熱能風(fēng)力發(fā)電站主體工程施工方案

熱能風(fēng)力發(fā)電站主體工程施工方案1.1概述風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)由8條風(fēng)洞洞室和一條交通洞、2個(gè)閘門操作室和2個(gè)主風(fēng)塔對應(yīng)的豎井組成的一個(gè)龐大的地下洞室群。本工程8座風(fēng)洞（1#風(fēng)洞8#風(fēng)洞），基本參數(shù)見表9-2。表9-2：風(fēng)洞參數(shù)特性表風(fēng)洞名稱項(xiàng)目洞長(m)斷面類型洞徑(m)進(jìn)口底板高程（m)出口底板高程（m)底板坡降頂拱漸變率頂拱漸變長度(m)1#風(fēng)洞861.9圓形618310.42312.5i=0.00251:70714.92#風(fēng)洞766.5圓形618310.58312.5i=0.00251:70714.93#風(fēng)洞754.9圓形618310.65312.5i=0.00251:70714.94#風(fēng)洞750.2圓形618310.63312.5i=0.00251:70714.95#風(fēng)洞751.9圓形618310.6312.5i=0.00251:70714.96#風(fēng)洞682.7圓形618305.67312.5i=0.011:120654.67#風(fēng)洞673.5圓形618310.69312.5i=0.00251:60626.18#風(fēng)洞771.0圓形618304.71312.5i=0.00251:160738.5風(fēng)洞最大埋深300m，洞軸線走向與巖層走向最小交角73.20°、最大交角82.85°，有利于洞體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。風(fēng)洞從四個(gè)方向與豎井相接，各風(fēng)洞與豎井洞壁成45°夾角，銜接高程312.5m。根據(jù)工藝設(shè)計(jì)要求，風(fēng)洞斷面為圓形，洞徑由18m漸變?yōu)?m。隧洞進(jìn)口開挖斷面達(dá)402m2。洞臉對地形地質(zhì)條件要求較高。各風(fēng)洞洞口位于斜坡，自然坡度2035°，洞臉邊坡將形成高邊坡，巖層傾向坡內(nèi)，傾角10°，產(chǎn)狀平緩，且區(qū)內(nèi)無斷層通過，有利于邊坡穩(wěn)定，但為防止上側(cè)砂巖形成的陡崖斜坡在重力作用下產(chǎn)生崩塌，本階段采用噴射混凝土封閉、鋼筋網(wǎng)、排水管與隨機(jī)錨桿支護(hù)相結(jié)合的永久支護(hù)方式。隧洞支護(hù)參數(shù)按照《水工隧洞設(shè)計(jì)規(guī)范》（DL/T5195-2004）相關(guān)規(guī)定并結(jié)合地質(zhì)狀況分洞徑設(shè)計(jì)。一期支護(hù)采用噴射混凝土、掛鋼筋網(wǎng)結(jié)合錨桿支護(hù)的聯(lián)合支護(hù)方式，二期為C25鋼筋混凝土永久襯砌，為避免運(yùn)行期風(fēng)力帶動混凝土表面小顆粒高速運(yùn)動損壞發(fā)電機(jī)組，洞壁設(shè)置一層洞壁涂料保持邊壁順滑。1#豎井坐標(biāo)（97972.8426，26547.7505），2#豎井中心點(diǎn)坐標(biāo)（98085.7381，26552.8743），豎井開挖直徑為28.6m，兩豎井間浄距84.5m，約等于3倍洞徑。豎井頂部高程612.00m，底部開挖高程608.00m，襯砌后高程為612.00m，豎井深300m，一次噴護(hù)C20砼厚15m。