责任落实到个人。
摘要：潮州供水枢纽西溪厂房基坑开挖地质条件差, 承压水头高, 周边受力情况复杂, 是潮州供水枢纽工程一项重大的技术难关。深基坑开挖不仅是对其支护体系的极大考验, 而且会导致基坑周边地面的不均匀沉降, 从而引起周边建筑物的破坏。在基坑开挖过程中, 对支护体系进行全过程监测, 防微度渐, 保证厂房深厚软基基坑的开挖施工安全及周边建筑物的稳定性。
厂房开挖 篇5
某水电站位于金沙江某峡谷中,其枢纽由拦河大坝、泄洪建筑物、引水发电建筑物等组成。发电厂房分设在左、右两岸山体内,各装机9台单机容量为700 MW的水轮发电机组,总装机容量12 600 MW。左岸地下厂区位于坝肩上游山体内,水平埋深300 m～450 m,垂直埋深340 m～480 m,主厂房设计开挖尺寸为:439.7 m×28.4 m(31.9 m)×77.1 m(长×宽×高),轴线方向为N24°W,与厂房区最大主应力σ1方向成36°～46°夹角,与厂房区主要发育的NE向错动带成55°～76°夹角,与NWW～EW向裂隙亦有40°～75°夹角。出露的岩体主要为P2β6层斑状玄武岩,岩体一般新鲜坚硬,硬脆性明显,细微隐性节理发育,围岩类别为Ⅱ类,Ⅲ类,Ⅳ类,以Ⅲ类为主。总体上看,厂房轴线与最大主应力方向夹角较小,与主要结构面夹角较大,有利于围岩稳定。但是,由于厂房纵向延伸较长,地质情况复杂,需要选择具有代表性的部位进行岩锚梁岩台开挖模拟试验,最终确定适合不同地质条件的钻爆参数。
2 岩锚梁岩台开挖爆破试验
2.1 开挖施工程序
主厂房第Ⅲ层开挖的层高为9.0 m,梯段开挖宽度为20.4 m,两边预留4 m厚的垂直保护层,岩台厚度为1.75 m。主厂房第Ⅲ层开挖程序和炮孔布置见图1,其中①,②区为预裂和中部拉槽区,在梯段开挖之前先进行超前预裂,预裂孔的间距为0.8 m～1.0 m,孔深为9.5 m;而后分两层进行中部抽槽,每层台阶高度均为4.5 m,炮孔间排距2.3 m×2.0 m,单耗为0.4 kg/m3～0.50 kg/m3;③,④,⑤区的保护层厚度为4 m,由上至下分3层开挖,每层台阶高度均为3.0 m,采用浅孔、短进尺多循环的光面爆破方式开挖;⑥区岩台部位的竖向光爆孔、辅助孔超前造孔(与③区保护层Ⅰ同时造孔),待保护层全部开挖后进行岩台斜面光爆孔造孔,并对岩台下拐点进行锚喷加固,最后,岩锚梁岩台直墙面与斜面双面一次光爆成型。由于岩台部位的岩石质坚性脆,存在大量细微隐性裂隙,为了防止爆破震动导致裂隙扩张,通过增加辅助孔来减小岩台开挖的线装药密度。
2.2 钻爆参数
选择合理的钻爆参数是岩锚梁岩台开挖的关键和前提。此次爆破试验参数选择方法如下:
1)炮孔直径d:炮孔直径直接关系到施工的效率和成本,应综合考虑岩石特性、现场机械设备及工程具体要求进行选择。一般情况下,主要应依据爆破现场的条件和钻工机具来确定。本次试验中,拉槽预裂区的孔径取为76 mm和90 mm,岩台开挖部位的孔径均取为42 mm;
2)最小抵抗线Wmin:光面爆破的最小抵抗线(即光面层厚度),可由经验公式Wmin=(10～20)d计算,其中,d为炮孔直径,cm。经验表明,岩石坚韧、可爆性差时,Wmin可取较小值;岩石松软、易破碎时,Wmin可取较大值。综合考虑爆破部位的岩石性质和地质条件,本次试验取Wmin=70 cm;
