CN113863243A - 一种快速开挖水电站地下厂房的施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种快速开挖水电站地下厂房的施工方法,包括如下步骤:施工前期准备、开挖第一通风竖井、第一层开挖、第二层开挖并由底部施工支洞进入地下厂房第五层,开挖第五层导洞、开挖第二通风竖井、第三层开挖、第四层开挖并由尾水连接洞进入第六层,开挖肘管部分、第五层扩挖、第六层出渣并修边、清底;该发明快速开挖水电站地下厂房的施工方法有利于缩短工期,提高施工效率,便于通风、排渣且整体安全系数高,各层防护及时,适合推广使用。
Description
技术领域
本发明涉及水电工程技术领域,尤其涉及一种快速开挖水电站地下厂房的施工方法。
背景技术
地下厂房是水电工程重要组成部分,开挖支护施工顺序一般是:(1)由排风洞进入地下厂房第Ⅰ层开挖支护导洞,导洞完成后扩挖支护第Ⅰ层两侧部分,排风洞作为第Ⅰ层出渣通道;(2)第Ⅰ层全部开挖支护完成后再逐层向下开挖,在开挖至第Ⅱ时由开始由进厂交通洞作为出渣通道,开挖至厂房下部时由厂房底部施工支洞作为出渣通道。基本遵循“分层开挖、自上而下、顺序开挖”的方法进行施工。但是传统的施工开挖方法效率较低,内部通风不畅,不利于排渣,影像整体周期,使用不便。
发明内容
本发明的目的是解决上述问题而提供的一种有利于缩短工期,提高施工效率,利于通风、排渣且安全系数高,各层防护及的快速开挖水电站地下厂房的施工方法。
为实现上述目的,本发明的技术方案为:一种快速开挖水电站地下厂房的施工方法,包括如下步骤:
S1: 施工前期准备完成后开挖第一层导洞与第三层导洞;
S2:开挖第一通风竖井,使第一通风竖井贯通第一层与第三层;
S3:第一层开挖,由第一通风竖井体渣溜入第三层导洞,从第三层导洞出渣;
S4:第二层开挖,由第一通风竖井溜渣至第三层导洞,从第三层导洞出渣,然后由底部施工支洞进入地下厂房第五层,开挖第五层导洞;
S5:开挖第二通风竖井,使第三层导洞与第五层导洞贯通;
S6:第三层开挖,由第二通风竖井溜渣至第五层导洞,从第五层导洞出渣;
S7:第四层开挖,由第二通风竖井溜渣至第五层导洞,从第五层导洞出渣,然后由尾水连接洞进入第六层,开挖肘管部分;
S8:第五层扩挖,渣体暂落第六层;
S9:第六层出渣并修边、清底。
优选的,其中第一通风竖井与第二通风竖井分别位于地下厂房中的第二层与第四层。
优选的,所述步骤S1中,第一层导洞与第三层导洞施工开挖时分别从排风洞与交通洞进入地下厂房。
优选的,所述第一通风竖井与第二通风竖井的内径为1.4~2.0m,其中第一通风竖井的深度为第一层导洞底面至第三层导洞顶面的距离,第二通风竖井的深度为第三层导洞底面至第五层导洞顶面的距离。
优选的,所述第一通风竖井与第二通风竖井通过爆破方式开挖,爆破时通过液压钻机开设爆破孔,爆破孔孔径110mm,分层不耦合间隔装药,每层装药长度1.5m,药卷直径70mm,层间使用细砂间隔,间隔高度为30cm,层与层爆破间隔时间为25ms,爆破孔应向外倾斜,爆破后形成的通风竖井呈圆台型,确保通风竖井渣体能够一次溜渣到下层导洞内。
优选的,地下厂房中第一层与第二层扩挖所产生的渣体将从第一通风竖井溜入至第三层导洞,第三层与第四层扩挖所产生的渣体将从第二通风竖井溜入至第五层导洞,第五层导洞扩挖所产生的渣体部分溜入第六层,其余由厂房底部施工支洞出渣。
优选的,所述第一层为穹顶层,采用锚杆、挂网与喷射混凝土支护。
本发明公开的一种快速开挖水电站地下厂房的施工方法与现有技术相比的有益效果为:
1、利用与地下厂房联通的各个洞室在地下厂房合适的层面开挖导洞,已完成导洞开挖的层面在开挖至本层时只需进行扩挖。导洞贯通后开挖贯通上下层的通风竖井,通过导洞和通风竖井将地下厂房纵横贯通,形成多工作面同时作业,极大的提高了施工效率;
