高陡边坡快速开挖支护技术研究与应用.ppt

“高陡边坡快速开挖支护技术研究与应用”,中国葛洲坝集团股份有限公司三峡分公司 2015年1月,目 录,一、项目简介 二、项目详细内容,一、项目简介,本项目属于水利建筑工程施工技术领域。 大型水电站枢纽区人工边坡施工具有范围广、工程量大、工期紧、任务重，干扰因素多、安全风险大等特点，一直是制约开挖及支护高效施工的重大技术难题。尤其是所处关键线路上的工程边坡施工（如大坝坝肩、基坑施工）进度，将会对后期大坝混凝土浇筑甚至是发电节点工期产生重大影响。本项目历时2年，结合人工边坡的结构特点，通过“合理调整工序、持续改进设备、优化设计参数”，形成了成熟的针对大范围人工边坡开挖支护施工的完整技术体系，实现了人工边坡开挖支护施工效率的显著提升。,乌东德水电站厂房系统位于山体内，厂房系统主要包括主厂房、主变室和尾调室。其中主厂房长333m，宽32.50m，高89.80m；主变室及副厂房长272.00m，宽18.80m，高35.00m；尾调室高113.5m，半径为25.00m的半圆筒型洞室。因地质原因，厂房系统三大洞室顶拱（包括尾调室穹顶）增加约1000束，单束长20m49m的竖向深长预应力锚索,（1）合理调整工序 对15m高的人工边坡，现场按照 “一次预裂、二次爆破（前区两次爆破每次爆破高度7.5m，后区一次预裂高度15m）、分层出渣、锁口支护、速喷封闭、随层支护、系统跟进”的程序组织施工。开挖支护施工过程中缩短了各工序之间的衔接时间，并与业主、设计、地质、监理积极沟通配合，及时发现不稳定块体、明确处理方案，减少支护对开挖的影响。,乌东德水电站厂房系统位于山体内，厂房系统主要包括主厂房、主变室和尾调室。其中主厂房长333m，宽32.50m，高89.80m；主变室及副厂房长272.00m，宽18.80m，高35.00m；尾调室高113.5m，半径为25.00m的半圆筒型洞室。因地质原因，厂房系统三大洞室顶拱（包括尾调室穹顶）增加约1000束，单束长20m49m的竖向深长预应力锚索,（2）持续改进设备 CM358钻机钻孔孔径105mm，钻孔有效高度约2.53m，系统锚杆间排距2m2m，15m高梯段需分89层出渣，通过研发新型JBY458G、JBY150-A钻机钻孔孔径76mm，出渣分层高度增加为7.5m，出渣分层降至2层。现场通过JBY458G、JBY150-A钻机与CM358钻机高低配合进行锚杆、排水孔造孔，吊车配合锚杆、排水孔安装及网片加固，湿喷台车进行坡面喷混凝土施工，开挖支护效率均得到显著提高。,乌东德水电站厂房系统位于山体内，厂房系统主要包括主厂房、主变室和尾调室。其中主厂房长333m，宽32.50m，高89.80m；主变室及副厂房长272.00m，宽18.80m，高35.00m；尾调室高113.5m，半径为25.00m的半圆筒型洞室。因地质原因，厂房系统三大洞室顶拱（包括尾调室穹顶）增加约1000束，单束长20m49m的竖向深长预应力锚索,（3）优化设计参数 通过与业主、设计沟通，将坡面挂钢筋网优化为挂机编镀锌网，方便现场操作，减少相应资源投入，做到快速挂网、喷混封闭；将设计图纸中的锚索优化至马道上方约2m的位置，仅通过搭设小作业平台便可进行锚索施工，边坡支护不需再搭设覆盖坡面的排架。 本次快速开挖支护施工技术方法在乌东德水电站左岸缆机平台以上边坡开挖支护中成功应用，确保了施工期安全及总体工程形象进度，节约施工成本约50万元。该项施工技术的成功运用，得到了监理、业主及社会各界的好评，为葛洲坝集团赢得了良好社会效益。