论水电站地下厂房及尾水系统工程施工问题

来源:期刊VIP网所属分类:水利发布时间:2012-02-28浏览:

一、工程概况
某抽水蓄能电站位于某镇,以上2.4km的峪河上,距,县,市约35km,距市约57km。该电站是一座日调节纯抽水蓄能电站,总装机容量为1200MW。电站枢纽建筑物由上水库、下水库、输水系统、地下厂房洞室群、地面开关站等建筑物组成。地下厂房系统主要洞室有主副厂房洞、母线道、主变洞、尾水闸门洞、交通及进风系统、出线洞、电缆交通系统、排风及排烟系统、排水系统等。
地下厂房洞室群内共安装4台单机容量为300MW立轴单级混流可逆式水泵水轮机组,4台发电电动机,4台500kV变压器以及辅助机械电气设备。
二、招标图纸中施工支洞布置
根据工程施工需要,招标图纸上共布置了5条施工支洞,编号为1#~5#,其中1#为厂房第一层施工支洞、2#为尾水系统尾水主洞的施工支洞,3#为尾水支洞施工支洞,4#为厂房系统五层的施工支洞,5#为引水系统下平洞施工支洞,其中3#、4#、5#施工支洞同时承担钢管运输任务。
根据招标文件,业主提供的施工支洞主要有两条,即1#和5#施工支洞。1#施工支洞为厂顶施工支洞,后期改建为通风排烟洞;5#施工支洞为引水系统施工支洞,本标4#施工支洞在5#施工支洞200m处相接。
2#施工支洞为尾水隧洞施工支洞。该施工支洞洞口布置在上下库连接公路靠河侧(下库左岸),洞口高程261m,以8.1%的纵坡从1#施工支洞及尾调通气洞下部通过,终点至尾水隧洞191.88m高程,洞长895m,支洞断面为7.0m×6.5m。该施工支洞主要承担尾水隧洞1#、2#主洞的开挖与支护,同时承担1#尾水隧洞主洞的砼衬砌施工任务。
3#施工支洞主要为尾水系统施工支洞。该施工支洞为尾闸运输洞的岔洞,起点为尾闸运输洞高程175.40m,以10.8%的纵坡降至尾水岔管与尾调井中间,终点高程140.50m,全长208.00m,支洞断面为7.0m×7.0m。该施工支洞布置主要目的是解决尾水岔管、尾调井施工,以及方便钢管运输而布置的通道。
4#施工支洞为主厂房第Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ层开挖与支护的施工通道。该支洞为5#施工支洞的岔洞,起点为5#施工支洞EL158.10m高程,终点至厂房EL145.10m,全长205.0m,支洞断面为7.0m×7.0m。
招标图纸中施工支洞特性见表1。
施工支洞特性表
表1
名称 断面尺寸
(m×m)
断面面积(m2) 起/止高程(m/m) 洞长(m) 坡度% 备注
1#施工支洞 7.5×6.9 47.30 281.90/177.50 1277 10.5~2 发包人提供
2#施工支洞 7.0×6.5 41.42 261.0/191.88 895 8.1 承包人可自行规划布置
3#施工支洞 7.0×7.0 44.90 157.4/140.5 208 10.8
4#施工支洞 7.0×7.0 44.90 158.1/145.1 205 6.3
5#施工支洞 7.0×7.0 44.90 162.75/148.35 521 3.03 发包人提供图纸
 
三、施工支洞的优化、增设
按照合同文件要求,5#施工支洞前200m属于本标施工范围,其位置、高程、尺寸及结构形式均必须按照业主提供的图纸施工。2#、3#、4#施工支洞可根据承包人施工经验自行规划和布置,但须经监理工程师批准。
根据项目部进场后对现场的踏勘,同时就合同要求、整体施工程序、分部工程施工方法等方面进行了技术层面的分析后认为:2#施工支洞洞身较长,开工后需要新修临时道路、洞口处理,然后才能进入主洞施工,使得尾水洞施工可能成为一条次关键线路,对施工不利;另外修建至洞口的临时道路有一定难度且对下库库区有一定影响,洞脸处边坡较陡,洞口处理后对环境破坏大,尾水洞施工期间的通风散烟也比较困难,洞内排水需要抽至公路高程后经公路内侧排水沟排放,这些都将制约尾水洞施工。本着为业主负责、节约成本和有利于施工进度、简化施工程序的原则,通过比较和分析将2#施工支洞布置进行优化。
经过项目部对现场实际情况的了解和综合分析,2#施工支洞的重新布置应使洞轴线短、洞轴线穿越区域围岩稳定,同时满足尾水系统施工且不影响其他工作面正常施工。具体调整为:洞口位置调整至1#施工支洞桩号0+417.71m处,洞口高程为244.208m;终点交1#尾水隧洞尾(1)0+713.963m、2#尾(2)0+701.866m处,终点高程为194.47m。重新布置后的2#施工支洞全长523.09m,最大纵坡约10.12%,转弯半径R=30m。
新布置的2#施工支洞典型开挖断面与原来相同,为7.0×6.5m的城门洞型。支洞与尾水1#、2#洞相交部位渐变加宽至11米以方便车辆转弯,净空高度不变。支护型式除与1#施工支洞相交处需增加两排锁口锚杆外,洞身段随机支护与投标设计相同;锁口锚杆布置两排,每排13根,锚杆直径Φ25,锚杆长度4.6m。
按照招标文件对厂房及其相邻建筑物施工程序的要求,厂房开挖滞后于上层排水廊道施工,若独头进尺将严重占压主厂房开挖工期,同时,上层排水洞只有一个施工入口,通风散烟十分困难。因此,在基本遵照招标文件施工程序的前提下,必须增设排水廊道的开挖工作面,这不仅有利于确保厂房施工进度,同时也有利于上层排水廊道的施工,有利于作业安全和劳动保护。
上层排水廊道增设施工支洞的洞口设置在主变排风洞桩号0+34.645m处,终点与A3排水廊道右端相接,全长87.42m,平均纵坡i=8.53%,断面尺寸为3×3.25m。
增设施工支洞洞口布置两排锁口锚杆,每排13根,锚杆直径Φ25,锚杆长度4.6m,洞内根据实际情况进行随机锚杆支护和砼喷护。
、结论
通过某电站地下厂房洞室群施工实践并参照其他地下厂房施工经验,水电站地下厂房一般均设置有引水洞、尾水洞、进厂交通洞、母线洞、排水廊道、通风安全洞等永久性建筑物,其次地下厂房系统中尚遗留有原勘测设计阶段施工的地质探洞。施工支洞(临时通风排烟洞)的布置应在保证永久性建筑物安全的前提下,充分地结合这些永久性建筑物进行布置,同时兼顾一洞多用的功能,以达到经济、节约的目的。具体地说,施工支洞的布置应根据如下原则进行:

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