2、通过上下层导洞及通风竖井形成的自然通风系统,再配合通风机为地下厂房通风,提高通风效果,改善地下厂房的内部环境;
3、使用微差起爆方法开挖通风竖井,成型快、效率高,安全风险低;
4、通风竖井除了便于通风外也可以用来溜渣,在通风竖井上层和其所在层开挖时皆可以将渣体溜向下层导洞出渣,减小出渣对施工层的影响,出渣的同时施工层进行支护作业,加快施工进度;
5、提前开挖地下厂房最后一层的肘管部分,而在扩挖倒数第二层时,部分开挖渣体溜入最后一层存放,给倒数第二层提供支护平台,同时节约了开挖时间;
6、各层开挖的导洞和通风竖井还能够给本层提供了爆破开挖临空面,降低了爆破振动影响。
附图说明
图1为本发明一种快速开挖水电站地下厂房的施工方法的流程图。
图2为本发明中地下厂房的层状结构示意图。
图3为本发明中地下厂房的内部结构示意图。
图4为本发明中步骤S1的开挖后的结构示意图。
图5为本发明中步骤S2的开挖后的结构示意图。
图6为本发明中步骤S3的开挖后的结构示意图。
图7为本发明中步骤S4的开挖后的结构示意图。
图8为本发明中步骤S5的开挖后的结构示意图。
图9为本发明中步骤S6的开挖后的结构示意图。
图10为本发明中步骤S7的开挖后的结构示意图。
图11为本发明中步骤S8的开挖后的结构示意图。
图12为本发明中步骤S9的开挖后的结构示意图。
图13为本发明中第一通风竖井爆破前装药的结构示意图。
图14为本发明中第一层导洞与第二层导洞的通风结构示意图。
图15为本发明中第一层开挖时的结构示意图。
图16为本发明中第二层开挖时的结构示意图。
其中:1、地下厂房;2、第一层;21、第一层导洞;3、第二层;4、第三层;41、第三层导洞;5、第四层;6、第五层;7、第六层;8、第一通风竖井;9、第二通风竖井。
具体实施方式
为实现上述目的,本发明的技术方案为:一种快速开挖水电站地下厂房的施工方法,包括如下步骤:
S1: 施工前期准备完成后开挖第一层导洞与第三层导洞;第一层导洞与第三层导洞断面能够方便出渣和方便液压钻机施工,但不能超过厂房设计开挖轮廓线,第一层导洞与第三层导洞支护形式与排风洞和交通洞支护形式相同,遇围岩破碎洞段应加强支护。
S2:开挖第一通风竖井,使第一通风竖井贯通第一层与第三层;第一通风竖井完成后,地下厂房形成自然通风系统,此时再调整厂房通风形式;由原来的压入式通风改为混合式通风,自交通洞洞口向厂房内供风,经交通洞、第三层导洞、第一通风竖井至第一层导洞,然后由第一层导洞向排风洞外抽风,通过自然通风系统并配合机械供风,能够达到良好的供风效果。
S3:第一层开挖,由第一通风竖井体渣溜入第三层导洞,从第三层导洞出渣;扩挖第一层产生的渣体经第一通风竖井溜渣至第三层导洞出渣。如此,能够减少出渣对第一层的影响,在出渣的同时可进行第一层的支护工作,形成多工作面同时作业,提高施工效率;其中第一层为穹顶层,采用锚杆、挂网与喷射混凝土支护。
S4:第二层开挖,由第一通风竖井溜渣至第三层导洞,从第三层导洞出渣,第二层开挖时由第一通风竖井附近开始爆破,通风竖井能够给爆破提供临空面,减少爆破振动对地下厂房的不利影响;开挖产生的渣体同样经第一通风竖井溜渣至第三层导洞出渣;第二层支护同样采用锚杆、挂网与喷射混凝土支护。
然后由底部施工支洞进入地下厂房第五层,开挖第五层导洞;第五层导洞原理与第一层导洞和第三层导洞相同,不再赘述。
S5:开挖第二通风竖井,使第三层导洞与第五层导洞贯通,第二通风竖井的施工方式与第一通风竖井相同。
S6:第三层开挖,由第二通风竖井溜渣至第五层导洞,从第五层导洞出渣。
S7:第四层开挖,由第二通风竖井溜渣至第五层导洞,从第五层导洞出渣,然后由尾水连接洞进入第六层,开挖肘管部分;在开挖第四层时,由尾水连接洞进入第四层将各个肘管开挖一部分,减轻第六层的开挖负担。
S8:第五层扩挖,渣体暂落第六层。
S9:第六层出渣并修边、清底,第六层已在第四层开挖时开挖部分肘管,这时仅需要进行少量开挖修边,之后将底板清理干净。
