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乌弄龙水电站灌浆排水洞开挖高边坡溜渣槽的布置与设计

2018-08-29祥,祥,

四川水力发电 2018年4期
关键词:门架槽钢立柱

郑 祥, 税 先 祥, 吴 俊 丽

(中国水利水电第七工程局有限公司 第一分局,四川 彭山 620860)

1 概 述

乌弄龙水电站大坝为碾压混凝土重力坝,最大坝高130.5 m,坝顶高程1 909.5 m,建基面高程1 779 m,坝肩均属高陡边坡。根据整体灌浆规划,分别在左右岸边坡布置了九条灌浆平洞,其中,4#灌浆排水洞布置于右岸坝肩槽1 855 m高程,全长285.35 m,开挖断面尺寸为380 cm×450 cm(宽×高),9#帷幕灌浆洞布置于消力池尾部右岸边坡1 840 m高程,全长53.44 m,开挖断面尺寸为380 cm×450 cm(宽×高)。因该工程右岸无施工通道且未考虑布置交通隧洞,致使4#、9#灌浆洞工作面悬于高空,安全风险突出,加之其与下部坝基开挖干扰以及进度要求,必须采取既能满足高边坡灌浆洞开挖出渣,又不影响下部坝基开挖的方案予以解决。笔者结合设计图纸及现场综合因素,采用布置溜渣槽方案,解决了上述施工难题。

2 高边坡溜渣槽的布置

该工程灌浆洞开挖宽度为3.8 m,考虑人行通道及出渣装载机的必需工作面,仅能布置1条溜渣槽系统。受4#、9#灌浆洞周边空间位置限制及灌浆洞结构特性,在4#灌浆洞布置了一条偏向上游的溜渣槽系统,在9#灌浆洞布置了一条偏向下游的溜渣槽系统。

溜渣槽系统主要由洞口钢平台、受料斗、溜渣槽及其支撑排架和溜渣槽下口挡渣墙组成。溜渣槽布置坡度按60%~75%控制,布置情况见图1。

3 溜渣槽设计

3.1 钢平台结构设计及其支撑结构设计

钢平台顶部高程与灌浆洞底板开挖高程一致,长6.8 m,宽2.75 m,由下部钢结构、上部钢板和防护栏杆组成。钢结构由8榀16#工字钢钢桁架组成,间距1 m,钢桁架之间采用10#槽钢连接成整体,钢结构上部铺设σ=10 mm花纹钢板。钢平台平面布置情况见图2。

钢桁架斜支撑和立杆采用2φ28 mm、L=2 m锚杆进行锁脚,锚杆入岩1.5 m,外露0.5 m,锚杆通过注浆方式进行锚固,部分马道缺失部位将该处工字钢延伸并浇筑C25混凝土固定,以保证钢桁架与边坡和马道接触牢固。斜支撑和立杆工字钢底部根据实际地形浇筑C25护脚混凝土,其高度不小于30 cm。

钢平台临边侧外缘采用标准防护栏杆进行防护,高度1.2 m,下部60 cm采用马道板进行封闭,同时在距临边侧30 cm处再设置一道防撞杆,高30 cm,防撞杆和支撑采用φ100钢管焊接形成,支撑间距1 m,支撑与底部钢板焊接牢固。

图2 钢平台平面布置图(单位:cm)

3.2 溜渣槽料斗及其支撑结构设计

溜渣槽料斗容积为3.5 m3,上口为200 cm×150 cm长方形,下口为80×80 cm方形,高150 cm。料斗钢板厚度为5 mm,料斗布置有加劲板、支撑板等结构,具体情况见图3。

图3 溜渣槽料斗设计图(单位:cm)

溜渣槽料斗支撑结构由基础+立柱等结构组成。基础共4个,料斗4个边角各一个,基础尺寸为长50 cm,宽50 cm,高50 cm,由C25混凝土+锚杆(单个基础4φ28 mm,插筋入岩150 cm,外露50 cm,立柱布置φ16/22 mm主筋,纵筋为φ16,横向筋为φ22,间距25 cm+锚板(2 cm×30 cm×30 cm)组成,锚板与锚杆焊接固定(图4)。

立柱分别置于岩石面基础上,与锚板焊接。每组立柱(柱肢)由1根φ108钢管构成,立柱高度约为6 m/4.5 m。每面相邻之间立柱均采用∠63×5 mm角钢作为缀条,利用节点板将柱肢与缀条焊接连接牢固,每1.5 m高布置一组缀条。柱脚与锚板以及柱头与料斗支撑板均采用焊接连接并设加劲条加固。立柱和料斗焊接完成后与钢桁架焊接成整体以保证其整体稳定性。 溜渣槽料斗支撑结构见图5。

图4 溜渣槽料斗与基础锚板连接图

图5 溜渣槽料斗支撑结构图

3.3 溜渣槽及其支撑结构设计

溜渣槽标准节截面为80 cm×80 cm正方形,每节溜渣槽长1.5 m,每节溜渣槽采用焊接连接成整体。溜渣槽槽身均采用刚性材料,底面采用12 mm 16Mn锰钢板,两侧面及顶面采用5 mm Q235普通钢板。每面钢板之间采用满焊并布置角钢加固。

溜渣槽槽身支撑加固采取与边坡支护排架相结合的形式,即溜渣槽支撑利用边坡支护脚手架+新增支撑杆件进行加固,溜渣槽两侧及底部均与新增10#槽钢或架管焊接,新增10#槽钢或架管间距按照1 m布置,溜渣槽底部新增支撑10#槽钢与边坡锚杆牢固焊接形成整体,同时在边坡支护脚手架溜渣槽外边缘设人行通道,宽80 cm,并设1.2 m高扶手,人行通道及溜渣槽下部脚手架层面满铺马道板防护。溜渣槽身支撑结构见图6。

图6 溜渣槽身支撑示意图(单位:cm)

对于溜渣槽槽身段无边坡支护脚手架的,采取在边坡浇混凝土基础+预埋锚板+槽钢立柱简易门架的形式进行支撑。该工程通过计算,采取10#槽钢双拼作立柱,立柱顶部设置16#工字钢作横梁的简易门架作支撑,门架顺溜渣槽溜渣方向2 m一榀,单榀门架槽钢立柱间距1 m,门架底部与边坡基础混凝土预埋钢板牢固连接形成整体,单个基础由C25混凝土+锚杆(φ28插筋入岩1.5 m,外露0.5 m)+锚板(20 mm×200 mm×200 mm)组成。支撑形成后,其立柱之间采用∠63×5 mm角钢作为缀条,采用节点板将柱肢与缀条焊接连接牢固,每1.5 m布置一组缀条。柱脚与锚板以及立柱与溜渣槽均采用焊接连接且布置加劲板连接。

3.4 挡渣墙结构设计

挡渣墙一般采取堆码钢筋石笼和浇筑混凝土的方式形成。根据工程特性及场地限制,该工程采取在溜渣槽下口临坝基作业面侧堆码了3层2 m(长)×1 m(宽)×1 m(高)的钢筋笼作挡渣墙,挡墙顶部高出溜渣槽下口1 m,钢筋石笼底层布置3排,第2层2排,顶层1排,效果良好。

4 结 语

该工程通过采取搭设高边坡溜渣槽,解决了高边坡悬空灌浆洞开挖上下交叉干扰的难题,保证了其下方坝基开挖的安全,确保了灌浆洞和坝基的正常施工,加快了施工进度。

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