江苏溧阳抽水蓄能电站引水竖井施工技术分析

江苏溧阳抽水蓄能电站引水竖井施工技术分析

孙学明

(江苏国信溧阳抽水蓄能发电有限公司安全环保部，江苏 溧阳213334)

【摘要】引水竖井施工是电站工程重要的施工内容之一，引水竖井施工的有效性和安全性，将直接影响整个电站工程的质量。本文结合江苏溧阳抽水蓄能电站的工程实例，对引水竖井的具体施工技术进行深入研究。

【关键词】电站工程；引水竖井；施工技术

中图分类号：U455.8

Analysis of Jiangsu Liyang pumped energy storage power plant

water diversion shaft construction technology

SUN Xueming

(SafetyandEnviromentProtectionDepartmentofJiangsuGuoxinLiyangPumpedEnergyStoragePower

GenerationCo.,Ltd.,Liyang213334,China)

Abstract:Water diversion shaft construction is one of the important construction contents in power plant projects. Effectiveness and safety of water diversion shaft construction can directly affect quality of the whole power plant project. In the paper, project examples of Jiangsu Liyang pumped energy storage power plant is combined for in-depth study of concrete construction technology in water diversion shafts.

Key words: power plant project; water diversion shaft; construction technology

近年来，为了缓解我国逐年增长的用电压力，蓄能电站的建设项目正在不断增加。江苏溧阳抽水蓄能电站地处江苏省溧阳市，是江苏省目前最大的抽水畜能电站，也是溧阳历史上最大的固定资产投资项目。该水电站的建成，对优化电源结构、提高供电质量，以及保障国家电网安全稳定运行等，都具有重要的作用。在该工程实施过程中，引水竖井施工非常关键，它是保证整个水电站工程得以顺利实施的前提条件。本文将对该工程的2号引水竖井施工技术进行具体探讨。

1工程概况

江苏溧阳抽水蓄能电站2号引水竖井段长度为126.395m。实际施工过程中，考虑上下弯段部分扩挖区域，2号引水竖井实际开挖深度为170.5m(上部高程为120.7m、下部导洞顶高程为-49.8m)，开挖断面均为圆形，最大开挖直径为10.8m。

2引水竖井的施工布置

2.1施工方案的选择

2号引水竖井原计划采用反井法施工。但在导孔反拉施工完成后，由下弯段岩脉区向上逐层剥落，在竖井底部形成了一个大的空腔，空腔随竖井开挖出渣逐渐向上发展。从工程安全、施工难度和工期方面综合考虑，总体上分上下两段，分别采用不同的施工方案。上段的地质条件相对较好，高程约至30m，可继续采用控制性出渣的反井施工方案；而下段约位于高程30m以下部分，采用正井法进行扩挖。其中分段高程应结合实际地质和施工情况进行调整。但不论采用何种方案，均须在掌子面四周向下打4个辐射状探孔，孔深20m，开挖至孔深15m时继续打孔，以便连续不间断地超前查明塌空情况，确保施工安全。具体的工程量见下表。

引水竖井调整后主要工程量表

2.2施工布置

为保证施工运输的需求，施工前需做好施工临时交通的布置。交通布置不仅要合理，还要保证施工期间道路的畅通。另外，引水竖井施工前还需要做好施工供风、通风、供电、供水以及排水等工作。该工程通过认真分析、全面比选，对这些都进行了科学的布置与安排。此外，竖井施工前，还需要对引水竖井的提升系统进行重点设计与布置。该工程中正井法由100t龙门吊提升9m3出渣料斗，工作面采用0.6m3反铲装渣，2个出渣料斗交替吊运，石渣吊运至竖井上部的卸料平台，直接装车运至弃渣场。同时单独在井口一侧边缘设置一套载人系统，采用5t双筒卷扬机提升吊笼，以供作业人员上下井。