3)炮孔间距a:光面爆破的实质是使相邻炮孔之间产生连续贯通裂缝,以形成光滑、平整的断裂面。因此,炮孔间距对形成贯通裂缝极为重要。一般,炮孔间距可以参考公式a=(0.6～0.8)Wmin确定,同时考虑炸药的特性、不耦合系数和岩石的物理力学性质等因素,本次试验取a=30 cm～35 cm;
4)不耦合系数:岩石的极限抗拉强度一般仅为其极限抗压强度的1/40～1/10,当不耦合系数增大到一定值时,可使爆炸应力波和高压气体作用于孔壁的压力等于或小于岩石的极限抗压强度,此时相邻炮孔之间会产生连续贯通的拉裂缝,而孔壁则基本不会或只有极少量受到压缩破坏。根据前期试验及经验数据,取不耦合系数为2.0～4.0,其中小孔径取小值,大孔径取大值;
5)线装药密度q:对于光面爆破,q=K光aWmin,其中,K光为光面爆破的单位耗药量,约为0.15 kg/m3～0.25 kg/m3。本次试验使用2号岩石乳化炸药,药卷直径约为12 mm,初步拟定岩台开挖部位的垂直孔和仰孔线装药密度为q=70 g/m～110 g/m,最终药量根据试验结果调整和确定。
2.3 试验结果分析
通过不同方案的多次对比试验,最终确定岩台开挖的钻爆参数(见表1)。
通过对试验结果综合分析,表明采用上述钻爆参数开挖某水电站地下厂房的岩锚梁岩台,可以取得优良的效果。
2.4 爆破震动安全监测成果
在岩台开挖爆破试验期间进行爆破震动安全监测,以获得岩台开挖的爆破震动传播与衰减规律,确定和优化钻爆参数及爆破网络,控制单段药量以减轻爆破震动对各类建(构)筑物的危害。爆破震动测试采用爆破自记仪测试系统和速度传感器,测点布置在先期已形成的岩台上,每个测点包括垂直和水平爆破震动速度两条测线。测试结果表明,某水电站地下厂房岩锚梁岩台开挖实测的爆破震动速度范围为0.69 cm/s～6.83 cm/s,满足《地下厂房洞室群开挖及锚喷支护施工技术要求》规定的已开挖洞壁的安全质点震动速度10 cm/s的设计要求,能够保证施工安全。
2.5 爆破围岩松动圈范围的测试结果
采用钻孔声波法检测爆破部位保留岩体的声波速度,并以此分析判断爆破开挖对围岩垂直影响深度,为随后的支护工作提供参考依据。此次试验共检测了3对声波孔(孔深均为5 m)。根据测试结果,参照SL 326-2005水利水电工程物探规程中的规定,判定某水电站地下厂房岩台爆破开挖对岩体介质的破坏深度(即松动圈半径)为0.2 m～0.4 m,符合设计和施工要求,能够保证吊车梁施工与运行期的安全。
3 结语
岩锚梁岩台的开挖是地下厂房开挖施工中的重点与难点,开挖成型难度大,钻爆技术要求高,质量控制严格。尤其在节理裂隙发育、岩体整体稳定性差的地段,需要合理的钻爆参数和优良的钻孔工艺,才能保证获得较好的岩台开挖质量。在某水电站地下厂房岩锚梁岩台开挖施工过程中,采用试验确定的优化爆破参数,严格控制钻孔精度、装药结构、网络连接等具体措施,获得了优良的爆破效果。在施工期间同时进行安全监测,爆破震动速度和围岩松动圈范围都能很好地符合设计与相关规范要求,因此采用爆破试验优化的岩台开挖方案能够保证岩壁吊车梁施工与运行期的安全。
参考文献
[1]张志毅,王中黔.交通土建工程爆破工程师手册[M].北京:人民交通出版社,2002.