φ28錨桿長3～9m，間距3.0m，梅花形布置，采用C25混凝土襯砌，襯砌厚度2.0m，襯砌后，筒體內(nèi)徑20m，內(nèi)壁安裝隔熱材料，由10mm鋼板夾顆粒狀隔熱鹽材料組成。豎井高程602.00m以下設(shè)置φ60排水孔，間距3.0m，排水孔中的水通過布置在筒體結(jié)構(gòu)中28個(gè)φ150豎直排水管集中到豎井底部，通過進(jìn)風(fēng)口的排水溝排出。豎井在462.00m高程設(shè)置一封閉閘門，閘門鋼板厚5mm，肋板寬1.0m，此高程設(shè)置一條交通隧洞連接兩豎井，然后再通過1#支洞與外界聯(lián)通。1#支洞為城門洞型，高約4.5m，寬3.5m，長度約380m。1、2#豎井上部為塔樓部分，風(fēng)塔主體結(jié)構(gòu)為地上13層。采用框架剪力墻結(jié)構(gòu)，框架抗震等級為三級，剪力墻抗震等級為三級，周期折減系數(shù)取0.85，主體結(jié)構(gòu)高度為64.5米。1~4號發(fā)電機(jī)層樓板板厚150mm（暫定），上人及不上人屋面板厚均為120mm，樓蓋為現(xiàn)澆梁式樓蓋。主要項(xiàng)目結(jié)構(gòu)概況一覽表表9-3：項(xiàng)目名稱風(fēng)塔層數(shù)地上13地下0層高（m）地上5.0（4.5）m地下0建筑高度（m）64.5m±0.000相當(dāng)于絕對標(biāo)高值（m）608.700自然地面標(biāo)高（m）詳見圖最大平面尺寸（m）32.2m×32.2m結(jié)構(gòu)型式框架剪力墻抗震設(shè)防類別丙類建筑結(jié)構(gòu)安全等級一級地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級甲級抗震等級框架三級剪力墻三級基礎(chǔ)形式筏板基礎(chǔ)1.4.2.開挖總體施工程序根據(jù)本風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的布置特點(diǎn)及施工質(zhì)量、進(jìn)度和圍巖安全穩(wěn)定等要求，結(jié)合其他類似工程施工經(jīng)驗(yàn)，開挖施工程序按下述原則安排：（1）開工后及時(shí)鋪設(shè)風(fēng)、水、電管線及通風(fēng)設(shè)備、管路，及時(shí)進(jìn)行1-3#、2-2#進(jìn)風(fēng)洞及1#支洞的開挖，為1#、2#豎井開挖工程開工創(chuàng)造條件。其中1#支洞應(yīng)最先開挖完畢，為1#、2#豎井上部開挖創(chuàng)造條件。（2）1#、2#豎井和1-3#、2-2#進(jìn)風(fēng)洞是風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)施工的關(guān)鍵線路，貫穿于開挖、支護(hù)施工的全過程，開工后優(yōu)先安排施工。1-3#、2-2#進(jìn)風(fēng)洞線路最短，出渣條件最優(yōu)越，因此選定為關(guān)鍵線路，為1#、2#豎井的下部開挖出渣提供強(qiáng)有力的保證。同時(shí)根據(jù)施工進(jìn)度要求、通道條件及施工資源情況，適時(shí)安排其它洞室的施工，以形成自然通風(fēng)條件，改善施工環(huán)境。（3）對大斷面1#、2#豎井開挖，根據(jù)洞室穩(wěn)定需要、施工質(zhì)量及施工進(jìn)度要求、施工機(jī)械設(shè)備性能等分層、分部開挖，每層開挖過程中，及時(shí)按施工詳圖和監(jiān)理的指令進(jìn)行支護(hù)。（4）1-3#、2-2#進(jìn)風(fēng)洞開挖后，其余風(fēng)洞采取同步滯后間隔分組開挖，兩洞開挖面間距離需30至50m，以保證洞室間巖柱的穩(wěn)定。