3引水竖井开挖技术

3.1开挖、支护

a.开挖。由于引水竖井下部存在塌空区，因此施工时将竖井分为3段，采取不同施工方案扩挖支护：当塌空区未超出设计开挖边线的区段时，采用反井法开挖，爆破渣料由反铲抛入导井，在竖井底部控制性出渣，专人统计出渣量，当发现开挖量与出渣量有较大出入时，立即暂停反井扩挖；当塌空范围超出设计开挖轮廓线但处于变化较平缓的区段时，可采用压渣方式保证开挖井壁的稳定，保持堆渣体与施工面(主要为支护)在同一高程，便于进行支护作业；当塌空范围超出设计开挖轮廓线但处于塌空区断面突然变大的区段时，由于塌空区突然变大，为避免倒悬区域再次掉块甚至塌方，对施工形成极大的安全隐患，可采用正井法开挖。

b.主要支护方式。在此次引水竖井施工中，主要采用的支护方式为锚杆支护和超前小导管施工。具体的施工工艺可根据竖井的地质变化情况进行相应的调整。尤其在大块石密集区和碎渣区，为保证施工质量，每个施工细节都必须认真操作。

c.钢支撑施工。钢支撑按设计结构尺寸要求预先在钢支撑加工厂加工成型。钢支撑加工应严格控制结构尺寸，顶拱与侧拱之间采用螺栓连接或焊接。螺栓连接时孔眼中心间误差不超过±5mm；钢支撑按设计位置安设，在安设过程中当钢支撑和初喷层之间有较大间隙时设骑马垫块，钢支撑与围岩(或垫块)接触间距不大于50mm；为增强钢支撑的整体稳定性，将钢支撑与锚杆焊接在一起。按设计图纸要求，沿钢支撑设置φ22纵向连接钢筋，间距1m。钢支撑架立后尽快进行喷射混凝土作业，将钢支撑全部覆盖，使钢支撑与喷混凝土共同受力，喷射混凝土分层进行，每层厚度5~6cm左右。

3.2混凝土施工

a.主要材料。水泥选用符合国家标准的普通硅酸盐水泥。水泥等级不低于P.O42.5。进场水泥应有生产厂的质量证明书；砂选用质地坚硬、细度模数大于2.5的粗、中砂。使用时，含水率控制在5%~7%；粗骨料粒径应不大于15mm。喷射混凝土速凝剂的初凝时间不大于5min，终凝时间不大于10min；钢筋网采用Ⅰ级钢筋网，直径和间排距满足设计要求。

b.施工要点。施工前要清理并冲洗受喷面，对于遇水易潮解的泥化岩面，采用压力风清理。清理合格后，在系统锚杆外露段上设置喷厚标记，无锚杆的受喷面，采用砂浆或自插钢筋标记，标记钢筋外端头低于喷射混凝土表面3~5mm。对受喷面渗水部位，采用埋设导管、盲管作排水处理；喷射混凝土的配合比通过实验室实验确定；混合料搅拌时间不少于2min，混合料随拌随用，存放时间不超过20min，以保持物料新鲜；钢筋网与岩面之间采用预制混凝土块支垫，确保钢筋网在喷层内居中，保护层厚度不小于50mm。钢筋网与锚杆端头用点焊连接固定。喷射混凝土必须填满钢筋网与岩石间空隙；喷射混凝土采用干喷机作业，受喷面作业采用自下而上分段分区方式进行，区段间的接合部和结构的接缝处应妥善处理，喷射作业时，不得漏喷，连续供料，工作风压稳定。若因故中断作业时，将喷射机及料管内的积料及时清理干净；喷射混凝土初凝2h后，及时进行养护。

3.3深孔固结灌浆

由于竖井下部塌空区范围大，为增加堆渣体的密实度，深孔固结可采用20~40m深孔对堆渣体一次性进行全面固结，同时对周边的塌空区与堆渣体间的空腔用流动性好的混凝土、砂浆、灌浆进行填充。对堆积体进行灌浆处理的程序为:平整堆渣体顶部并适当压实→钻孔(进入塌空区与堆渣体之间空腔)→空腔用砂浆或水泥浆回填→钻孔→堆渣体固结灌浆。

3.4施工监测

施工监测是保证竖井施工安全的重要措施。由于堆渣体内开挖是2号引水竖井开挖支护的难点，喷锚支护形成的井筒需要对井筒变形、沉降和偏斜进行控制。井筒变形采用收敛观测，在塌空区井筒内每15m布置一个收敛断面，每个断面按正方形布置4个测点，量测6个测线；井筒沉降和偏斜监测利用布置的收敛测点进行，正常段的测点拟定为不动点，用收敛计量测其与下方井筒内收敛测点的相对距离来推算井筒沉降和偏斜值。

4结语

为保证引水竖井施工高质量、高效率完成，在施工过程中除了要做好上述施工技术保障措施外，还要做好施工的调度及进度安排工作，此外，还需要对施工安全措施进行周密的安排。只有做到这些，才能保证引水竖井工程的顺利实施。

参考文献

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