中国葛洲坝集团第三工程有限公司陕西西安市710075
摘要:根据《金沙江乌东德水电站施工地质简报》(总第57期)以及地质工程师对左岸水厂自然边坡局部块体的补充搜索,左岸水厂后缘绝壁陡坡存在部分不稳定块体和零星滚石,影响水厂运行安全。
关键词:高陡山坡;不稳定块体;滚石处理;1#、2#缆索吊;专项施工方案
根据现场实际勘察,水厂后缘不稳定块体分布较为分散,块体分布区域下方有水厂及交通要道,施工安全风险大。块体顶部缓台坡度约45°,存在大量小孤石,极有可能在施工过程中掉落,对下方交通要道及过往人员安全威胁较大。
部分块体及局部被动防护网分布位置处于陡峭山崖上,垂直高差大,山势陡峭,拟修建两条缆索吊并辅助人工进行材料转运。
二缆索主要技术指标
缆索型式:单跨施工缆索
设计提升重量:<0.5t
上锚固点型式:采用8根C32,L=4.5m砂浆锚杆束锚固
下锚固点型式:采用混凝土重力配重,底部布置16根C32,L=4.5m砂浆锚杆锚固
承重绳和牵引绳:1670Mpa级钢丝绳
三缆索吊装整体设计
3.1缆索总体设计
根据现场实际地形情况附近地质情况,本施工缆索布置为有支撑架缆索吊装系统。缆索吊装系统根据设计吊重,地形条件和设备条件来确定主缆(承重索)的直径及锚固型式,采用合适的吊装机具,各项机具设备和辅助结构的规格、型号、数量均按有关规定经计算确定。
缆索吊装系统包括由承重索、牵引索、跑车;由上下承重索锚固系统、卷扬机地锚及基础构成的锚固和基础体系。
3.2缆索跨径布置
根据缆索的装料点及缆机平台地形、地质情况,本工程1#缆索主跨布置为450m,2#缆索主跨布置为255m。
3.3缆索主要钢丝绳选择
主索道主要有:承重索、牵引索各一根,1#、2#缆索承重索选用钢丝绳1φ18钢芯钢丝绳,牵引索选用1φ11钢芯钢丝绳。
根据建筑施工计算手册《结构吊装工程》中查知:
钢丝绳的容许拉力为:
4.6动力装置、锚固系统
两条缆索承重索地锚均采用砂浆锚杆锚固体系。
1#上锚点采用8根C32,L=4.5m锚杆,入岩3.0m,并在外侧浇筑C25混凝土锚固基础,尺寸为2.0m×2.0m×2.0m(长×宽×高);下锚固点采用C25混凝土作为基础配重,用以承担主绳拉力,混凝土基础内设置16根C32,L=4.5m的砂浆锚杆,入岩3.0m,混凝土基础长3.0m,宽3.0m,高5.0m,整个混凝土配重墩重量约100t,可以承受主绳拉力,便在下锚点混凝土基础内埋设钢丝绳主绳及横向钢筋,横向钢筋采用C32,L=2.0m,与主绳一起埋入混凝土基础墩内,作为下锚点锚固基础。
2#缆索吊下锚点混凝土墩尺寸为3.0m×3.0m×3.0m(长×宽×高),其余参数同1#缆索吊。
根据工程已有经验:8根C32,L=4.5m锚杆的锚固力可满足上锚固点的锚固要求;16根C32,L=4.5m锚杆的锚固力可满足上锚固点的锚固要求。
根据建筑地基基础设计规范GB50007-2011表4.1.3中软岩饱和单轴抗压强度标准值(Mpa)5≤Frk≤15,取中间值Frk=10Mpa。
地基承载力特征值fa=0.1*Frk=1Mpa
底部压强:P=100×10×1000/20=50000pa=0.5MPa
fa>P,故基础满足承载力要求。
两条缆索均采用电控快速卷扬机,卷扬机布置在935高程卸料平台处,卷扬机平台均采用8根C25,L=3.0m砂浆锚杆作为地脚螺栓,将卷扬机与C20混凝土基础连接,混凝土基础尺寸为:200cm×200cm×100cm。
4.7上卸料平台建设
1#缆索在R16号块体顶部(1150m高程)设一卸料平台;2#缆索在缓台上(1065m高程)设一卸料平台。料平台尺寸为2×1m,高度平均为1m。