[2]张正宇.现代水利水电工程爆破[M].北京:中国水利水电出版社,2003.
[3]沈洁,程康,黄霖,等.百色水利枢纽地下厂房岩壁梁岩台开挖二序工法研究[J].爆破,2003,20(2):29-30.
[4]祝文化,李元章,程康,等.地下厂房吊车梁岩台爆破开挖试验研究工程爆破[J].工程爆破,2004,10(1):53-55.
[5]丁隆灼.水电站地下厂房岩锚梁施工综述[J].工程爆破,1996,2(4):80-84.
[6]黎汉皋.鲁布格水电站厂房开挖与锚喷支护[J].水力发电,1988(12):69-70.
厂房开挖 篇6
百色水利枢纽工程水库总库容为56.6亿m3,工程装机容量为540 MW,地下厂房工程主变洞位于左岸山体,断面为城门型,其断面尺寸为95.0 m×19.5 m×25.4 m (长×宽×高),与厂房平行布置,相邻边墙开挖线相距20 m。主变洞底部下游侧布置有尾水闸门井,其上下游边墙不同高程分别布置有主变压器和尾水闸门的垂直岩锚吊车梁基础,上游墙有母线廊道与主厂房相连,其左右端分别有通风疏散洞、交通洞穿过。主变洞围岩为βμ4-1辉绿岩,围岩类型为Ⅱ、Ⅲ类,以Ⅲ类为主,其Q值的变化范围为5.2～16.2。辉绿岩体宽150～155cm,总体走向为N60°～70°W,倾SW (下游)倾角50°～55°。辉绿岩硬度高,但围石隐性裂隙发育严重,开挖过程中容易出现突然塌崩现象。
主变洞布置有垂直岩锚吊车梁的基础,该部位开挖质量的好坏将直接影响以后吊车能否安全运行,因此对该部分开挖要求很高。根据合同节点目标要求,2003年11月30日要完成主变洞的开挖支护工作,提前完成开挖工作的,奖励4 000元/天,滞后的则惩罚5 000元/天,工期要求比较严格。主变洞在施工过程中受相邻的主厂房垂直岩锚吊车梁混凝土施工(主厂房垂直岩锚吊车梁在该层开挖到位后停止下部的开挖,立即进行混凝土浇筑,减少后期浇筑混凝土的施工难度,便于在主厂房开挖完成后创造机组安装吊装条件)的干扰,施工难度加大。合同还约定在工程量计量当中,对于非地质原因的超挖量及混凝土回填量不给予计量,因地质原因造成的工程量要扣除设计线外17 cm后才给予计量,这就要求尽可能避免超挖增加工程的施工成本。由此可见,主变洞开挖的质量与进度要求很高。在这种情况下,施工单位通过开展QC小组质量活动,合理地安排施工工序,严格控制钻爆质量,较好地解决了施工干扰的问题,从而确保了工程开挖的施工质量和进度目标,在地下厂房防洪度汛方案的调整(原定地下厂房采用尾水预留岩埂进行2004年的防洪度汛,后改为利用尾水闸门下闸进行封堵挡洪)下,在主变洞开挖到第Ⅲ层后暂停90 d给尾水闸门井施工的情况下,主变洞开挖支护仍于2003年10月20日结束,提前40d完工,开挖工作取得完整岩石爆孔残留率在90%以上,较完整和完整性差的岩石在70%以上的好成绩,得到业主、监理、设计与同行的好评,也取得良好的经济效益。
本文对主变洞开挖施工方法进行论述,以便在地下厂房洞室群的工程施工过程中确保主厂房开挖这条关键线路的情况下为与其平行布置的第二大洞室主变洞创造平行的施工条件,及时实现主变洞的尾水闸门汛前下闸挡水,减少尾水主洞预留岩埂后期拆除及增加的施工难度,为同行进行施工提供借鉴。
2 施工规划
