抽水蓄能電站斜井和平洞施工關(guān)鍵技術(shù)

1、抽水蓄能電站斜井和平洞施工關(guān)鍵技術(shù)摘要：斜井施工作為工程中比較重要且難度較大的部分，一直是施工單位比較 困擾的地方。本文探討了抽水蓄能電站斜井施工的關(guān)鍵技術(shù)。關(guān)鍵詞：抽水蓄能電站；關(guān)鍵技術(shù)；注意事項(xiàng)抽水蓄能電站樞紐建筑物主要由上水庫(kù)、輸水系統(tǒng)、發(fā)電廠房、下水庫(kù)等組 成，輸水系統(tǒng)和發(fā)電廠房為復(fù)雜的地下系統(tǒng)工程，包括通風(fēng)隧道、交通隧道、排 水隧道等。地下洞室尤其是豎井和斜井，施工難度大，安全風(fēng)險(xiǎn)高，一直是抽水 蓄能電站施工中的重點(diǎn)。一、抽水蓄能電站簡(jiǎn)介抽水蓄能電站又稱(chēng)蓄能式水電站，它是利用電力負(fù)荷低谷時(shí)的電能抽水至上 水庫(kù)，在電力負(fù)荷高峰期再放水至下水庫(kù)發(fā)電的水電站。我國(guó)在上世紀(jì)60年代 后期才開(kāi)

2、始研究抽水蓄能電站的開(kāi)發(fā)，于1968年和1973年先后建成崗南和密云 兩座小型混合式抽水蓄能電站。上世紀(jì)80年代中后期，隨著改革開(kāi)放帶來(lái)的社 會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，我國(guó)電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，廣東、華北和華東等以火電為主的電 網(wǎng)，由于受地區(qū)水力資源的限制，可供開(kāi)發(fā)的水電很少，電網(wǎng)缺少經(jīng)濟(jì)的調(diào)峰手 段，電網(wǎng)調(diào)峰矛盾日益突出，缺電局面由電量缺乏轉(zhuǎn)變?yōu)檎{(diào)峰容量也缺乏，修建 抽水蓄能電站以解決火電為主電網(wǎng)的調(diào)峰問(wèn)題逐步形成共識(shí)。隨著電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行 和電源結(jié)構(gòu)調(diào)整的要求，一些以水電為主的電網(wǎng)也開(kāi)始研究興建一定規(guī)模的抽水 蓄能電站。到1991年，裝機(jī)容量270MW的潘家口混合式抽水蓄能電站首先投入 運(yùn)行，從而迎來(lái)了抽水

3、蓄能電站建設(shè)的第一次高潮。上世紀(jì)90年代，隨著改革 開(kāi)放的深入，國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，抽水蓄能電站建設(shè)也進(jìn)入了快速發(fā)展期。二、關(guān)鍵技術(shù)1、斜井開(kāi)挖方法1）小斷面斜井開(kāi)挖方法。對(duì)斷面較小的斜井在開(kāi)挖時(shí)需按從上到下的施工順 序，使用全斷面的開(kāi)挖方式，坡度不能超過(guò)25度，利用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行人員的運(yùn) 輸，這時(shí)使用的是斗車(chē)將廢渣運(yùn)出，若坡度超過(guò)25度，需要使用簸箕進(jìn)行運(yùn)輸 廢渣。通常，施工順序是：完成洞口支護(hù)-安裝提升設(shè)備、出渣道-自上向下開(kāi)挖。 若斜井坡度超過(guò)42度，一般會(huì)使用全斷面爬罐法進(jìn)行施工，此時(shí)斜井并沒(méi)有挖 出通道，所以需將爬罐作為主要工具，進(jìn)行相關(guān)的運(yùn)輸和爆破。此類(lèi)施工的一般 順序是：下部通道開(kāi)挖

4、-安裝軌道及爬罐-向上逐段開(kāi)挖。2）斜井?dāng)U大開(kāi)挖方法。斜井?dāng)U大開(kāi)挖的方法采用的是自上到下的挖掘方法， 一般是在斜井的斜角超過(guò)45度時(shí)使用此方法。通過(guò)自上到下的開(kāi)挖將斜井分為 多個(gè)層面，對(duì)每一層進(jìn)行單獨(dú)的鉆孔和爆破，然后將廢渣從最下層逐漸轉(zhuǎn)移出來(lái)。 此類(lèi)方法在施工過(guò)程中需要臨時(shí)進(jìn)行支護(hù)，在開(kāi)挖通過(guò)平行的地方要挖掘供人行 走的道路，若斜井的長(zhǎng)度屬于中長(zhǎng)范圍，就要運(yùn)用相關(guān)的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行運(yùn)輸。若 斜井的斜度大約在35度，并且斜井的長(zhǎng)度相對(duì)較小，斜度相對(duì)較大，這時(shí)也可 使用自下而上斜井?dāng)U大開(kāi)挖的方法，在具體的施工過(guò)程中要參考工程實(shí)際情況， 視具體情況而定。2、斜井施工的支護(hù)技術(shù)。斜井在開(kāi)挖施工前首先應(yīng)對(duì)