1.4.3風(fēng)洞開挖與支護(hù)1.4.3.1風(fēng)洞進(jìn)口的開挖及支護(hù)由于風(fēng)洞是按照空氣動力學(xué)要求設(shè)計(jì)，需滿足風(fēng)力發(fā)電的工藝要求，施工工程中應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求，在保證工期的同時(shí)確保施工質(zhì)量及施工安全。確保按期提供1#、2#豎井下部開挖的施工通道。對Ⅳ、Ⅴ類圍巖段采用分層分部短進(jìn)尺、管超前、弱爆破、強(qiáng)支護(hù)的施工方法安全通過。進(jìn)洞口土石方開挖程序?yàn)椋菏┕?zhǔn)備（含測量放樣）→覆蓋層開挖清除→布孔鉆孔→裝藥聯(lián)網(wǎng)爆破→石渣挖運(yùn)→邊坡面排險(xiǎn)清理→邊坡支護(hù)→進(jìn)洞。洞口的土方開挖立采法開挖。按3～5m高分層，PC600液壓反鏟（2.8m3）挖裝、20t自卸汽車運(yùn)輸，覆蓋層較薄部位TY220推土機(jī)集渣，裝載機(jī)挖裝。洞口石方開挖自上而下分層開挖，梯段爆破，梯段高度按8～10.0m控制，周邊預(yù)裂爆破成型，預(yù)裂孔采用QZJ-100B支架式鉆機(jī)造孔，鉆孔至離建基面0.5m，（每次預(yù)裂高度約10.0～20.0m），深孔微差爆破孔采用LM500C液壓鉆造孔，開挖至進(jìn)口底板高程時(shí)預(yù)留3.0m厚保護(hù)層，采用手風(fēng)鉆造孔，以保護(hù)層方式進(jìn)行開挖施工。人工裝藥，非電毫秒雷管分段，非電起爆。爆渣由液壓正鏟（3.8m3）或4m3裝載機(jī)挖裝，20～32t自卸汽車運(yùn)輸。每一梯段開挖施工完成后，即進(jìn)行一期支護(hù)施工，邊坡支護(hù)施工采用φ48mm鋼管分層搭設(shè)排架進(jìn)行，錨桿由氣腿鉆造孔，注漿機(jī)注漿，人工插桿并固定孔口；對需噴混凝土或掛網(wǎng)噴混凝土的部位，噴射混凝土料由拌合樓拌制，混凝土攪拌運(yùn)輸車運(yùn)至作業(yè)現(xiàn)場，采用TK-961噴射機(jī)濕噴法噴射；鋼筋網(wǎng)由人工沿初噴（厚約5cm）面敷設(shè)。1.4.3.2風(fēng)洞洞身的開挖及支護(hù)根據(jù)風(fēng)洞結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并結(jié)合施工機(jī)械特性等因素，風(fēng)洞進(jìn)口分三層開挖，進(jìn)洞后斷面由18米漸變至6米，漸變段分兩層開挖，開挖分層和施工程序見附圖。風(fēng)洞洞身開挖及支護(hù)程序及方法表表9-4：部位分層開挖高度（m）開挖程序及方法支護(hù)程序及方法風(fēng)洞Ⅰ層7.5～8.85三臂液壓鑿巖臺車鉆爆，中導(dǎo)洞開挖超前1~3個(gè)循環(huán)，兩側(cè)擴(kuò)挖跟進(jìn)，周邊光面爆破，PC200反鏟進(jìn)行安全處理；3m3側(cè)卸裝載機(jī)配合32t自卸汽車出渣。中導(dǎo)洞循環(huán)進(jìn)尺3m，兩側(cè)擴(kuò)挖循環(huán)進(jìn)尺3.5m。錨噴支護(hù)滯后開挖面不大于30m，與開挖施工平行作業(yè)。局部穩(wěn)定性差的巖體在開挖后及時(shí)進(jìn)行隨機(jī)砂漿錨桿支護(hù)。錨桿采用錨桿臺車施工或三臂液壓鑿巖臺車造孔，平臺車配合人工安裝、注漿機(jī)注漿；人工掛鋼筋網(wǎng)，Aliva500混凝土濕噴臺車噴射混凝土。Ⅱ?qū)?中部采用梯段爆破，兩側(cè)擴(kuò)挖跟進(jìn)。梯段爆破采用液壓履帶鉆鉆孔，擴(kuò)挖采用三臂液壓臺車造孔，周邊光爆。