特大型调压井沉井法施工技术研究与应用
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
岩 地 层 是 适 合 的 ，但 当 进 入 完 整 的基 岩 面 ， 即便 岩 石 相 对 破 碎 ，沉 井 继 续 下 沉 的难 度 非 常 大 。
１ ． 漂 卵砾 石地 层 大 直径 沉 井下 沉机 理 和停 沉 受 阻处 理措 施
电邕设股份有限公司于 ２ ０ ０ ７年批准立项。课题 由中国水利水 电 第五工程局有限公司承担 ，四川大学，西北勘测设计院等单位参
安全、合理的 。
调压 井上部地质条件为冲洪积漂卵砾石层 ，开挖 过程 中 如采 用锚索 或锚杆 、 锚筋束辅以喷射混 凝土的方式加 固井壁 ，
不仅 很 难 找 寻 合 适 的锚 固段 ，而 且 成 孔 困难 ；采 用 沉 井 法 施
工 ，可以将调压井开挖 时临时支护措 沉 ；
三 、沉井法施工特大调压井方案设计及研 究应用 采 用沉井法施 工调压井技术 ，减少 了覆盖层 的开挖 ，缩 小 了工程 用地范围 ，也减少 了碴场 的征地面积 ，便于 工程 的 （ ２ ）在下沉过程 中发现 ， 沉井外侧砂砾石在开挖下沉过 称中顺外壁流入井 内，造成沉井 四周大部分 与井 壁外沙砾层 脱离 ，受阻面缩小 的情况 。为 防止 沉井 中心位移 、倾斜 ，施 工过程 中采用颗粒较小 的砂砾石均衡 回填 的施工方法 ，有效
与研 究 。
二 、工 程 地 质
根据 下沉施工过程 中的观察 ，在漂卵砾石地层 中 ，沉井 下沉过程 是不均衡 的，井壁并非 同步下沉 ，虽然间隔时间极
短 ，但 沉 降 的 断 续 性 十 分 明显 ，漂 卵 砾 石 地 层 中 沉 井 下 沉 断
调压井沉井边坡 Ｅ Ｌ １ ， ５ ９ ５ ｍ 以上主要以冲积粉砂质土为主， 沉井段以冲积含漂石砂卵石为主 ， 沉井下部以灰绿一 深灰色绢英千
枚 岩为主 ，实 际应属 Ⅳ一 Ｖ围岩 。
调 压 井 地 质 素 描 图
续性 ，与井周摩 阻系数 的波动有直接关系 。
由沉 井 下沉 验 算 和 下沉 系 数 的敏 感 性分 析 结 果 ， 沉 井下 沉
系数对摩阻系数值 比较敏感 ， 在沉井下沉到 １ ０ ｍ 深度以下 时，
如 果 由于 地 层 的不 均 匀性 ，以及 沉 井姿 态 、井 壁与 周 围 土体 的
摘
要 ：文 中依托喜儿沟水 电站工程 ，开展沉井法施工大型调压井技术研究 ，不仅为保证依托工程安全优质完建奠
定基础 ，同时为 调压井在软弱地质条件下开挖安全支护措施提供新 的思路 ，拓展沉井在类似竖井工程建设领域 的应 用范围 ，在 国民经济建设 中具有广泛 的应用前景 。
关 键 词 ：喜 儿沟 水 电站 工 程 ；沉 井 法 ；施 工 ；大 型 调 压 井 ；技 术 研 究 ；应 用
隐患 ， 同时 为 井 内的 开 挖 作 业提 供 了 更可 靠 的安 全 保 护 措 施 ；
布置在河谷右 岸Ⅵ级阶地上 ，设计为开敞阻抗式调压井 ，深
度 １ ０ ２ ｍ ，调 压 井 沉 井 为 圆 筒 形 ，内 直 径 ２ ２ ｍ ，井 壁 厚 度 １ ． ５ ｍ ，沉 井 最 大 下 沉 深 度 ６ ５ ｍ。
合 ，合 二 为 一 ，能 有效 避 免井 壁 坍 塌 ，大 大 降 低 安 全 风 险 。 为解决 沉 井法施 工大型 调压 井的关键 技 术难题 ，中国水利 水
最 终 通 过 课 题 研 究 和现 场 施 工 ，沉 井 结 构 作 为 调 压 井 上
部 临时支护措施和 永久衬砌结构 ，对于漂卵砾石层和胶结砾
顺 利开展 ，也有利于环境水土保持 ；将 沉井 结构 与永 久衬砌
收稿 Ｅ ｌ 期：２ ０１ ２ 一 ｉ Ｉ — Ｉ ２
作者简介：姜凌宇 （ １ ９ ７ ４ 一 ） ，男 ，甘肃省 宁县 人，中国水利水 电第五工程局有 限公司项 目总工程师 ，主任 工程 师 ，从事