5施工方案
5.1穿索
①在穿索之前将上、下锚点锚杆安装制作完毕,且强度达到要求。
②将卷扬机在现场就位安装完毕,并用锚杆将其锚固固定。锚固强度达到要求。
③直接利用卷扬机上的Ф11钢丝绳用作牵引绳,用钢丝同承重索绑扎,然后牵引至上锚点,穿越锚筋束,用绳卡将承重索固定、夹接。绳卡间距满足要求。
④在下锚点处将承重索穿越锚筋束,用导链将承重索尽可能的拉直,最后用绳卡将承重索固定、夹接。绳卡间距满足要求。
5.2施工前试运行
试运行包括卷扬机空载试运行、缆索动载试运行。
卷扬机空载试运行:主要检验卷扬机机械和电气设备运行情况,应保证卷扬机运行平稳,无异常现象。在空载下将卷扬机打开,在各种速度下正向、反向各运行3min。
缆索动载试运行:主要检验动载下卷扬机机械和电气设备运行情况,检验金属结构的承载能力。实验荷载分别是100%和110%的额定荷载,试验时,将起吊重量分别达到额定荷载的100%、110%,然后开启卷扬机,用牵引索牵引全程往返三次,每循环一次中间间隔10分钟。
6质量安全保证措施
6.1质量保证措施
①在缆索吊施工过程中,如发现缆索正上方或运行区间内存在安全隐患的岩体,及时上报监理工程师;
②基础面清理严禁爆破清除,以免产生次生灾害;
③工作区间的危石、滚石清理干净,为工作面内施工创造安全环境;
④开挖严格按照相关章程的要求施工,不得违规操作风镐,人员配合合理,确保施工质量;
⑤缆索安装遵循先装上端,后装下端的原则,安装下端缆绳时,若缆绳过长或跨度区域地形过于复杂,采用长绳拉拽的方式进行安装,确保人员安全和施工质量;
⑥对施工之后可能存在的隐患和可能产生次生灾害的部位,及时通知地质工程师、监理工程师、设计对部位进行再次安全论证,提出解决方案后严格执行;
⑦基础上的预埋件经过检测试验之后方能进行安装作业,确保预埋件的受力性能;
⑧混凝土的浇筑、钢筋制安严格执行国家的相关规范,严禁违规操作;
⑨卷扬机定期做好保养和槛车维修工作,以免在施工使用过程中出现重大故障,导致严重事故。
6.2安全保证措施
①在高位边坡上方施工时,为了确保周边施工人员安全,设立警戒值班人员,并与相邻施工单位密切联系,加强防护措施;
②每个工作班开始前对施工用安全绳和安全带进行检查,严禁使用有磨损痕迹的安全绳和安全带;
③设置专职和兼职安全检查人员,随时检查安全隐患,发现问题及时解决;
④加强施工期安全监测,发现边坡开裂、变形失稳等情况时,及时报告上级部门,并采取相应的应急措施,防止伤及过往车辆和行人;
⑤禁止立体交叉作业,防止器具及松动岩块掉落伤人;
⑥禁止在下雨、雷电及六级以上大风天气进行施工作业;
⑦施工过程中严禁之下而上作业,施工时严格按照要求佩戴安全帽、安全绳等安全保证装备,确保排架上施工人员的绝对安全。
六参考文献
[1]《钢筋焊接及验收规程》(JGJ18-2003);
[2]《建筑边坡工程技术规范》(DL/T5123-2000);
[3]《水工混凝土施工规范》(DL/T5144-2001);
[4]《水电水利工程土建施工安全技术规程》(DL/T5371-2007);
[5]《施工机械安全技术操作规程(第九册缆索起重机)》(SLJJ1-9-1981);
[6]《厂坝及水垫塘区高位自然边坡防治工程施工招标文件技术文件》;
[7]设计通知《关于左岸水厂后缘高陡山坡不稳定块体和滚石处理的通知》(长乌设枢(给排水)通字[2015]第01号)
[8]经监理人审查批准的《厂坝及水垫塘区高位自然边坡防治工程施工组织设计》;