根据主变洞的结构特点和利用与主变洞左右端相连的已经开挖好的通风疏散洞和交通洞作为施工的交通道路,主变洞采用自上而下分层开挖方式,其分层数目及分层高度根据开挖施工机械性能,垂直岩锚吊车梁锚杆施工要求(垂直岩锚吊车梁锚杆深度为9 m,要充分考虑其钻孔的角度及锚杆安装所需要的高度,在该层开挖完成后要立即进行垂直岩锚吊车梁锚杆的施工,避免后期施工增加难度)及出渣道路的布置综合考虑,共分成5层进行开挖,最大开挖层高8.25 m。主变洞开挖采用平面多工序的方法进行施工,每层的开挖、锚杆、挂网喷砼等工序可进行平行流水作业,开挖过程中将根据实际地质情况调整每日进尺,及时跟进喷锚支护。主变洞开挖分层见图1、图2,开挖的施工工艺流程见图3。
供电、供风、供水采用集中供给的方式。为便于施工用电在通风疏散洞洞口附近安装一台400 kVA的变压器,主要用于一台二臂钻和2台电动压风机的施工用电。为便于洞内照明用电,沿边墙敷设220 V供电线路至主变洞,高度不小于2.5 m,保证洞内有足够的照明。施工用水直接抽取右江河水,在通风疏散洞与主变联系洞交接处用Φ100钢管在主供水管上安装分管,将水接入主变洞。解决压风机冷却水问题,在洞外用Φ48钢管接取主供水管。施工供风采用布置在通风疏散洞洞口上游侧EL137.0的空压机房集中供风,布置2台20 m3/min电动压风机,风管采用Φ100钢管,主要用于手风钻造孔用风。针对施工通风问题,在通风疏散洞洞口处安装2台T35型轴流式通风机解决主变洞的排烟和通风。同时,通过及时贯通主变洞的通风竖井,改善洞内的通风条件。
洞内风水管、电路的保护:主变洞Ⅰ层扩挖阶段,洞内采用电缆套Φ48钢管供电,风管、水管以及电缆采用断面为50cm×50 cm的浆砌石的暗沟进行保护,沿斜导洞边墙布置。其他层通风管道在开挖爆破区距离20 m左右采用活动管,在爆破作业之前进行拆除撤退,在钻爆安全处理完成后恢复。
3 开挖的施工方法
主变洞顶拱与通风疏散洞底部有15.65 m的高差,因此从通风疏散洞边开挖一条施工道路到主变洞的上部,创造主变洞顶拱开挖和出渣的工作平台。施工交通道路(又称为斜导洞)横穿Ⅰ层和Ⅱ层。由于其使用时间较长,在每进尺开挖完成后立即对其顶拱进行素喷5 cm厚C20混凝土防护,对有裂隙的岩石部位采用快速凝结水泥卷张拉锚杆进行锚固,从而避免其在使用过程中岩石掉块,保证其运行时的施工安全。
第Ⅰ层开挖为顶拱开挖,开挖高程为EL153.05～144.80m,高度为8.25 m,采用先中导洞后两侧保护层扩挖的方法。主变洞下游侧147.20～146.00 m为岩壁吊车梁的位置。
受施工通道(斜导洞施工)的影响,其分为平导洞段开挖和斜导洞段的开挖。平导洞段顶拱开挖高度为8.25 m,可利用简易架子车作为钻孔平台进行钻爆作业。斜导洞段洞顶高度为8.25～16.05 m,架子车无法全部满足其顶拱开挖钻爆需要的平台高度。在此段将开挖出来的渣料铺填斜导洞,将其填高到▽144.80m,从而解决这个问题。为了合理地利用施工机械,在施工通道开挖到位后立即进行Ⅰ层平导洞段开挖,平导洞开挖尺寸为8.0m×8.25m(宽×高),导洞超前两侧边墙扩挖部分7～12 m,使平导洞开挖与两边墙扩挖工作面错开,从而加快了施工进度。在平导洞段开挖完成后,从内向外进行开挖。从平导洞段往斜导洞的方向12 m范围内适当加高架子车上钻孔平台高度,使其满足钻孔作业要求。