5、斜井的井壁進(jìn)行支護(hù)。 在對(duì)井壁進(jìn)行檢查的過(guò)程中，若發(fā)現(xiàn)井壁出現(xiàn)很多的節(jié)理性裂紋時(shí)，需立即采取 措施對(duì)井壁的支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行加強(qiáng)。支護(hù)結(jié)構(gòu)能起到對(duì)斜井面的支持作用，進(jìn)而保 證斜井在施工過(guò)程中的安全問(wèn)題。根據(jù)斜井開(kāi)挖直徑的不同，應(yīng)采取不同的支護(hù) 結(jié)構(gòu)。當(dāng)斜井開(kāi)挖的直徑較大時(shí)，支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工可在擴(kuò)挖的臺(tái)車(chē)上進(jìn)行；當(dāng)斜 井開(kāi)挖的直徑較小時(shí)，則支護(hù)結(jié)構(gòu)施工可在掌子面上或運(yùn)輸臺(tái)車(chē)上進(jìn)行，此種情 況不需要用到擴(kuò)挖車(chē)。在斜井內(nèi)進(jìn)行混凝土的噴射一般采用噴機(jī)設(shè)備，用鋼管輸 料管直接將材料輸送到斜井的工作面上。為了最大化的保證施工人員的身體健康 狀況，一般情況下，混凝土的施工都是采用濕噴工藝在斜井井口處或擴(kuò)挖平臺(tái)上 安

6、置混凝土濕噴機(jī)，為了最大化的降低緩沖，在輸料管?chē)婎^附近采用的是一小段 軟管，其他部分則采用的都是鋼管。3、混凝土襯砌。通過(guò)大量實(shí)際工程的總結(jié)，對(duì)傾角比較陡的斜井，混凝土襯 砌施工中滑模的施工工藝已比較成熟，因此在傾斜角度大于45度的斜井施工中， 若襯砌采用的是混凝土?xí)r應(yīng)采用滑模的方法進(jìn)行施工。運(yùn)用卷?yè)P(yáng)機(jī)、爬軌器或采 用連續(xù)拉伸式液壓千斤抽拔銅絞線作為滑模牽引方式。4、斜井井口的加固方式。斜井的上部井口主要分為露天和埋藏兩種。在對(duì)斜 井井口進(jìn)行加固時(shí)，要根據(jù)具體的施工條件來(lái)進(jìn)行選擇。若井口為露天型，就不 會(huì)有過(guò)高的邊坡坡度，此時(shí)應(yīng)根據(jù)周?chē)鷰r石的穩(wěn)定情況來(lái)進(jìn)行加固處理。根據(jù)施 工現(xiàn)場(chǎng)條件及具體建筑

7、的需求，對(duì)尺寸進(jìn)行具體的確定，通常，井口在周邊都會(huì) 有35m的寬臺(tái)池，在邊坡處及邊角處設(shè)置排水溝來(lái)確保地表水不會(huì)最終流入到斜 井的內(nèi)部。對(duì)稍大的井口，在上部需要挖掘到一定程度，然后再根據(jù)周?chē)鷰r石的 具體條件來(lái)選擇加固方式或選擇具體標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行襯砌，確保穩(wěn)定性。而對(duì)埋藏式的 井口，加固方式的選擇應(yīng)綜合考慮地表上建筑物的具體情況，比如在調(diào)壓井的上 部，采用混凝土結(jié)構(gòu)，既可方便模板的搭建，同時(shí)也可為之后施工便利和安全打 下基礎(chǔ)，從而確保施工穩(wěn)定和安全；在對(duì)下部進(jìn)行施工前，于斜井的頂部進(jìn)行混 凝土的施工可有助于周?chē)鷰r石的穩(wěn)定性，從而能創(chuàng)造良好的安全性。5、施工安全。斜井施工難度較大、施工環(huán)境惡劣，而且在施

