摘要:本文主要論述了水電站引水隨動地?zé)嵯嚓P(guān)處理措施,從引水隧洞的環(huán)境和施工布置及安全措施等進(jìn)行分析,并提出相關(guān)的處理措施。
關(guān)鍵詞:水電站 引水隧洞地?zé)崽幚?安全措施
中圖分類號:[TM622]文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A 文章編號:
1、工程概述
我局主要承擔(dān)四川鄉(xiāng)城水電站首部樞紐工程合同項目的施工,其中包括引水隧洞S0+000~S3+600(全長3600m)段的施工等。洞身開挖斷面為馬蹄形斷面,過流斷面為圓形,采用鋼筋混凝土襯砌及噴混凝土襯砌兩種襯砌型式,混凝土襯砌厚度:30cm、40cm、50cm三種,縱坡i=0.0026,內(nèi)徑為6.0m、7.8m;該引水隧洞洞段共分三個工作面施工。由于該引水隧洞洞身較長,工作量較大,工期緊張,因而隧洞開挖、隧洞襯砌與灌漿作業(yè)存在平行交叉作業(yè)的重疊施工時段。引水隧洞S3+600以前段因洞內(nèi)溫度高、滲水量大等原因,嚴(yán)重影響了我部工程進(jìn)度。為改善洞內(nèi)施工環(huán)境,提高工作效率,特制定本方案。
2、地質(zhì)描述
。1)地質(zhì)概況
引水隧洞沿線為構(gòu)造剝蝕類型的高原高山區(qū),山體地形多以條形山為主,海拔高程約3500~4830m。進(jìn)水口至尚擁村,地面為一寬緩的階地,地勢相對平緩,坡度較小,地表高程在3000~3050m左右,隧洞上覆巖體厚度一般為50~100m。尚擁村至水洼村,山勢較高,起伏變化大,山體坡度較大,一般在40~60°,坡頂平緩處為冰水堆積階地,引水隧洞上覆巖體厚度絕大部分在100m之上,最大厚度達(dá)400m。引水線路分布2條區(qū)域性斷層,分別為鄉(xiāng)城斷層(F50)和雨洼斷層(F51),小斷層以近南北向斷裂為主,少量為北西向。隧洞區(qū)地下水主要為基巖裂隙水和構(gòu)造裂隙水。沿洞線沖溝發(fā)育,多常年流水,絕大部分隧洞處于地下水位之下。
進(jìn)水口洞臉巖體巖性為板巖夾砂巖,局部有炭質(zhì)板巖,巖體強~弱風(fēng)化,裂隙較發(fā)育,且上覆巖體較單薄,洞軸線與巖層走向夾角較小,對圍巖穩(wěn)定不利,需做好支護(hù)措施。洞身段大部份為IV~V類圍巖,其巖性多為炭質(zhì)板巖與泥質(zhì)板巖,節(jié)里發(fā)育,裂隙密集,巖石非常破碎。在施工中應(yīng)采取可靠的施工工藝并進(jìn)行監(jiān)測、支護(hù),以滿足圍巖穩(wěn)定和變形要求。
。2)地?zé)岢梢?nbsp;
引水隧洞沿線物理地質(zhì)現(xiàn)象較發(fā)育,分布高程較高。除風(fēng)化、卸荷外,主要以坍滑、泥石流、凍土及冰凍為主。我局所施工的引水隧洞首部(S0+000~S3+600)因一些特殊的地質(zhì)因素,該洞段存在地?zé)岈F(xiàn)象。業(yè)主在招標(biāo)時未考慮到此類不良地質(zhì)因素的存在,使我局目前的施工難度較大。據(jù)相關(guān)資料可查,地?zé)嵝纬稍驗椋?nbsp;
地球是一個龐大的熱庫,蘊藏著巨大的熱能,地球上火山噴出的熔巖溫度高達(dá)1200℃~1300℃。地球可以看作是半徑約為6370km的實心球體。地球的構(gòu)造主要分為三層:地球的外表是“地殼”,它的厚度各處很不均一,由幾千米到70km不等。地殼的下面即中間層也叫“地幔”,它主要是由熔融狀態(tài)的巖漿構(gòu)成,厚度約為2900km。地殼的內(nèi)部相當(dāng)于蛋黃的部分叫做“地核”,地核又分為外地核和內(nèi)地核。
3、隧洞施工環(huán)境
引水隧洞Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ類圍巖洞段均采用手風(fēng)鉆在架子臺車上鉆爆全斷面開挖成型,周邊采用光面爆破控制,爆破石渣采用2.2m3側(cè)卸裝載機(jī)裝10t自卸汽車運到指定渣場。出渣完畢后,用CAT320反鏟處理工作面安全,并清除掌子面下部殘渣,為下一循環(huán)的開挖創(chuàng)造條件。隧洞通道底部墊渣采用CAT320反鏟(1m3)裝10t自卸汽車運到指定渣場。洞身混凝土用鋼模臺車進(jìn)行澆筑,由拌和系統(tǒng)集中拌制,6m3混凝土攪拌運輸車水平運輸,HBT-60混凝土輸送泵泵送入倉。