4m3液壓正鏟配合32t自卸汽車出渣。擴(kuò)挖循環(huán)進(jìn)尺3.5m，梯段爆破超前2~3個(gè)循環(huán)。錨噴支護(hù)滯后開挖面不大于30m，與開挖施工平行作業(yè)。局部穩(wěn)定性差的巖體在開挖后及時(shí)進(jìn)行隨機(jī)砂漿錨桿支護(hù)。錨桿采用錨桿臺車施工或三臂液壓鑿巖臺車造孔，平臺車配合人工安裝、注漿機(jī)注漿；人工掛鋼筋網(wǎng)，Aliva500混凝土濕噴臺車噴射混凝土。Ⅲ層3.8～5.15PC200反鏟清底三臂液壓臺車水平鉆孔，光面爆破。4m3液壓正鏟配合32t自卸汽車出渣。循環(huán)進(jìn)尺3.5m同上層風(fēng)洞開挖完畢、一期噴錨支護(hù)完畢后，進(jìn)行整個(gè)洞身混凝土的澆筑。由于洞身為漸變形式，且8條風(fēng)洞的漸變方式一致，故考慮用定型組合鋼模板。由角鋼、板筋和鋼面板拼焊，立模時(shí)配上φ12拉條斜拉固定。頂板模板為承重結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)荷載根據(jù)混凝土澆筑分層、鋼筋混凝土重量、模板自重等構(gòu)成。承重排架采用型鋼梁和鋼管焊接成鋼管拄支撐?；炷敛捎门_階式澆筑方法。層坯鋪料厚度30～50cm左右，采用振搗器先平倉后振搗，骨料集中時(shí)人工均勻分散，使用φ100型插入式振搗器振搗，振搗時(shí)間以混凝土不再顯著下沉、不出現(xiàn)氣泡并開始泛漿時(shí)為準(zhǔn)。振搗器移動距離不超過其有效半徑的1.5倍，并插入下層混凝土5～10cm，順序依次，方向一致，避免過振、漏振或欠振?；炷劣蓴嚢柢囘\(yùn)輸，混凝土出拌和樓后,盡量縮短運(yùn)輸時(shí)間。混凝土入倉時(shí)垂直落距不大于1m，防止混凝土離析。大體積混凝土澆筑時(shí)采用塔機(jī)配6m3臥罐，以滿足混凝土施工強(qiáng)度要求,并適時(shí)清洗運(yùn)輸車輛。1.4.41#、2#豎井的開挖及支護(hù)1.4.4.1豎井的開挖1#、2#豎井開挖深度300m，其特點(diǎn)是開挖斷面大，通道位置低，開挖較困難。為此將導(dǎo)進(jìn)分2層施工，單層深度約150米，設(shè)置了1#交通支洞進(jìn)行出渣。導(dǎo)井作業(yè)分為二序進(jìn)行，即先鉆進(jìn)正導(dǎo)孔，再進(jìn)行反擴(kuò)孔的施工。其施工程序如下圖：反井轉(zhuǎn)機(jī)施工方法示意圖豎井開挖采取先反導(dǎo)井，再正向擴(kuò)挖，導(dǎo)井溜渣。反導(dǎo)井布置于豎井中部洞軸線上，采用反井鉆機(jī)鉆孔，擴(kuò)孔后孔徑為1.4m。首先鉆導(dǎo)向孔，導(dǎo)向孔采用導(dǎo)向儀控制孔向并及時(shí)糾偏，導(dǎo)向孔完成后進(jìn)行反向擴(kuò)挖，溜渣井應(yīng)保證一次成型，避免形成不利下料的臺階。為保證豎井開挖順利溜渣，溜渣井鉆孔施工完成后，由下而上進(jìn)行溜渣井二次擴(kuò)挖，在上平段布置升降裝置（8t卷揚(yáng)機(jī)、吊環(huán)及鋼絲繩等）并設(shè)置1座吊藍(lán)，設(shè)備及人員經(jīng)吊藍(lán)至溜渣井下部并以此作為操作平臺進(jìn)行施工，開挖采用YT28手風(fēng)鉆鉆孔，由下而上分層環(huán)狀鉆孔，孔向略下傾形成環(huán)向孔，爆破孔間排距0.6m～0.9m，孔深1.0m，孔鉆完后以30m為一個(gè)爆破單元，由下而上采用非電毫秒雷管分段，分層爆破。