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乌东德施工局科技创新硕果累累

时间:2017-10-27 信息来源:西南分局 作者:孙登钧 字号:[ ] 分享

随着我国西部大开发战略、西电东送工程的实施,金沙江、雅砻江、大渡河等流域梯级电站的开发建设进入了攻坚阶段。一些类似乌东德水电站这样地质条件复杂、外部环境恶劣的水利水电工程陆续开工建设,水电建设者将面临着地下洞室施工的新挑战。

乌东德水电站右岸地下电站工程规模大,结构复杂,布置紧凑,空间上纵横交错,大小相贯,平竖相接,且相邻洞室间距较小,各洞室施工相互关联、相互制约,干扰大、施工难度大。面对世界级巨型电站的施工,一些传统的施工工艺已不再适用,乌东德施工局积极探索新工艺、新技术,通过强化自主创新,不断提升创新能力,取得了一系列创新成果,并将创新成果转化为生产力,为工程顺利完成提供了有力保障,进一步巩固了六局在地下施工领域的优势地位。

右岸尾水调压室 “以圆削球”“井挖变明挖”科技创新

乌东德水电站右岸尾水调压室由3个并立的尾调竖井组成,球冠状穹顶最大开挖直径为53米,半圆筒井身最大开挖断面面积约1725平方米,开挖高度为113.5米,是目前世界最大的竖井群。

开挖过程中,施工局遇到了含角砾岩等复杂地质条件下53米超大跨度球冠穹顶的开挖成型质量和穹顶围岩稳定难题,以及百米级井身围岩稳定难题。经过反复研究论证,施工局采取了“环形导洞先行,中间预留岩柱支撑,周边环形扩挖”的新技术,充分利用球形体水平剖切面为标准圆的规律特点,围绕穹顶中心轴线按不同半径圆周钻水平孔的思路进行开挖,实现了“以圆削球”目的。

由于尾调室穹顶为球冠型,钻设的水平扇形孔角度及孔深均在不断渐变,为保证开挖钻孔精度,施工局在钻孔过程中对每个周边孔的孔深及孔向进行了精确计算并逐孔测量放样,“三检”人员对周边孔进行逐孔检查验收,同时采取短进尺的爆破方式,单循环最大孔深为1.5米,最小孔深为0.8米。该项技术创新的实施,高质量地实现了穹顶快速、安全成型的效果,得到了专家的一致赞誉,获得了2014年电建集团优秀工法。

右岸尾水调压室井身开挖高度为52.3米,共分9层进行开挖,分层高度为6米,井身开挖断面为1725平方米。针对井身断面超大的特点,施工局打破陈规、积极创新,改变原有的先导井后全断面扩挖的传统“井挖”施工方法,调整为“明挖”,利用井身相邻的中层和底层排水廊道向尾调室井身增设施工通道,使多臂钻等大型开挖支护设备直接进入井内工作面进行系统的锚喷支护,减少了材料和设备的起吊运输,确保了支护效率及施工安全,加快了施工进度。该技术的创新,保证了尾调室开挖支护创造了多个样板工程,得到了参建各方的一致认可,并获得了2015年电建集团优秀工法。

大洞室、高边墙、立体相交段安全稳定、成型施工技术创新

乌东德水电站右岸主厂房上下游高边墙与引水隧洞、尾水洞、母线洞等大量的交叉洞口贯通,立体交叉段的应力集中、挖空率大,且极容易发生洞室坍塌、高边墙围岩变形等情况。施工局通过不断摸索和实践,确定了在高边墙形成之前先施工交叉段洞体,“先洞后墙”,同时根据围岩类别对小洞室进行径向锁口锚杆加强支护,在交叉洞口处5米-10米位置增加工字钢模喷混凝土形成支撑拱受力体,先对交叉洞口加固处理,然后进行高边墙的精细化开挖。

开挖过程中,通过采取精细化的爆破控制技术,即中间拉槽两侧预留保护层垂直光爆施工方法,每开挖一层支护一层,最终确保了高边墙、立体相交段的安全稳定及成型质量,该技术也获得了2015年电建集团优秀工法。