此时,Ⅰ层洞内已经开挖好的长度达到40.79 m (加上已开挖好的平导洞段28.79m),把一台架子车、一部液压反铲(主要作为爆破后安全除险用)及一台二臂钻留在洞室里,在开挖爆破时采用木头及竹制脚手架对设备进行防护。液压反铲在洞外进行出渣,15 t自卸汽车运渣至弃渣场,洞内的液压反铲进行安全处理及斜导洞的回填工作,及时为钻爆造孔创造条件,从而加快了施工进度。主变洞的围岩为辉绿岩,岩性较好,在每开挖进尺后立即对破碎面采用水泥锚固剂快速锚杆随机进行锚固,从而使永久锚杆支护可以错开开挖15 m进尺,喷砼支护错开开挖30 m进尺,从而解决了开挖与支护之间的施工干扰,加快了工程的施工进度。
主变洞Ⅰ层顶拱的开挖质量控制要求高,主变洞平导洞的开挖尤其关键,而掏槽技术是平导洞开挖成败的关键。掏槽爆破为崩落孔和周边孔创造了有利的条件,直接影响开挖循环进尺,周边孔爆破关系到隧洞开挖边界的超欠挖和对围岩破坏的影响程度。主变洞围岩为辉绿岩,岩石整体完整性较好,岩性比较硬脆,在进行交通洞及通疏散洞的开挖钻爆过程中,通过几种掏槽方式的爆破实验比较,采用垂直楔形掏槽方式,全断面一次爆破成型,其采用非电毫秒微差起爆,效果较好,具有所需要的掏槽孔较少,掏槽体积大,容易将岩石抛出,炸药耗量低的特点,适宜于用手风钻造孔。
掏槽孔共设置10个炮孔,5排,上下排炮孔孔距为0.4 m,掏槽开口宽度为3.8 m,掏槽孔与开挖面的倾斜角为65°,由于辉绿岩岩性硬脆,2排炮孔孔底距离取值为0.3 m,崩落孔孔距为0.7～0.9m。周边孔抵抗线W=0.7～0.8m,孔距为0.5～0.6mm。掏槽孔及崩落孔、底排孔采用Φ32 mm直径的药卷,周边孔采用Φ25 mm直径的药卷。掏槽孔布孔方式见图4。
两侧边墙的扩挖采用手风钻及二臂钻机进行造孔,周边孔的孔间距为0.55 m,在顶拱与侧墙部位、下游岩壁吊车梁基础部位加密至30 cm,进行间隔装药,减缓该部位的爆破冲击。
主变洞顶拱标准层开挖爆破参数见表1。主变洞Ⅰ层顶拱开挖标准断面爆破布孔图见图5。
Ⅱ层开挖:EL144.80～137.000 m,在主变洞的下游侧▽142.4m至▽140.4 m为岩壁吊车梁的位置,开挖高度为7.8 m,采用中心拉槽、两侧边墙保护层(保护层宽度为2.5 m)开挖的施工方法。
中心拉槽宽度为14.5 m,在进行拉槽开挖之前,先对拉槽区进行预裂爆破,以减轻梯段爆破对上游岩锚梁基础和下游岩锚梁预留保护层振动破坏。预裂孔采用潜孔钻造孔,孔径Φ78 mm,间距100 cm,炮孔超深60 cm,采用Φ32的药卷,线装药密度200g/m,不耦合系数为2.4,在2～4值之间,取得较好的效果。采用间隔装药方式,炮孔的底部加大药量,顶部减少药量,中部采用线装药量。把加工好的药串捆在竹片上,使竹片贴紧保护层的一侧。
中心拉槽每梯段爆破长度为6 m,炮孔直径Φ75 mm,间排距180×200cm。为防止底部出现岩埂,钻孔时使炮孔呈75°～80°夹角,钻孔超深0.5 m,单孔装药量为2.80 kg,单位耗药量Q=0.60 kg/m3。因爆破后周边岩体受震动影响较大,岩石裂隙将更为明显,为减小下一轮循环第一排炮孔的造孔难度,考虑每次作业时均布置4排炮孔,但只对前3排进行连线起爆,第四排炮孔只装药而不进行连线,起爆前将导爆管卷起塞进孔内并以砂袋覆盖进行保护,下一轮爆破时再与之连线即可。