,乌东德水电站厂房系统位于山体内，厂房系统主要包括主厂房、主变室和尾调室。其中主厂房长333m，宽32.50m，高89.80m；主变室及副厂房长272.00m，宽18.80m，高35.00m；尾调室高113.5m，半径为25.00m的半圆筒型洞室。因地质原因，厂房系统三大洞室顶拱（包括尾调室穹顶）增加约1000束，单束长20m49m的竖向深长预应力锚索,1、立项背景： 随着我国经济社会的发展，对能源需求持续增长，水电的快速发展为保障能源供应、调整能源结构、应对气候变化，以及促进可持续发展做出了重要贡献。鉴于资源分布特点、开发利用水平、枢纽布置条件、生态环境保护等新的客观要求，今后的水电站大坝结构采用双曲拱坝结构且基本布置于“V”型峡谷中将会成为一种主流。这种类型的边坡开挖支护具有体型复杂、范围广、坡道陡峭、施工条件差等环境特点，已成为大型水电站人工边坡,乌东德水电站厂房系统位于山体内，厂房系统主要包括主厂房、主变室和尾调室。其中主厂房长333m，宽32.50m，高89.80m；主变室及副厂房长272.00m，宽18.80m，高35.00m；尾调室高113.5m，半径为25.00m的半圆筒型洞室。因地质原因，厂房系统三大洞室顶拱（包括尾调室穹顶）增加约1000束，单束长20m49m的竖向深长预应力锚索,二、项目详细内容,开挖支护施工的严峻技术挑战。现有施工技术手电受地形环境影响大、效率低、干扰因素多、安全风险大，迫切需要开展针对大型水电站人工边坡开挖支护高效施工新技术的研究。为此，本项目团队两年来持续进行大型水电站人工边坡开挖支护施工关键技术的研究。,乌东德水电站厂房系统位于山体内，厂房系统主要包括主厂房、主变室和尾调室。其中主厂房长333m，宽32.50m，高89.80m；主变室及副厂房长272.00m，宽18.80m，高35.00m；尾调室高113.5m，半径为25.00m的半圆筒型洞室。因地质原因，厂房系统三大洞室顶拱（包括尾调室穹顶）增加约1000束，单束长20m49m的竖向深长预应力锚索,2、详细科学技术内容： （1）设备选型及优化配置 缆机标段开工后，我局对一些主要钻孔、喷护设备（多臂钻、CM358钻机及湿喷台车）进行了现场试验与选型。具体如下图：,多臂钻造孔试验,孔深超过9m或较为破碎的岩体区域，无法成孔；孔深不超过9m但孔向下倾的锚杆孔，成孔困难且钻孔效率太低（1.5m/h）。,CM-358钻机造孔试验,CM358钻机在现场试验中，人员操作熟练、钻机行走方便，且实际造孔效率高（10m/h），但造孔直径较大105mm,JBY458-G型试验钻机,JBY458-G型试验钻机虽然造孔高度可达7.5米，但是由于机身和自带空压机体积较大，现场施工平台需预留较大部位，现场转移不便，人工换钻杆过程缓慢，钻孔功效也不高（6m/h）。,JBY150-A型多功能液压钻机,湿喷台车,湿喷台车进行边坡素喷封闭效率约为25m3/h，喷砼效率高，可作为快速开挖支护的主要喷砼设备。,（2）合理的工序安排,装药现场,后区预裂爆破完成后,反铲完成第一层清理整平,锁口锚杆放样现场,锁口锚杆造孔现场,锁口锚杆插杆现场,系统锚杆插杆现场,反铲修整渣堆,反铲配合人工注浆,湿喷台车喷砼,喷砼完成后,（3）取消常规支护排架搭设 通过采取该施工方法，坡面锚杆、排水孔及挂网、喷混凝土施工工序均不需进行排架搭设。与设计沟通，将图纸中锚索优化至马道上方约2m的位置，不需再搭设覆盖坡面的排架，仅通过搭设小作业平台便可进行锚索施工。从而，减少了排架施工占压工期，