中 图 分 类 号 ：Ｔ Ｕ ７ ５ ３ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文章编号：１ ０ ０ ６ － ７ ９ ７ ３（ ２ ０ １ ３ ）０ ３ － ０ ２ ３ ８ － ０ ４
一
、
概 述
结 合 ，沉 井 施 工 完 成 后 不 再 进 行 永 久 混 凝 土 衬 砌 结 构 施 工 ，
第 １ ３卷 第 ３期
２ ０１ ３住
中 国
水
运
Ｖｏ１ ．１ ３ ｉａｒ ｃｈ
Ｎ ｏ． ３ ２０１ ３
３月
Ｃｈ ｉ ｒ ３ ａ Ｗａ ｔｅｒ Ｔｒ ａｎ ｓｐ ｏｒ ｔ
特大 型调压井沉井法施工技术研 究与应 用
姜 凌 宇 ，张 黎
（中国水 利 水 电 第五 Ｚ － 程 局 有 限公 司 ， 四川 成 都 ６ １ ０ ０ ６ ６ ）
接触情况等原因，使得摩阻系数发生一定波动，可能导致下沉
系 数 小于 １ ． １ ５，而 发 生 沉井 悬 在 中 间沉 不 下 去 的现 象 。 受阻技术措施 ： （ １ ）根 据 漂 卵 砾 石地 层 沉 井 下 沉机 理 分 析 结 果 ， 在 施 工
过程 中加 强下沉过程中的测量观测和资料分析 ，发现倾斜 及
根据 有限元数值模拟计算结果 ，调压井 沉井结构施工完 成的永久工况受力 比较小 ，控制工况在施工期 ， 施工过程 中 ， 采取合理 的开挖下沉方法 ，刃脚 和井壁各 部位 最大应力值小
于 Ｃ２ ５混 凝 土 的设 计 强 度 ， 不会 发 生 刃脚 和 井 壁 破 坏 开 裂 等 现 象 ，说 明调 压 井 采 用 沉井 作 为 临 时 支 护 措 施 和 永 久 结 构 是
喜儿沟水 电站位于 甘肃 省舟曲县 自龙江干流上 ，为 引水
式 电站 ， 电站 设 计 水 头 ５ ７ ． ８ ｍ ，装 机 容 量 ７ ２ ＭＷ 。调 压 井
将竖井常 规施 工方法中 的井 内临 时支护和永久衬砌作 业移至 地面施 工 ，改善了作业人员 的施工环境 ，减少 了施 工安全的
１ ． 漂 卵砾 石地 层 大 直径 沉 井下 沉机 理 和停 沉 受 阻处 理措 施
电邕设股份有限公司于 ２ ０ ０ ７年批准立项。课题 由中国水利水 电 第五工程局有限公司承担 ，四川大学，西北勘测设计院等单位参
安全、合理的 。
调压 井上部地质条件为冲洪积漂卵砾石层 ，开挖 过程 中 如采 用锚索 或锚杆 、 锚筋束辅以喷射混 凝土的方式加 固井壁 ，
不仅 很 难 找 寻 合 适 的锚 固段 ，而 且 成 孔 困难 ；采 用 沉 井 法 施
工 ，可以将调压井开挖 时临时支护措 沉 ；
三 、沉井法施工特大调压井方案设计及研 究应用 采 用沉井法施 工调压井技术 ，减少 了覆盖层 的开挖 ，缩 小 了工程 用地范围 ，也减少 了碴场 的征地面积 ，便于 工程 的 （ ２ ）在下沉过程 中发现 ， 沉井外侧砂砾石在开挖下沉过 称中顺外壁流入井 内，造成沉井 四周大部分 与井 壁外沙砾层 脱离 ，受阻面缩小 的情况 。为 防止 沉井 中心位移 、倾斜 ，施 工过程 中采用颗粒较小 的砂砾石均衡 回填 的施工方法 ，有效
与研 究 。
二 、工 程 地 质
根据 下沉施工过程 中的观察 ，在漂卵砾石地层 中 ，沉井 下沉过程 是不均衡 的，井壁并非 同步下沉 ，虽然间隔时间极
短 ，但 沉 降 的 断 续 性 十 分 明显 ，漂 卵 砾 石 地 层 中 沉 井 下 沉 断
调压井沉井边坡 Ｅ Ｌ １ ， ５ ９ ５ ｍ 以上主要以冲积粉砂质土为主， 沉井段以冲积含漂石砂卵石为主 ， 沉井下部以灰绿一 深灰色绢英千
枚 岩为主 ，实 际应属 Ⅳ一 Ｖ围岩 。
调 压 井 地 质 素 描 图
续性 ，与井周摩 阻系数 的波动有直接关系 。