中部拉槽进行3～4个循环以后开始进行两侧预留2.5 m保护层开挖。保护层主要采用液压台车和手风钻造水平孔开挖。保护层开挖是控制超、欠挖的关键作业。采用手风钻造孔时参数为:孔径Φ50,孔深3.5 m,周边孔间距45 cm;采用台车造孔时参数为:孔径Φ50,孔深4 m,周边孔间距45cm。周边孔装药采用毛竹配合间隔装药,药卷直径Φ25,线装药密度为130g/m。
Ⅲ层开挖:EL137.000～128.900 m,层高为8.1 m,从交通洞水平进入,采用中间拉槽(拉槽宽度14.5 m)两侧预留保护层(宽度2.5 m)的开挖方式,与第Ⅱ层开挖方式基本相同。第Ⅲ层开挖施工受到相邻主厂房岩锚梁混凝土浇筑施工的干扰,为此采用错开时段、毫秒微差网络爆破,控制装药药量等减震方法,确保主厂房岩锚混凝土梁的安全。
根据爆破的质点震动速度传播规律的经验公式:v=K(Q1/3/R)α。式中:v——卡质点震动速度(cm/s);Q——爆破单响药量(kg);R——爆破区药量分布的几何中心至观测点或建筑物、保护目标的距离(m);K、α——与爆破方式、围岩地质条件等因素有关的参数,由爆破试验确定。主变洞Ⅲ层的地质条件、岩体特性等与厂房的基本相同,故K值、α值按照主厂房第Ⅱ层岩壁吊车梁进行钻爆试验时的质点传播速度取得。其中,质点震动速度:K=53.7,α=1.61,即v=53.7(Q1/3/R)1.61,一次最大起爆药量根据岩锚梁的施工时段进行控制,爆破产生的质点速度在允许的范围之内。
按照规范要求,砼浇筑28 d龄期以后,质点容许震动速度为v=10 cm/s。施工过程中,根据实验室所取砼试件达到设计C30强度等级时,可以不受28 d龄期限制,爆破震动速度仍按v=10 cm/s控制。
主厂房岩锚梁高程为EL135.18～137.68 m,主变洞与主厂房间隔20 m。根据主变洞开挖钻爆过程所在的工程部位与主厂房岩锚梁施工部位的最短距离来进行控制。主变洞单段最大装药量如表2所示。在每次装药前,生产部及时收集主厂房岩锚梁每段砼浇筑的时段、部位及砼浇筑的进度计划,为开挖队提供爆破设计的第一手资料。开挖队将爆破网络及起爆总药量、单响最大药量报联营体安监部审批,同意后方可进行装药及爆破网络联网工作。
拉槽先进行预裂,预裂与第Ⅱ层开挖方式基本相同,区别是要控制最大装药量在要求范围之内。同时,为了错开与主厂房岩锚梁施工的影响,拉槽施工分3段进行拉槽钻爆,拉槽段的长度分别为28.8 m、28.8 m、26.4 m。拉槽一次拉深7.8 m,分2层进行出渣,第一层出渣高度为4 m,等到第一层保护层开挖及锚杆施工后再进行下一层的出渣。同时,为了给下一段的拉槽施工提供爆破临空面,在段与段交接处底部清净出2 m宽的工作面。
保护层开挖采用垂直孔光爆法。从第Ⅱ层开挖、厂房开挖试验及开挖效果来看,虽然辉绿岩坚硬、外观整体性较好,但存在很多隐藏裂隙,在预裂爆破较强的振动下,容易导致爆破能量分散,影响预裂缝形成,发生贴坡现象,而且对爆破减震的效果不是很理想。采用手风钻造孔,孔距400 mm,孔径50mm,分2层进行钻爆,层高3.9 m。