竖井安全标准化施工技术创新

乌东德水电站右岸地下电站工程共布置了六条引水竖井和一条出线竖井,出线竖井总高度为361米,开挖断面普遍为14.2米~15.7米。施工安全为竖井施工的重中之重,在竖井施工过程中,施工局全面推行竖井安全生产标准化建设,保证了人员、材料设备运输、开挖支护等各环节的本质安全。

从标准化的井口提升系统设计方案到标准化的施工方法和作业流程,再到标准化的安全监督管理体系,施工局根据工程实际全部采用专业的、标准的方案、设施、设备。同时,施工局还设置了一个专门工点负责竖井的施工管理,选拔有经验的质量、安全、生产管理人员,按照作业流程开展日常安全监督管理工作。

井口设置两名专职信号指挥人员,所有上下井的人员及设备,在上下井时首先由上下井口信号工发出电铃及灯光信号,标准的电铃信号为“一声停,二声上,三声下”,同时采取对讲机两次确定的双保险措施,铃声响完后,由井口的专职信号传递人员通过对讲机的形式进行二次确认后再进行提升作业。

施工人员及外来人员进出竖井均采取签到制度,明确下上井时间。每班作业人员下井前,由专职安全员对整个提升系统进行检查,检查包括卷扬机、防坠器、钢丝绳、载人吊笼、大盘等。施工局安全部对提升系统实行每周大检查制度,发现隐患,立即整改。

推行竖井安全生产标准化,有效预防了大塌方等事故的发生,确保了施工安全,使右岸出线竖井、引水竖井开挖支护施工期间实现了零伤亡、零塌方的“双零”目标,相关技术获得了2015年电建集团优秀工法。

优化通风系统、改善洞内作业环境

施工局充分利用右岸地下电站总体结构布置及各洞室之间的平面、空间的位置关系,结合施工进度计划制定了合理的施工程序,科学规划各期通风措施,极大改善了洞内施工环境。

强制通风。在各大洞室未贯通之前,施工局利用大功率轴流风机和进口轴流风机进行压入式强制通风。主要在各主要支洞口布置大功率轴流风机,通过沿支洞布置的风筒往工作面内进行压入式通风。考虑到路线较长,每隔600米左右处设置了接力风机,强化通风效果。主厂、尾水等通风困难部位采用性能优良的AVH系列进口轴流风机,以改善右岸地下施工区的通风。

增加设备。通过增设通风竖井及与外界相通的通风平洞形成通风循环系统。各通风平洞与主洞之间采用通风竖井联通。其中埋深最大、最底层、距外界距离远的尾水隧洞共增设10条通风竖井。在井口安装射流风机,加快空气对流和散烟速度。

合理安排。根据施工总进度安排,施工局优先安排厂房通风竖井、灌浆平洞通风竖井、压力管道竖井、出线竖井、排风平洞、新增通风竖井及通风平洞等施工程序,使竖井段尽早贯通,通过竖井的烟囱效应将洞内污浊、高温气体排出洞外,尽早形成自然通风。

自主研发。施工局自主研发了喷雾降尘台车,在隧道、进厂交通洞等主要交通要道设置自动喷雾装置,通过自动喷雾洒水降低车辆通行灰尘。工作面自制喷雾降尘台车,爆破完毕后,将喷雾降尘台车移设至掌子面进行洒水降尘。

随着乌东德工程建设的不断深入,乌东德施工局科技创新成果不断涌现,硕果累累,其中《多孔深竖井混凝土滑模施工技术》《钢管与混凝土拔管法接触灌浆施工技术》《陡倾小夹角薄层岩体特高地下厂房开挖变形控制技术》通过电建股份公司组织的鉴定委员会专家鉴定,并给予了“项目研究成果达到国际先进水平”的高度评价。《大直径深竖井直接采用1.4米小导井溜渣施工工法》《特大型地下电站肘管底部拔管法接触灌浆施工工法》《多孔出线竖井标准化施工工法》三项施工工法获得2017年度辽宁省工程建设优秀工法。

习近平总书记指出,科技是国之利器,国家赖之以强,企业赖之以赢,人民生活赖之以好。企业需要发动科技创新这个强大引擎,为又好又快进行工程建设提供不竭动力,为企业健康可持续发展保驾护航。






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