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        甲米河二級(jí)水電站調(diào)壓井布置型式研究

        2014-04-18 05:41:12劉廣社
        四川水利 2014年2期
        關(guān)鍵詞:調(diào)壓井井筒風(fēng)化

        周 松,劉廣社

        (1.成都鴻策工程咨詢有限公司,成都,610071;2.四川鹽源甲米河水電開發(fā)有限公司,四川鹽源,615700)

        甲米河二級(jí)水電站為甲米河干流河段梯級(jí)開發(fā)中的第二級(jí),地處甲米河流域下游河段,上接甲米河一級(jí)水電站尾水,下接臥羅橋水電站庫(kù)區(qū)。本文主要對(duì)該電站調(diào)壓井布置方案進(jìn)行比選。

        1 工程地質(zhì)條件

        1.1 開敞阻抗式調(diào)壓井地質(zhì)條件

        開敞阻抗式調(diào)壓井直徑10m,中心坐標(biāo)X=50295.974,Y=703970.762,地面高程約 2082m,井筒頂面高程2074.5m。調(diào)壓井所處位置為緩坡坡地,地表覆蓋殘坡積碎石土,厚度5m~8m,結(jié)構(gòu)松散,下覆基巖5m~8m為強(qiáng)風(fēng)化,呈碎裂散體結(jié)構(gòu),15m~30m為弱風(fēng)化,呈碎塊或塊裂結(jié)構(gòu)。調(diào)壓井最大開挖邊坡高約20m,建議開挖坡比:覆蓋層1∶1.25;強(qiáng)風(fēng)化基巖1∶1;弱風(fēng)化基巖1∶0.75。調(diào)壓井井筒高度35.4m,井筒主要位于強(qiáng)風(fēng)化~弱風(fēng)化巖體以內(nèi),裂隙發(fā)育,多呈碎裂散體結(jié)構(gòu)、碎塊或塊裂結(jié)構(gòu),完整性較差,圍巖主要為Ⅳ類,井筒上段為Ⅴ類,圍巖不穩(wěn)定~較穩(wěn)定,施工中應(yīng)加強(qiáng)支護(hù)襯砌。

        1.2 地下埋藏阻抗式調(diào)壓井地質(zhì)條件

        地下阻抗式調(diào)壓井所處位置山體較雄厚,地面高程2070m~2145m,山體自然坡度25°~35°,地表覆蓋第四系殘坡積碎石土層,主要由粉砂質(zhì)粘土夾碎石組成,厚度5m~8m,結(jié)構(gòu)松散;下覆基巖為三疊系下統(tǒng)青天堡組(T1q)紫紅色粗礫長(zhǎng)石石英砂巖夾砂礫巖,巖質(zhì)較堅(jiān)硬,屬中硬巖。強(qiáng)風(fēng)化深度5m~8m,巖體裂隙發(fā)育,裂隙多張開,充填泥質(zhì)和巖屑,呈碎裂散體結(jié)構(gòu);弱風(fēng)化深度25m~35m,裂隙較發(fā)育,部分裂隙張開,偶有巖屑或泥質(zhì)充填,多呈碎塊或塊裂結(jié)構(gòu);30m~35m為微風(fēng)化或新鮮基巖,巖體裂隙不發(fā)育,完整性較好。圍巖主要為Ⅲ類,圍巖較穩(wěn)定。由于巖層傾向坡外偏下游,加之局部巖層有小褶皺發(fā)育,受巖層層面和裂隙組合的影響,局部位置可能出現(xiàn)小型不穩(wěn)定塊體影響圍巖穩(wěn)定性,施工中應(yīng)加強(qiáng)支護(hù)襯砌。

        2 方案擬定

        根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際地形地質(zhì)條件,為盡量減少本工程的工期及投資,設(shè)計(jì)上進(jìn)行了開敞阻抗式調(diào)壓井和地下式調(diào)壓井兩個(gè)方案的比較:方案一:開敞阻抗式調(diào)壓井,位于引水隧洞5+140.00m;方案二:地下埋藏阻抗式調(diào)壓井,位于引水隧洞5+075.80m。