8、工過(guò)程中，不安 全因素較多，因此，保證施工安全，是斜井施工的難點(diǎn)和重點(diǎn)。斜井施工前，應(yīng) 根據(jù)相關(guān)規(guī)范和實(shí)際要求，制定具體的施工安全技術(shù)措施。另外，對(duì)施工人員， 應(yīng)進(jìn)行安全技術(shù)交流交底工作，并加強(qiáng)安全技術(shù)培訓(xùn)，并按規(guī)定持證上崗。在施 工過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行作業(yè)動(dòng)態(tài)掛牌制管理辦法，作業(yè)時(shí)掛牌，下班時(shí)摘牌。三、施工注意事項(xiàng)1、爬罐法應(yīng)用注意事項(xiàng)。其是在斜井開(kāi)挖的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，為保證斜井整體 施工質(zhì)量，需要及時(shí)進(jìn)行斜井襯砌。在實(shí)際施工中，需要結(jié)合實(shí)際需要采用適宜 的襯砌方法。若斜井的傾角大于42度，可應(yīng)用爬罐法進(jìn)行開(kāi)挖。在應(yīng)用過(guò)程中， 需保證平洞被貫穿。在施工過(guò)程中，要先在平洞上布設(shè)施工設(shè)備，然后依據(jù)設(shè)

9、計(jì) 方案進(jìn)行設(shè)備位置的調(diào)整，爬罐可通過(guò)導(dǎo)軌進(jìn)行移動(dòng)。在掌子面開(kāi)挖后，便可開(kāi) 展鉆孔爆破開(kāi)挖。但在爆破后，會(huì)產(chǎn)生大量的石渣。在重力作用下自然下落，為 保證現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)安全和進(jìn)度，需及時(shí)將石渣清出場(chǎng)外，運(yùn)送至棄渣場(chǎng)。根據(jù)工程斜 井?dāng)嗝娴某叽绱_定施工工藝。對(duì)面積較小的斜井?dāng)嗝?，可?yīng)用倒擴(kuò)法進(jìn)行開(kāi)挖施 工。另外，需注意鉆爆施工應(yīng)分層進(jìn)行，及時(shí)將井內(nèi)的溜渣清出。2、施工安全注意事項(xiàng)。首先，需進(jìn)行斜井挖掘，安排專(zhuān)業(yè)施工人員進(jìn)行施工 測(cè)算，確定爆破施工的各項(xiàng)參數(shù)，在進(jìn)行爆破施工前，應(yīng)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況進(jìn) 行檢查，加強(qiáng)對(duì)爆破施工的效果與預(yù)裂爆破施工過(guò)程中的震動(dòng)進(jìn)行有效地檢查， 需要根據(jù)巖土工程地質(zhì)情況的含水量、節(jié)

10、理裂隙發(fā)育的特點(diǎn)。對(duì)預(yù)裂施工及緩坡 爆破施工的參數(shù)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，根據(jù)爆破施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)節(jié)與優(yōu)化， 這樣便可控制施工中的爆破作業(yè)，也可減少爆破藥量，還可減少爆破中產(chǎn)生的石 塊數(shù)量。在爆破作業(yè)結(jié)束后，需及時(shí)進(jìn)行場(chǎng)地清理。其次，需加強(qiáng)爆破施工機(jī)械的管 理。在進(jìn)行爆破施工設(shè)備選擇的過(guò)程中，必須進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，并對(duì)設(shè)備的各項(xiàng) 功能進(jìn)行嚴(yán)格檢查，查看其是否能正常使用，保證機(jī)械設(shè)備的參數(shù)達(dá)到相應(yīng)的規(guī) 定。在進(jìn)行爆破施工前，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)起爆器材等設(shè)備進(jìn)行嚴(yán)格檢查，確認(rèn)相關(guān)設(shè)備 達(dá)到施工參數(shù)后方可使用。施工前需保證炸藥的質(zhì)量，爆破炸藥的質(zhì)量存在問(wèn)題、 過(guò)期或炸藥出現(xiàn)受潮，都會(huì)導(dǎo)致炸藥出現(xiàn)半爆破或不爆破的情況。在實(shí)際施工中， 斜井作業(yè)的施工人員必須做好安全防護(hù)工作，在施工前佩戴安全繩和安全帽，維 護(hù)自身生命安全。同時(shí)，施工人員也必須依據(jù)工程建設(shè)的要求進(jìn)行操作。對(duì)于設(shè) 備操作人員，需事先進(jìn)行職業(yè)技能考核，校核通過(guò)方可進(jìn)場(chǎng)作業(yè)。斜井施工中應(yīng) 用的輸送小型車(chē)輛，需要配備雙制動(dòng)閘，而施工中應(yīng)用的卷