其中第一通风竖井与第二通风竖井分别位于地下厂房中的第二层与第四层。
作为优选方案,所述步骤S1中,第一层导洞与第三层导洞施工开挖时分别从排风洞与交通洞进入地下厂房。
作为优选方案,所述第一通风竖井与第二通风竖井的内径为1.4~2.0m,其中第一通风竖井的深度为第一层导洞底面至第三层导洞顶面的距离,第二通风竖井的深度为第三层导洞底面至第五层导洞顶面的距离。
作为优选方案,所述第一通风竖井与第二通风竖井通过爆破方式开挖,爆破时通过液压钻机开设爆破孔,爆破孔孔径110mm,分层不耦合间隔装药,每层装药长度1.5m,药卷直径70mm,层间使用细砂间隔,间隔高度为30cm,层与层爆破间隔时间为25ms,爆破孔应向外倾斜,爆破后形成的通风竖井呈圆台型,确保通风竖井渣体能够一次溜渣到下层导洞内。
作为优选方案,地下厂房中第一层与第二层扩挖所产生的渣体将从第一通风竖井溜入至第三层导洞,第三层与第四层扩挖所产生的渣体将从第二通风竖井溜入至第五层导洞,第五层导洞扩挖所产生的渣体部分溜入第六层,其余由厂房底部施工支洞出渣。
最后,还需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (7)
1.一种快速开挖水电站地下厂房的施工方法,其特征在于:包括如下步骤:
S1: 施工前期准备完成后开挖第一层导洞与第三层导洞;
S2:开挖第一通风竖井,使第一通风竖井贯通第一层与第三层;
S3:第一层开挖,由第一通风竖井体渣溜入第三层导洞,从第三层导洞出渣;
S4:第二层开挖,由第一通风竖井溜渣至第三层导洞,从第三层导洞出渣,然后由底部施工支洞进入地下厂房第五层,开挖第五层导洞;
S5:开挖第二通风竖井,使第三层导洞与第五层导洞贯通;
S6:第三层开挖,由第二通风竖井溜渣至第五层导洞,从第五层导洞出渣;
S7:第四层开挖,由第二通风竖井溜渣至第五层导洞,从第五层导洞出渣,然后由尾水连接洞进入第六层,开挖肘管部分;
S8:第五层扩挖,渣体暂落第六层;
S9:第六层出渣并修边、清底。
2.根据权利要求1所述的一种快速开挖水电站地下厂房的施工方法,其特征在于:其中第一通风竖井与第二通风竖井分别位于地下厂房中的第二层与第四层。
3.根据权利要求1所述的一种快速开挖水电站地下厂房的施工方法,其特征在于:所述步骤S1中,第一层导洞与第三层导洞施工开挖时分别从排风洞与交通洞进入地下厂房。
4.根据权利要求2所述的一种快速开挖水电站地下厂房的施工方法,其特征在于:所述第一通风竖井与第二通风竖井的内径为1.4~2.0m,其中第一通风竖井的深度为第一层导洞底面至第三层导洞顶面的距离,第二通风竖井的深度为第三层导洞底面至第五层导洞顶面的距离。
5.根据权利要求2所述的一种快速开挖水电站地下厂房的施工方法,其特征在于:所述第一通风竖井与第二通风竖井通过爆破方式开挖,爆破时通过液压钻机开设爆破孔,爆破孔孔径110mm,分层不耦合间隔装药,每层装药长度1.5m,药卷直径70mm,层间使用细砂间隔,间隔高度为30cm,层与层爆破间隔时间为25ms,爆破孔应向外倾斜,爆破后形成的通风竖井呈圆台型,确保通风竖井渣体能够一次溜渣到下层导洞内。
6.根据权利要求1所述的一种快速开挖水电站地下厂房的施工方法,其特征在于:地下厂房中第一层与第二层扩挖所产生的渣体将从第一通风竖井溜入至第三层导洞,第三层与第四层扩挖所产生的渣体将从第二通风竖井溜入至第五层导洞,第五层导洞扩挖所产生的渣体部分溜入第六层,其余由厂房底部施工支洞出渣。
7.根据权利要求6所述的一种快速开挖水电站地下厂房的施工方法,其特征在于:所述第一层为穹顶层,采用锚杆、挂网与喷射混凝土支护。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20211231 |
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