由沉 井 下沉 验 算 和 下沉 系 数 的敏 感 性分 析 结 果 ， 沉 井下 沉
系数对摩阻系数值 比较敏感 ， 在沉井下沉到 １ ０ ｍ 深度以下 时，
如 果 由于 地 层 的不 均 匀性 ，以及 沉 井姿 态 、井 壁与 周 围 土体 的
摘
要 ：文 中依托喜儿沟水 电站工程 ，开展沉井法施工大型调压井技术研究 ，不仅为保证依托工程安全优质完建奠
定基础 ，同时为 调压井在软弱地质条件下开挖安全支护措施提供新 的思路 ，拓展沉井在类似竖井工程建设领域 的应 用范围 ，在 国民经济建设 中具有广泛 的应用前景 。
关 键 词 ：喜 儿沟 水 电站 工 程 ；沉 井 法 ；施 工 ；大 型 调 压 井 ；技 术 研 究 ；应 用
隐患 ， 同时 为 井 内的 开 挖 作 业提 供 了 更可 靠 的安 全 保 护 措 施 ；
布置在河谷右 岸Ⅵ级阶地上 ，设计为开敞阻抗式调压井 ，深
度 １ ０ ２ ｍ ，调 压 井 沉 井 为 圆 筒 形 ，内 直 径 ２ ２ ｍ ，井 壁 厚 度 １ ． ５ ｍ ，沉 井 最 大 下 沉 深 度 ６ ５ ｍ。
合 ，合 二 为 一 ，能 有效 避 免井 壁 坍 塌 ，大 大 降 低 安 全 风 险 。 为解决 沉 井法施 工大型 调压 井的关键 技 术难题 ，中国水利 水
最 终 通 过 课 题 研 究 和现 场 施 工 ，沉 井 结 构 作 为 调 压 井 上
部 临时支护措施和 永久衬砌结构 ，对于漂卵砾石层和胶结砾
顺 利开展 ，也有利于环境水土保持 ；将 沉井 结构 与永 久衬砌
收稿 Ｅ ｌ 期：２ ０１ ２ 一 ｉ Ｉ — Ｉ ２
作者简介：姜凌宇 （ １ ９ ７ ４ 一 ） ，男 ，甘肃省 宁县 人，中国水利水 电第五工程局有 限公司项 目总工程师 ，主任 工程 师 ，从事
中 图 分 类 号 ：Ｔ Ｕ ７ ５ ３ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文章编号：１ ０ ０ ６ － ７ ９ ７ ３（ ２ ０ １ ３ ）０ ３ － ０ ２ ３ ８ － ０ ４
一
、
概 述
结 合 ，沉 井 施 工 完 成 后 不 再 进 行 永 久 混 凝 土 衬 砌 结 构 施 工 ，
第 １ ３卷 第 ３期
２ ０１ ３住
中 国
水
运
Ｖｏ１ ．１ ３ ｉａｒ ｃｈ
Ｎ ｏ． ３ ２０１ ３
３月
Ｃｈ ｉ ｒ ３ ａ Ｗａ ｔｅｒ Ｔｒ ａｎ ｓｐ ｏｒ ｔ
特大 型调压井沉井法施工技术研 究与应 用
姜 凌 宇 ，张 黎
（中国水 利 水 电 第五 Ｚ － 程 局 有 限公 司 ， 四川 成 都 ６ １ ０ ０ ６ ６ ）
接触情况等原因，使得摩阻系数发生一定波动，可能导致下沉
系 数 小于 １ ． １ ５，而 发 生 沉井 悬 在 中 间沉 不 下 去 的现 象 。 受阻技术措施 ： （ １ ）根 据 漂 卵 砾 石地 层 沉 井 下 沉机 理 分 析 结 果 ， 在 施 工
过程 中加 强下沉过程中的测量观测和资料分析 ，发现倾斜 及
根据 有限元数值模拟计算结果 ，调压井 沉井结构施工完 成的永久工况受力 比较小 ，控制工况在施工期 ， 施工过程 中 ， 采取合理 的开挖下沉方法 ，刃脚 和井壁各 部位 最大应力值小
于 Ｃ２ ５混 凝 土 的设 计 强 度 ， 不会 发 生 刃脚 和 井 壁 破 坏 开 裂 等 现 象 ，说 明调 压 井 采 用 沉井 作 为 临 时 支 护 措 施 和 永 久 结 构 是
喜儿沟水 电站位于 甘肃 省舟曲县 自龙江干流上 ，为 引水
式 电站 ， 电站 设 计 水 头 ５ ７ ． ８ ｍ ，装 机 容 量 ７ ２ ＭＷ 。调 压 井
将竖井常 规施 工方法中 的井 内临 时支护和永久衬砌作 业移至 地面施 工 ，改善了作业人员 的施工环境 ，减少 了施 工安全的