溜渣井及溜渣井?dāng)U挖完成后，進(jìn)行豎井段擴(kuò)挖施工，為保證豎井開挖平整度及控制超欠挖，周邊光面爆破，單循環(huán)爆破孔鉆孔孔深控制在2～3m，造孔采用YT-28型鉆機(jī)，人工裝藥及聯(lián)網(wǎng)，光面爆破參數(shù)應(yīng)在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上并隨施工過程逐步優(yōu)化、完善。由于井內(nèi)出渣速度的快慢直接影響到大井的施工進(jìn)度，故在井內(nèi)放置了一臺PC200反鏟，石渣由液壓反鏟PC200扒渣溜入溜渣井底部出渣區(qū)，3m3側(cè)卸裝載機(jī)配合32t自卸汽車在井底出渣。井內(nèi)液壓反鏟在爆破時(shí)，采用彈性橡膠墊將液壓反鏟覆蓋，防止爆破對其造成破壞。本工程地下洞群埋置較深，施工通風(fēng)以2000m3/min大風(fēng)量、4800Pa全風(fēng)壓強(qiáng)力式軸流風(fēng)機(jī)進(jìn)行壓入式通風(fēng)為主，采取優(yōu)化開挖程序，及早貫通1#交通洞等措施來改善地下洞群通風(fēng)條件。施工過程中，采取大量使用新設(shè)備、盡可能少用油動設(shè)備、為油動設(shè)備配裝空氣濾化器，采取濕噴混凝土工藝、濕式鉆孔、爆破后噴霧降塵等措施來減少污染源。采取配置有害氣體濃度監(jiān)測儀、完善地下洞群通訊系統(tǒng)來加強(qiáng)施工環(huán)境的安全監(jiān)測。注重施工人員勞動保護(hù)工作，配發(fā)必要的防護(hù)、勞保用品，保障施工人員的人身安全。1.4.4.2豎井的支護(hù)豎井段支護(hù)緊跟開挖進(jìn)行，初期（挖深10m范圍內(nèi)）搭設(shè)簡易腳手架形成操作平臺進(jìn)行施工，當(dāng)挖深大于10m后支護(hù)采用超大型全圓倒掛系統(tǒng)配合實(shí)施，平臺車采用布置在上平段的卷揚(yáng)機(jī)牽引，在上彎段頂拱處設(shè)一吊鉤，掛鋼絲繩連接平臺車，以保證運(yùn)行期安全。豎井段一期的噴錨支護(hù)，錨桿采用YT28手風(fēng)鉆造孔，鋼筋網(wǎng)現(xiàn)場安裝并與錨桿焊接，除一部分施工布置于上平段與豎井段交叉口處并接導(dǎo)管至工作面施噴外，噴射機(jī)布置在全圓倒掛系統(tǒng)工作面上，混凝土上部75米范圍采用溜管（直徑300mm以上PVC管）溜至倒掛系統(tǒng)上的集料平臺；中部段噴射混凝土采用混凝土泵送至施工平臺的方法施工；下彎段最后2～3個(gè)循環(huán)噴混凝土由下平段布置噴射機(jī)，接導(dǎo)管至工作面施噴。由于支護(hù)面與開挖面距離較近，錨桿砂漿齡期、噴混凝土強(qiáng)度等指標(biāo)在下一循環(huán)爆破前均應(yīng)滿足相關(guān)要求。豎井段的混凝土澆筑由于該井襯砌直徑大,而整圈混凝土又是一次性澆筑完成,考慮到下料的不均勻性及混凝土側(cè)壓力平衡的要求,大井模板支撐采用多邊形空間框架結(jié)構(gòu)來保證整個(gè)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性。同時(shí),為節(jié)約成本,要求第二次液壓滑模襯砌時(shí)能大部分利用第一倒掛系統(tǒng)的模板及框架，因此,設(shè)計(jì)時(shí)以調(diào)壓井第二次襯砌<20m)滑動模板及框架為基礎(chǔ),多邊形框架設(shè)計(jì)成18邊形,第一次襯砌（<24m)時(shí),18邊形的弦長差額部分,由相應(yīng)的框架聯(lián)接體補(bǔ)足;同理,模板也設(shè)計(jì)成18邊形,倒掛混凝土襯砌(<24m)時(shí),模板與模板間的差額部分由拼接模板補(bǔ)齊。拼接模板設(shè)計(jì)成