水利水電工程斜井施工技術分析
時間:2022-12-28 08:18:38
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1引言
斜井施工是水利水電工程的基礎施工組成部分,由于其操作比較復雜,且施工難度較大,因此,對于施工要求比較嚴格。在斜井施工過程中,需要根據工程實際的設計和規劃情況,對斜井施工環節進行科學布置,選擇與工程建設情況相符的施工方法,保證施工進度和質量。
2斜井施工的類型
由于水利水電工程建設是系統且復雜的,其包含很多施工內容、專業等,每個施工項目對于施工要求也所有不同,就斜井施工而言同樣如此。工程中斜井施工工藝比較常見的有四種,即施工斜井、高壓管道斜井、泄洪洞斜井以及用于電纜等位置的斜井。施工斜井,要求在挖掘斜井時,其斜度必須控制在25°以內,并且還要控制斷面直徑,施工方向為從上至下。高壓管道斜井,在施工階段,其斜度一般為40~60°左右,但是有時其斜度也會小于40°。通常情況下,此類斜井的斷面直徑都小于7.5m,最大時其直徑也在7.5~9m左右。與此同時,在施工過程中,也需要在斜井的周圍設施通道,方便運輸。泄洪洞斜井,其斜度都在30°以內,斷面的尺寸相較于其他斜井類型來說也是最大的,并且建有配套的運輸通道。電纜、通風處的斜井,斷面面積則比較小。
3斜井施工的方式
斜井施工方式的合理選擇是保證施工進度以及質量的基礎。因此,在施工之前需要深入了解項目建設的具體內容,依據工程項目建設目標、規模、特點等選擇適宜的斜井施工方式。但是由于斜井施工具有一定的安全風險,需要對施工人員的施工作業環境以及安全程度進行綜合考量,做好安全防護工作。
3.1斜井的開挖與支護
斜井的開挖與支護難度較大,且存在的影響因素較多,在開挖以及支護過程中需要從施工方法和施工技術兩個方面入手,對其施工進行管理控制。同時,也需要對施工現場的地質條件以及施工環境進行勘察,為后續的施工作業提供必要的依據。下面對該施工內容進行詳細敘述:
3.1.1施工方法
斜井的角度是在施工過程中需要重點考慮的因素之一,依據斜井角度的不同采用適宜的施工方法。若挖掘的斜井傾斜角度較小,那么采用全斷面開挖施工方法;若斜井的傾斜角度在30~45°時,就要先進行井口的支護工作,在確認了井口足夠穩定的基礎上再采用全斷面的開挖方式,其施工方向為由上至下;當斜井傾斜角度超過45°時,一般其斷面面積會比較小,這時可以不挖掘導口井,而是加深爬罐的深度,要≥400m,但是需要對反并的磚機施工高度進行有效控制,通常其深度≤300m。所以,若斜井的總路程較長(長度≥450m),且施工條件允許,需要增置施工支洞。另外,如果工程斜井施工是分為上、下兩個階段施工的,那么在施工時需要將上下兩個部分分離開來,保證其施工安全程度較高。如果其長度需要≥10cm,那么巖塞的長度至少要大于斜井直徑的兩倍。
3.1.2施工的地質條件
工程選址以及地質勘查工作在水利水電斜井施工中也是必不可少的,其可以為施工方案的制定提供有效的信息數據,保證施工方案的科學性和合理性。在施工之前,需要對現場的地質水文進行實時監測,再依據監測數據對開挖和支護施工進行設計,弱化不良地質對于施工的負面影響。
3.1.3斜井支護
在開始斜井開挖之前,需要先完成斜井井壁的支護工作。在對施工作業面進行檢查時,若發現井壁上存在節理性的裂紋,表明該井壁不穩固,需要進行支護。支護施工的主要作用是支撐,保證斜井結構的應力平衡以及穩定性,維護施工人員以及工程整體建設的安全。由于各工程斜井的直徑不相一致,因此其支護工作也會有所差異。若開挖斜井的直徑比較大,那么在擴挖的臺車上就可以完成支護的相關工作。反之,其支護工作可以在運輸臺車以及掌子面上完成,無需擴挖車。斜井施工中,采用噴機完成混凝土的噴射工作,而材料的運送是依靠鋼管輸料管完成的,該管道可以與井下的工作面連接在一起。需要注意的是,從“以人為本”的角度出發,為了保證施工作業人員的生命安全,當前都會采用濕噴,相比于前者而言更加安全和健康。具體施工方法為:在井口或擴挖平臺上安裝混凝土濕噴機,為了保證混凝土噴射的質量,需要盡量減少緩沖作用,對此,可以在輸料管的噴頭處增加一段軟管。在噴射時,需要依據工程施工要求控制好混凝土原料的質量。
3.2爬罐法
因為爬罐法優勢突出,現已被廣泛應用于采礦業以及水利水電施工中,也是斜井施工比較常見的施工工藝。相較于其他類型的來說,爬罐法的施工更加簡便,只需要在井壁上安裝導軌,這樣爬罐就可以利用導軌變換位置。下面對該施工工藝進行進一步的分析:
3.2.1施工工序
當開挖的斜井傾斜程度已經超過42°時,可以采用爬罐法,但是在實施技術之前,需要貫穿平洞,再實施后續工作。爬罐法的施工工序為:在平洞上安裝爬罐,并對其運行狀況進行監測和調試,通過導軌控制爬罐的移動方向和距離。在斜井施工中,爬罐向上運動移動至掌子面,然后開始鉆孔爆破施工,在爆破時,石渣會地心引力作用下下落。這時可以運用具有裝載功能的機械設備將其運出至平洞,放置于洞外的棄渣場。需要注意的是,采用該施工工藝時,需要依據斜井斷面的面積選擇開挖方式,開挖方式分為全斷面一次性完成小斷面或者是先挖導井后挖正井。如果斜井斷面較小,適宜食用全斷面一次開挖方式,如果斜井斷面較大,那么需要采用倒擴法完成斜井的開挖施工,也就是先由下網上開挖鋪設導軌,再由上網下利用鉆爆法分層擴挖,導井溜渣。
3.2.2爬罐法施工優缺點分析
爬罐法施工的有點在于其使用范圍比較廣,且適用于各種施工環境和地質條件,如果在施工中發現實際情況與設計不符,可以及時調整。在施工時,受到的影響因素較小,不會受到斜井尺寸的限制。在施工之前,無需做大量的準備工作,且施工效率高,使用效果好。但是爬罐法也存在一定的問題,即施工條件較差,會對巖石的強度、穩定性造成影響,在施工結束之后,井壁的通風條件也會比較差。
4結束語
總而言之,在水利水電工程施工中需要對斜井施工過程進行全程監控,為了保證其施工安全,需要進行施工安全管理,尤其是在爆破時,需要對使用炸藥的各個物理參數進行計算和核查,在爆破工作結束之后,需要對施工現場進行全面清理,保證工作人員的生命財產安全。另外,由于斜井施工技術比較復雜,為了保證施工質量,需要針對工程建設實際情況對斜井施工進行合理規劃設計,使其符合工程建設要求,同時也能夠提高工程的經濟效益。
作者:楊麗娜 單位:湖南華力工程建設有限責任公司
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