一种抽水蓄能电站进出水口开挖的施工方法 |
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| 申请号 | CN202311081092.6 | 申请日 | 2023-08-25 | 公开(公告)号 | CN117026908A | 公开(公告)日 | 2023-11-10 |
| 申请人 | 华东勘测设计院(福建)有限公司; 中国地质大学(武汉); | 发明人 | 陈梁; 王贤彪; 曾旭明; 张子涵; 叶阳; 杨辉; 艾孟坤; 王欢; 蒋为群; 戴竞辉; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种 抽 水 蓄能电站 进出水口开挖的施工方法，其包括以下步骤：在涉水坡脚的内侧进行围堰结构施工，并将围堰结构内的水抽出；在涉水坡脚位于围堰结构内的部分进行棚洞结构施工；在棚洞结构的入口和涉水坡脚的外侧进行相向开挖，完成进出水口的开挖工作。可以在涉水坡脚的内侧进行围堰结构施工，为棚洞结构施工做好准备，随后即可在棚洞结构的入口和涉水坡脚的外侧同时进行相向开挖，完成进出水口的开挖工作，其围堰结构和棚洞结构施工无需大规模切坡，降低施工工作量，从而节约成本；施工前后保持原始地形 地貌 ，对生态扰动较少，对环境破坏较小；施工工序成熟，进出水口两端同时开挖，其工期短。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种抽水蓄能电站进出水口开挖的施工方法，其特征在于，其包括以下步骤： |
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| 说明书全文 | 一种抽水蓄能电站进出水口开挖的施工方法技术领域[0001] 本发明涉及抽水蓄能电站进出水口开挖领域，特别涉及一种抽水蓄能电站进出水口开挖的施工方法。 背景技术[0002] 抽水蓄能电站水库建筑物进出口位于主要水工建筑物附近，其稳定性状态对于邻近的主要水工建筑物有极其关键的影响。抽水蓄能电站进出水口水流要防止吸气漩涡的产生，出流要求各通道水流均匀扩散，流速分布和流量分配均匀。如抽水蓄能电站侧式进出水口水力学问题错综复杂，侧式进出水口是抽水蓄能电站广泛采用的水流过渡结构形式，是连接库区与输水管道的咽喉。该部位双向过渡水流结构较为复杂，对工程的运行效率及安全有重要影响，而合理的进出口体型是保证水流合理过渡和工程安全的关键。 [0003] 相关技术中，第一种施工方法为预留岩坎施工。其优点是无需大规模水下填筑，造价较低，其缺点则是开挖形成的边坡较高，对于强卸荷边坡条件下的施工，需开挖较大深度卸荷岩体，开挖支护工作量大，且边坡岸坡陡峻，岸坡发育有潜在不良地质体，大规模开挖对边坡稳定不利；第二种施工方法为岩塞式施工。其优点是造价低、施工速度快、施工期受季节影响小，其缺点则是施工过程较为复杂，岩塞爆破需一次成型，对于强卸荷边坡条件下的岩塞式施工，技术难度大，施工风险高，易出现超挖导致进出水口堵塞。 发明内容[0004] 本发明实施例提供一种抽水蓄能电站进出水口开挖的施工方法，以解决相关技术中抽蓄电站进出水口开挖方法操作复杂，施工困难，成本较高，耗费时间长的技术问题。 [0005] 本发明实施例提供了一种抽水蓄能电站进出水口开挖的施工方法，其包括以下步骤： [0006] 在涉水坡脚的内侧进行围堰结构施工，并将围堰结构内的水抽出； [0007] 在涉水坡脚位于围堰结构内的部分进行棚洞结构施工； [0008] 在棚洞结构的入口和涉水坡脚的外侧进行相向开挖，完成进出水口的开挖工作。 [0009] 一些实施例中，所述在涉水坡脚的内侧进行围堰结构施工，并将围堰结构内的水抽出，包括： [0010] 在涉水坡脚的内侧施工第一单层围堰墙和双层围堰墙，并在双层围堰墙内填充碎石渣料；其中，沿涉水坡脚的坡顶至坡底方向，第一单层围堰墙位于双层围堰墙的上方； [0011] 在涉水坡脚的内侧施工第二单层围堰墙和第三单层围堰墙，使第一单层围堰墙、双层围堰墙、第二单层围堰墙和第三单层围堰墙之间形成施工区域； [0012] 将施工区域内的水全部抽出。 [0013] 一些实施例中，所述将施工区域内进行抽出，包括： [0014] 在施工区域内进行分层抽水； [0015] 在施工区域内的水位上方施工支撑组件，使支撑组件支撑于第一单层围堰墙和双层围堰墙之间； [0016] 在施工区域内重复分层抽水和施工支撑组件步骤，直到将施工区域内的水全部抽出。 [0017] 一些实施例中，所述在施工区域内的水位上方施工支撑组件，使支撑组件支撑于第一单层围堰墙和双层围堰墙之间，包括： [0018] 在第一单层围堰墙的内侧和双层围堰墙的内侧均安装牛腿； [0019] 在两个牛腿之间安装内支撑杆。 [0020] 一些实施例中，所述在涉水坡脚位于围堰结构内的部分进行棚洞结构施工，包括： [0021] 在涉水坡脚位于围堰结构内的部分进行帷幕灌浆区域施工，使帷幕灌浆区域的深度超过涉水坡脚的强卸荷线； [0022] 在帷幕灌浆区域进行棚洞结构施工。 [0023] 一些实施例中，所述在帷幕灌浆区域进行棚洞结构施工，包括： [0024] 在帷幕灌浆区域挖沟施工两堵地下连续墙； [0026] 一些实施例中，在所述在两堵混凝土地下连续墙的顶部铺设结构平台，完成棚洞结构施工之后，包括： [0028] 一些实施例中，在所述在涉水坡脚位于围堰结构内的部分进行棚洞结构施工之前，包括： [0029] 在涉水坡脚的内侧进行预固结灌浆区域施工，使预固结灌浆区域的深度超过涉水坡脚的强卸荷线；其中，沿涉水坡脚的坡顶至坡底方向，预固结灌浆区域位于围堰结构的上方； [0030] 在预固结灌浆区域的顶部进行渣土回填，并安装拦石网。 [0031] 一些实施例中，所述在棚洞结构的入口和涉水坡脚的外侧进行相向开挖，完成进出水口的开挖工作，包括： [0032] 在棚洞结构的入口和涉水坡脚的外侧同时进行爆破开挖掌子面； [0033] 在开挖的隧洞中进行衬砌钢筋混凝土和锚杆支护，直至完成隧洞施工。 [0034] 一些实施例中，在所述在棚洞结构的入口和涉水坡脚的外侧进行相向开挖，完成进出水口的开挖工作之后，包括： [0035] 在棚洞结构的顶部进行回填渣土； [0036] 拆除围堰结构。 [0037] 本发明提供的技术方案带来的有益效果包括：可以在涉水坡脚的内侧进行围堰结构施工，为棚洞结构施工做好准备，随后即可在棚洞结构的入口和涉水坡脚的外侧同时进行相向开挖，完成进出水口的开挖工作，其围堰结构和棚洞结构施工无需大规模切坡，降低施工工作量，从而节约成本；施工前后保持原始地形地貌，对生态扰动较少，对环境破坏较小；施工工序成熟，进出水口两端同时开挖，其工期短。附图说明 [0038] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 [0039] 图1为本发明实施例提供的抽水蓄能电站进出水口施工的流程示意图； [0040] 图2为本发明实施例提供的围堰结构施工的结构示意图； [0041] 图3为本发明实施例提供的预固结灌浆区域、渣土和拦石网施工后的结构示意图； [0042] 图4为本发明实施例提供的棚洞结构施工后的结构示意图； [0043] 图5为本发明实施例提供的隧洞施工的结构示意图； [0044] 图6为本发明实施例提供的进出水口施工完成后的结构示意图。 [0045] 图中：1、涉水坡脚；11、强卸荷线；12、隧洞；121、锚杆；2、围堰结构；21、单层围堰墙；22、双层围堰墙；23、碎石渣料；24、支撑组件；241、牛腿；242、支撑杆；25、运渣通道；3、棚洞结构；31、地下连续墙；32、结构平台；4、帷幕灌浆区域；5、钢筋石笼；6、被动防护网；7、预固结灌浆区域；8、渣土；9、拦石网。 具体实施方式[0046] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0047] 本发明实施例提供一种抽水蓄能电站进出水口开挖的施工方法，以解决相关技术中抽蓄电站进出水口开挖方法操作复杂，施工困难，成本较高，耗费时间长的技术问题。 [0048] 如图1所示，本发明实施例提供一种抽水蓄能电站进出水口开挖的施工方法，其可以包括以下步骤： [0049] 步骤S100：在涉水坡脚1的内侧进行围堰结构2施工，并将围堰结构2内的水抽出； [0050] 步骤S200：在涉水坡脚1位于围堰结构2内的部分进行棚洞结构3施工； [0051] 步骤S300：在棚洞结构3的入口和涉水坡脚1的外侧进行相向开挖，完成进出水口的开挖工作。 [0052] 其中，如图2所示，涉水坡脚1的内侧为涉水坡脚1右侧方向，涉水坡脚1的外侧为涉水坡脚1的左侧方向，可以在涉水坡脚1的内侧进行围堰结构2施工，为棚洞结构3施工做好准备，随后即可在棚洞结构3的入口和涉水坡脚1的外侧同时进行相向开挖，完成进出水口的开挖工作，其围堰结构2和棚洞结构3施工无需大规模切坡，降低施工工作量，从而节约成本；施工前后保持原始地形地貌，对生态扰动较少，对环境破坏较小；施工工序成熟，进出水口两端同时开挖，其工期短。 [0053] 一些实施例中，于步骤S100中，如图2所示，可以包括以下步骤： [0054] 步骤S110：在涉水坡脚1的内侧施工第一单层围堰墙21和双层围堰墙22，并在双层围堰墙22内填充碎石渣料23；其中，沿涉水坡脚1的坡顶至坡底方向，第一单层围堰墙21位于双层围堰墙22的上方； [0055] 步骤S120：在涉水坡脚1的内侧施工第二单层围堰墙和第三单层围堰墙，使第一单层围堰墙21、双层围堰墙22、第二单层围堰墙和第三单层围堰墙之间形成施工区域；其中，第二单层围堰墙和第三单层围堰墙在附图2中未画出，第二单层围堰墙和第三单层围堰墙应在图2中的前后方向间隔分布，并连接固定于第一单层围堰墙21和双层围堰墙22之间，形成施工区域。 [0056] 步骤S130：将施工区域内的水全部抽出。 [0057] 一些实施例中，于步骤S130中，如图2、图3和图4所示，可以包括以下步骤： [0058] 步骤S131：在施工区域内进行分层抽水； [0059] 步骤S132：在施工区域内的水位上方施工支撑组件24，使支撑组件24支撑于第一单层围堰墙21和双层围堰墙22之间； [0060] 步骤S133：在施工区域内重复分层抽水和施工支撑组件24步骤，直到将施工区域内的水全部抽出。 [0061] 其中，通过在施工区域内重复分层抽水和施工支撑组件24步骤，能够保证围堰结构2的稳定性及安全性，同时其施工便捷可靠，极大保证施工区域内的工作人员的生命安全。 [0062] 一些实施例中，于步骤S132中，如图2、图3和图4所示，可以包括以下步骤： [0063] 步骤S1321：在第一单层围堰墙21的内侧和双层围堰墙22的内侧均安装牛腿241； [0064] 步骤S1322：在两个牛腿241之间安装内支撑杆242。 [0065] 其中，通过牛腿241之间安装内支撑杆242，其操作便捷，安装迅速，能够防止第一单层围堰墙21和双层围堰墙22之间发生溃缩。起到良好的支撑效果；当然也可以在第二单层围堰墙和第三单层围堰墙采用牛腿241之间安装内支撑杆242的方式，进一步保证围堰结构2自身的安全性及可靠性。 [0066] 一些实施例中，如图4所示，于步骤S200中，可以包括以下步骤： [0067] 步骤S230：在涉水坡脚1位于围堰结构2内的部分进行帷幕灌浆区域4施工，使帷幕灌浆区域4的深度超过涉水坡脚1的强卸荷线11； [0068] 步骤S240：在帷幕灌浆区域4进行棚洞结构3施工。 [0069] 一些实施例中，于步骤S240中，如图4所示，可以包括以下步骤： [0070] 步骤S241：在帷幕灌浆区域4挖沟施工两堵地下连续墙31； [0071] 步骤S242：在两堵混凝土地下连续墙31的顶部铺设结构平台32，完成棚洞结构3施工。 [0072] 一些实施例中，在步骤S242之后，如图4所示，可以包括以下步骤： [0073] 步骤S243：在结构平台32施工钢筋石笼5和被动防护网6作为拦渣墙。 [0074] 一些实施例中，在步骤S230之前，如图4所示，可以包括以下步骤： [0075] 步骤S210：在涉水坡脚1的内侧进行预固结灌浆区域7施工，使预固结灌浆区域7的深度超过涉水坡脚1的强卸荷线11；其中，沿涉水坡脚1的坡顶至坡底方向，预固结灌浆区域7位于围堰结构2的上方； [0076] 步骤S220：在预固结灌浆区域7的顶部进行渣土8回填，并安装拦石网9。 [0077] 一些实施例中，于步骤S300中，如图5所示，可以包括以下步骤： [0078] 步骤S310：在棚洞结构3的入口和涉水坡脚1的外侧同时进行爆破开挖掌子面； [0079] 步骤S320：在开挖的隧洞12中进行衬砌钢筋混凝土和锚杆121支护，直至完成隧洞12施工。 [0080] 一些实施例中，在步骤S300之后，如图6所示，可以包括以下步骤： [0081] 步骤S400：在棚洞结构3的顶部进行回填渣土8； [0082] 步骤S500：拆除围堰结构2。 [0083] 在以上所提及的实施例中，围堰结构2可以为钢板桩‑工字钢组合结构，施工准备时，需进行钢板桩的检验、钢板桩锁扣的润滑和防渗措施，测量定位，导向装置的安装。为提高钢板桩的围堰结构2的竖向抗弯能力，左侧的单层围堰墙21进行钢板桩‑工字钢间断组合插打，右侧的双层围堰墙22采用双层形式的钢板桩‑工字钢间断组合结构，中间填充开挖碎石渣料23。 [0084] 在以上所提及的实施例中，围堰结构2合拢后需进行清基处理，保证后续的施工作业，围堰结构2成型后进行帷幕灌浆，形成帷幕灌浆区域4，与山体内渗透线相交，其深度超过强卸荷线11，间排距1.5m，梅花形布置。 [0085] 在以上所提及的实施例中，左侧的单层围堰墙21与涉水坡脚1的边坡线处区域进行预固结灌浆区域7施工，以加固强卸荷岩体稳定性及防水性能，预固结灌浆区域7共计3排，间排距4m×4m，钻孔深度超过强卸荷线11；同时，防止强卸荷边坡表面落石对围堰结构2的损坏，在该区域进行渣土8回填并安装拦石网9。 [0086] 在以上所提及的实施例中，在进行棚洞结构3施工时，沿沟底向上浇筑钢筋混凝土墩，并在沟两侧浇筑混凝土形成地下连续墙31；在沟底混凝土墩与两侧的地下连续墙31上搭设纵横向工字钢作为骨架，表面铺设钢筋混凝土形成结构平台32，同时靠近河流一侧设置钢筋石笼5和被动防护网6作为拦渣墙。整体作为棚洞结构3，防止落石对进出水口的堵塞。 [0087] 在以上所提及的实施例中，通过隧洞12和围堰结构2内同时开挖掌子面，爆破开挖断面，围堰结构2内渣土可以通过运渣通道25运出，开挖过程中衬砌钢筋混凝土和锚杆121支护，衬砌厚度可以为1.5m。 [0088] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。 [0089] 需要说明的是，在本发明中，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。 |
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