[發明專利]軟弱巖石地質條件下水電站調壓室豎井的施工方法

有效

• 申請號: 200810045887.0
• 申請日: 2008-08-26
• 公開（公告）號: CN101349064A
• 公開（公告）日: 2009-01-21
• 發明（設計）人: 康建榮;高印章;張強;李福林;陳忠全;姚峰;杜耀武;牛效謙
• 申請（專利權）人: 中國水利水電第五工程局
• 主分類號: E02D29/045
• 分類號: E02D29/045;E02D29/12
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責任公司
• 代理人: 舒啟龍

技術領域

本發明涉及水電站土木工程施工方法，具體來說是水電站調壓室豎井的施工方法。

背景技術

水電站調壓室工程為水室式圓形斷面，其豎井的開挖直徑大(≥20m)、井深段長(井深≥50m)，特別是在井壁圍巖巖性軟弱(圍巖分類為V類)、強度較低、甚至還存在中等以上透水層、成井條件較差的地質條件下，按照一般的施工方案難以組織施工，且會拖長工期，影響水電站總體工程進度目標的實現。

發明內容

本發明的目的是提供一種軟弱巖石地質條件下水電站調壓室豎井的施工方法，以保證施工安全、具體施工安排合理、統籌兼顧，以有效縮短施工工期。

本發明的目的是這樣實現的：一種軟弱巖石地質條件下水電站調壓室豎井的施工方法，主要進行豎井開挖、豎井支護以及襯砌施工，豎井開挖直徑≥20m，井深≥50m，豎井開挖施工前還采取：安全超前預加固措施，它包括：1)、在井側邊坡處加設預應力錨索；2)、對井圍進行圍巖深孔固結灌漿：在井周均布設置1～3圈灌漿孔，孔深略小于豎井井深，灌漿孔中下放有多根錨筋束；3)、沿井周澆筑鋼筋混凝土鎖口，并沿井壁環向設置多排徑向注漿錨桿，錨桿主體伸入基巖，外留部分澆入鎖口混凝土中，且鎖口底部設置型鋼拱架、其上噴填有鋼纖維混凝土層；

調壓室井身段采取先超前加固后開挖、先導井后擴挖、邊開挖邊支護的施工方案；同時，通過對圍巖監測數據的反饋，及時調整施工支護參數；

所述豎井開挖步驟如下：反井鉆機自上而下鉆設Φ216mm的導孔反井鉆機自下而上擴挖成Φ1400mm的小導井人工自下而上的擴挖成Φ2500mm的溜渣導井人工自上而下擴挖。溜渣導井開挖采用人工鉆爆，自然溜渣，機械井底裝運；大井擴挖采用手風鉆鉆爆，液壓反鏟井內扒渣通過溜渣導井溜入底部通道，機械井底裝運；其中，溜渣導井開挖施工包括，1)、溜渣導井固結灌漿：溜渣導井布置在豎井中心位置，導井井周均布灌漿孔，孔深略小于豎井井深；2)、溜渣導井鎖口支護：在導井進口處進行掛網噴錨支護；還具有下室隧洞及其前后漸變段導洞開挖支護施工：下室隧洞采用光面爆破施工，進洞采用管棚+混凝土鎖口+型鋼拱架的聯合支護方式；所述豎井支護采用由型鋼拱架+鋼筋網+錨桿+噴鋼纖維混凝土組成的組合支護結構，且在豎井地質結構較差部位采用間隔式混凝土圈架承載環來約束圍巖的變形。

本發明的有益效果是：

1、發明人在福堂調壓井采用“倒掛混凝土”創造的企業新記錄月最大下挖深度15.0m，而瓦屋山水電站創造月最大下挖深度為24.0m。該方案對開挖、支護等技術的優化，對加快上施工進度效果明顯。

2、通過開挖支護和井筒液壓滑模等施工技術、施工方法及施工工藝的應用，優化了施工組織設計，趕回工期36天。大井于2006年5月4日正式開始下挖，于2006年9月28日下挖至下室隧洞底板高程1002.9m，停止下挖進行下室隧洞的開挖，月平均進尺17.0m，月最大進尺24m，月完成25840m³開挖，如不考慮閉和圈梁施工時間，月平均進尺在20.0m；井壁滑升于2007年3月2日起滑，于2007年4月10日滑升完畢，歷時40天，滑升高度為81.20m，日均2.03m，單班最高滑升3.00m，完成鋼筋制安為1266t，混凝土澆筑9065m³。

3、能確保大型豎井施工的安全

聯合采用預應力錨索、井圍澆筑混凝土鎖口、井周圍巖深孔錨筋束固結灌漿等預加固措施，解決了井固軟弱巖石地質條件下成井條件差的問題，保證了施工安全。同時，豎井支護采用獨有的型鋼拱架+鋼筋網+錨桿+噴鋼纖維混凝土的組合支護結構，通過接觸來改善圍巖對拱架傳力的均勻性，提高拱架結構的承載力，進而達到聯合、整體受力而抑制圍巖的變形。

4、組合支護結構和閉和圈梁支護結構的成功運用，表明跨度大、井身高和地質條件差的條件下，豎井下挖只要技術、組織措施到位，可不局限于采取“倒掛混凝土”方案，對以后此類工程的方案選擇具有借鑒意義。

5、井壁直溜管系統、井壁鋼筋正、反絲滾軋直螺紋套筒技術連接及輔助綁條搭接焊等的應用，簡化了入倉手段和鋼筋連接，不僅加快了施工速度，也節約了成本。

6、溜渣導井開挖時在吊籠上安裝的可旋轉重合的鋼板，既能保證安全，又對其他類似項目的安全施工提供了一個很好的方法。

7、取得的經濟效益：

(1)承包人降低投入：

①、承包人減少資源投入(36天)：HZS60型拌和站(一座)，MDQ540門機(一臺)，6m³砼運輸車4輛，人員120人；共減少投入80萬元；