在第Ⅲ层开挖完成后,立即对尾水闸门井和母线廓道进行施工。尾水闸门井的开挖断面面积为10.6 m×5.6 m,深度为11.39 m (EL 128.1～116.71 m)。闸门井较短,开挖时先进行中部2m×2m导井开挖,导井采用潜孔钻从主变EL128.1 m高程处一次性造孔分段爆破进行开挖,在导井贯通后即进行一次扩挖。因闸门井较短,二次扩挖可在一次扩挖结束后进行,扩挖采用手风钻造孔,人工装药,非电雷管引爆,爆破设计见图2。爆破后利用人工配合反铲扒渣溜至尾水支洞,集渣后由装载机配合出渣车运走。在母线廓道先对母线通道进行陶槽开挖,然后进行锁口,采用手风钻造孔,全断面开挖方式。
Ⅳ层开挖为底板保护层开挖。采用手风钻造孔,从1#机往4#机进行施工,采用水平光爆孔施工方法。开挖出的渣通过交通洞运至弃渣场。V层开挖为主变洞沟槽的开挖。沟槽开挖采用手风钻造孔,边墙进行预裂爆破处理,然后进行光爆。由于沟槽开挖的尺寸较小,采用0.4 m3反铲进行翻渣,渣料先通过尾水闸门井及母线廓道通道分别进入尾水主洞及主厂房,然后再进行出渣。
4 结语
主变洞作为大洞室、高边墙及交叉洞段的成型稳定问题非常突出,对此,施工中一是要加强原型观测,二是不断调整优化爆破参数和方案,最大限度地减少超欠挖以及对高边墙的不利爆破震动影响。严格控制开挖质量是确保洞室开挖围岩稳定的重要保证,为此遵循“重地质、弱爆破、早封闭、勤量测”的施工方针,选择合理的爆破参数,严格控制钻孔的质量与装药结构。
通过合理的施工方法,尽可能减少洞室之间的施工干扰,采取平面多工序,导洞开挖与保护层两挖错开,合理解决开挖与支护之间的施工干扰,从而加快洞室开挖的施工进度。
参考文献
厂房开挖 篇7
关键词：激光导向仪,地下厂房,高压竖井,竖直角i角误差
0 引言
竖井施工是以开挖与支护为主要施工要点, 遵循的是循环作业, 在整个开挖与支护过程之中, 都离不开测量对工程施工进行的控制, 受制于现在竖井测量技术, 无法使用测量仪器, 通常测量放样工作都采用吊重锤及钢尺测量的方法, 当竖井开挖到300米以上时, 就需要吊300米长的锤球, 既费时又难以保证精度, 每次测量工作要花费大约1小时的时间, 严重影响施工进度, 结合本工程竖井施工的特点, 我们采用激光导向仪代替传统吊锤球的测量方法, 每次测量时只需要打开激光导向仪, 极大地提高工作效率, 放样时间缩短到10分钟左右。
厄瓜多尔索普拉多拉水电站位于堡特镇的堡特河中游段, 是当地政府规划的4个梯级电站的第三个梯级, 上游与莫利诺电站相衔接, 采用上一个电站尾水引水发电模式。索普拉多拉水电站为中等地下工程, 水电站总装机容量为300MW。引水洞长约4.8km, 自上而下由互联隧洞、互联井、引水洞穿河隧洞、引水洞主体、上弯段、高压竖井段、下弯段、下平段和1#2#3#岔管组成。高压竖井的开挖是本项目的重点及难点之一, 通过技术攻关, 课题组选择了采用激光指向仪结合全站仪的方法实施, 操作方便, 精度可靠, 现场效果好。
激光导向仪由指向仪、电源和仪器安装杆组成。激光指向仪由半导体激光器、激光准直系统、调焦装置及光束水平和竖直方向调节装置组成;电源是将交流电源 (85V~265V) 转换成3V直流稳压电源的电源装置;安装杆是连接安装锚杆和仪器的构件。
如图1所示。
1—锚杆;2—安装吊座;3—安装杆;4—安装孔;5—水平方向微调手轮;6—倾斜方向微调手轮;7—倾斜方向粗调锁紧螺丝;8—调焦螺旋;9—电源.