        2.1 開敞阻抗式調(diào)壓井方案

        開敞阻抗式調(diào)壓井所處位置為緩坡坡地,位于引水隧洞5+140.00m。井圈平臺(tái)高程2074.50m,調(diào)壓井井筒采用圓形斷面,內(nèi)徑10m,下部隧洞底板頂高程為 2018.278m,井筒高35.4m,采用鋼筋混凝土襯砌,襯砌厚度為1.0m,井筒襯砌至2074.5m高程后向上延伸2m形成調(diào)壓井防護(hù)墻,并加防護(hù)網(wǎng)做井蓋對(duì)調(diào)壓井及機(jī)組進(jìn)行防護(hù),防護(hù)墻設(shè)1×1.5m(寬×高)防護(hù)檢修門;底部與隧洞連接采用阻抗連接管,內(nèi)徑3.0m,長(zhǎng)17.4m,阻抗孔口直徑2.2m,采用鋼筋混凝土襯砌,襯厚0.4m,井筒周邊進(jìn)行固結(jié)灌漿。

        圖1 開敞阻抗式調(diào)壓井布置

        2.2 地下埋藏阻抗式調(diào)壓井方案

        地下阻抗式調(diào)壓井位于廠房后坡山體,較開敞阻抗式調(diào)壓井位置沿洞軸線上移64.2m至隧5+075.80m。此處穹頂上覆巖體厚約40m,調(diào)壓井井筒采用圓形斷面,內(nèi)徑10m,下部隧洞底板頂高程為2018.623m,穹頂高程為2074.50m,井筒高27.7m,采用鋼筋混凝土襯砌,襯砌厚度為1.0m,井筒周邊固結(jié)灌漿。底部與隧洞連接采用阻抗連接管,內(nèi)徑3.0m,長(zhǎng)17.1m,阻抗孔口直徑2.2m,采用鋼筋混凝土襯砌,襯厚0.4m。

        穹頂高程附近設(shè)置了一條長(zhǎng)61.64m的調(diào)壓室交通洞(兼施工與運(yùn)行維護(hù)),斷面型式為城門洞型,底寬4m,高5m,進(jìn)口段采用鋼筋混凝土支護(hù),其余洞段采用噴錨支護(hù),噴混凝土10cm。

        圖2 地下阻抗式調(diào)壓井布置

        3 方案比較

        調(diào)壓井布置型式技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較如表1所示。

        表1 技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較

        表1表明,開敞阻抗式調(diào)壓井除井筒上部地質(zhì)條件相對(duì)較地下阻抗式調(diào)壓井稍差外,在施工條件和對(duì)引水隧洞的影響方面均較地下阻抗式調(diào)壓井優(yōu)。開敞阻抗式調(diào)壓井和地下阻抗式調(diào)壓井工程投資,前者較后者節(jié)約50.21萬元,且地下阻抗式不可預(yù)見因素較多,選擇開敞阻抗式調(diào)壓井方案較為符合實(shí)際。

        4 結(jié)語

        甲米河二級(jí)水電站目前已建成發(fā)電,縱觀整個(gè)調(diào)壓井施工過程,大斷面豎井開挖是施工的難題。該調(diào)壓井自上而下開挖,采取了先鎖口、再人工導(dǎo)井、再擴(kuò)挖的方式進(jìn)行施工,施工難度大。通過施工單位制定的合理施工方案和精心組織,現(xiàn)已按設(shè)計(jì)方案順利完成了施工任務(wù)。對(duì)技術(shù)方案的設(shè)計(jì)有以下心得:

        (1)地形測(cè)量和地質(zhì)測(cè)繪作為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料,其精確度關(guān)系設(shè)計(jì)方案,影響方案的選擇;

        (2)開敞阻抗式調(diào)壓井的布置,方便施工場(chǎng)地、風(fēng)、水、電的布置,工程施工安全、施工進(jìn)度有保障;

        (3)工程施工過程中未發(fā)生一起工程事故,工程結(jié)算投資為298萬元,說明開敞阻抗式調(diào)壓井施工安全和工程投資是可控的;

        (4)對(duì)于井筒30m左右高的調(diào)壓井,施工采取先全斷面下臥后鎖口,再?gòu)纳现料虏捎萌斯ら_挖導(dǎo)井,再自上而下擴(kuò)挖的方式施工是安全可靠的。

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