引水隧洞S0+000~S3+600段由于特殊地質(zhì)條件,如地?zé)峒暗叵滤S富等因素,使隧洞的施工難度增大,施工效率降低,施工成本增高。由于隧洞圍巖地?zé)岬拇嬖,地下水的溫度也隨之增高。據(jù)溫度計實測,隧洞開挖掌子面頂拱處溫度50℃,掌子面下部溫度47℃,洞身地下水平均溫度43℃,1#施工支洞洞口溫度38℃。根據(jù)能量守恒定律,隧洞內(nèi)環(huán)境溫度也相應(yīng)上升,洞內(nèi)環(huán)境溫度平均在45℃左右;再加之鄉(xiāng)城電站海拔約3000m的特殊地理壞境條件,嚴(yán)重影響我部工作效率。隧洞內(nèi)施工人員與設(shè)備在此環(huán)境下施工,設(shè)備利用率大大降低,施工效率大大減損。另外,由于地?zé)岬拇嬖,炭質(zhì)板巖變得非常破碎,隧洞塌方的頻率增高。
為此,為增強施工效率,提高施工質(zhì)量,加快施工進(jìn)度,我局?jǐn)M采取增設(shè)通風(fēng)井、增設(shè)隧洞風(fēng)機(jī)、增設(shè)噴霧機(jī)與制冷機(jī),同時增加排水設(shè)備等措施來滿足隧洞施工需要。
4、道路布置
除現(xiàn)有施工道路外,1#、2#通風(fēng)豎井施工需新增2條施工便道,便道寬4m,S1便道長約345m,S2便道長約430m,兩條便道長約780m,便道開挖方量按實計。
5、施工通風(fēng)
引水隧洞以壓入式通風(fēng)為主,通風(fēng)機(jī)采用SDF-NO11(2×75kw)隧道施工專用對旋軸流通風(fēng)機(jī),通風(fēng)管采用硬質(zhì)風(fēng)管。
主風(fēng)機(jī)(2×75kw)布置在1#施工支洞進(jìn)口,進(jìn)入引水隧洞后,通風(fēng)管沿引水隧洞引水隧洞每延伸300m左右距離即設(shè)置1臺風(fēng)機(jī)(2×55kw)與前面的風(fēng)機(jī)進(jìn)行接力通風(fēng),以保證風(fēng)速和風(fēng)壓不低于施工通風(fēng)散煙的要求。
6、施工排水
(1)第一施工段
引水隧洞洞口高程為2917.50m, S0+1000.00處高程為2915.5m,比引水隧洞洞口低2.00m,S0+024.85~S0+1000.00段需水泵排水。
在S0+050樁號布置20m3水箱一個,配置1臺37kw水泵。沿隧洞左側(cè)布置φ150鋼管,用15kw潛水泵將工作面積水抽到水箱內(nèi)集中,然后再用37kw水泵水泵排到洞外。
。2)第二施工段
1#施工支洞洞口高程為2928m,與主洞交叉點高程2912.086m,高差15.9m,而S0+1000樁號點高程2915.50m ,由于1#施工支洞上游工作面是順坡開挖,地下水及施工廢水可通過排水溝或在底部墊渣下面埋設(shè)φ150鋼管自流流至交叉口集水井中,然后用15kw潛水泵將自流到交叉點的積水抽到集水箱(20m3)中。在集水箱處配置2臺55kw水泵,沿1#支洞右側(cè)布置φ150鋼管,然后再通過兩臺55KW的水泵排到洞外。
。3)第三施工段
S2+162.245~S3+600.00施工段,在S2+162.245樁號布置20m3水箱一個,配置兩臺55kw水泵,沿1#支洞右側(cè)布置φ150鋼管。工作面附近的積水通過15kw潛水泵抽到集水箱中,然后用兩臺55kw水泵排到洞外。
7、安全保證措施
杜絕各類重大事故,施工死亡事故為零,職業(yè)病發(fā)病率為零,重傷事故控制在0.6‰ ,輕傷事故控制在2‰ 。不發(fā)生重大人身傷亡事故;不發(fā)生重大施工機(jī)械設(shè)備損壞事故;不發(fā)生重大火災(zāi)事故;不發(fā)生負(fù)同等級及以上責(zé)任的重大交通事故。
針對本工程的安全管理,我局將嚴(yán)格貫徹執(zhí)行黨和國家有關(guān)職業(yè)健康安全生產(chǎn)方針、政策,認(rèn)真貫徹執(zhí)行《安全生產(chǎn)法》,以及我局《安全生產(chǎn)管理方法》,堅持“安全第一,預(yù)防為主,防管結(jié)合”。