激光准直仪主要应用了激光具有能量高, 方向性稳定的特点, 得到一条直线性极好的可视光束, 以作为测量基准。
1 根据现场工作环境提出实施方案
厄瓜多尔索普拉多拉地下厂房高压竖井半径3.65米, 总深度为337米, 随着开挖深度越来越深, 对竖直角i角的误差的影响越来越大, 测设在井口的控制点已经不能达到测量精度要求, 根据高压竖井的实际情况, 竖井中心位置将安装吊笼, 所以在过圆心点3米处安装2个激光导向仪, 这样既不影响工程施工, 又能保障竖井沿着铅垂方向竖直向下开挖。
2 安装及校正
2.1 安装实施
架设全站仪, 将过竖井圆心3米的两个点测设在竖井顶拱上, 如图2所示。
如图2所示, 利用已知的控制点将全站仪架设在安装间竖井边缘, 将过竖井的中心点的任意两点用放样的形式在安装间的顶拱壁测设出来, 做好标记, 然后以该点为矩形对角线交点, 测出一个尺寸适当的矩形的四个顶点, 在四个顶点打入四根合适的锚杆 (外露1米) , 然后在四根外露锚杆同一高程出焊接一块1平米的钢板用来安装激光准直仪工作面。
2.2 校核i角
如图2所示, 1#、2#激光导向仪在洞顶安装好后就要进行i角的校核。
以过圆心的1#、2#两点做为基点来设立参考线, 在总井深越1/4米左右洞壁处用全站仪放出3、4、5、6、7、8共六个点打入插筋, 用锚固剂进行加固。然后用测线连出3-4、5-6、7-8共三条线。三条测线所连出的2个交底即为导向仪的校正点位。将激光导向仪打开, 利用水平方向微调手轮及倾斜方向微调手轮将激光调整至于校正点位重合即校正完毕。
2.3 注意措施
由于激光准直仪是用激光束作为测量的基准, 易受温度和气流等因素的影响。除了仪器本身要采取一些防范措施外, 对其测量环境即防震、防热、防气流抖动等都提出较高的要求, 否则将会影响测量精度所以需要定期校核。
3 测量放样
每次测量作业过程中, 只需要把激光准直仪打开, 在工作平台上将2个激光投影点用测线连接后各向对点量距3米及为竖井中心点, 以此中心点为圆心用卷尺放出半径3.65米的圆, 做上标记即可进行开挖作业。
4 结束语
本文重点阐述了激光导向仪在高压竖井开挖中应用, 对于以及如何消除竖直角i角误差, 确保开挖精准, 具有非常显著的效果。
由于此方法不需人员和仪器设备进入井下作业, 特别适用于深井及岩层类型较差竖井, 避免了人员及仪器设备的危险源。
厄瓜多尔索普拉多拉水电项目有两条竖井, 分别是深375米的电缆井和深355米的高压竖井, 每条井都安装了两台激光导向进行测量, 两条竖井分别于2014年11月和12月完成开挖贯通工作, 实践的结果是该方法在竖井施工中既高效又精确地完成了所需的测量工作。
参考文献
[1]李青岳, 陈永奇.工程测量学[M].北京:测绘出版社, 2002.
[2]吴子安, 吴栋材.水利工程测量[M].北京:测绘出版社, 1993.