对引水隧洞地热处理方案的探讨.doc

1、1对引水隧洞地热处理方案的探讨摘要：随着社会的发展，许多水电站不断崛起，然而工程的质量好坏决定于施工的质量。所以，笔者根据自己多年来的工作经验，对某水电站引水隧洞地热处理方案进行以下探讨，希望能给相关专业读者给予借鉴。 关键词：引水隧洞地热 中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号： 1 工程概况 某水电站首部枢纽工程标引水隧洞较长（3600m） ，由于洞内地热等不良地质因素，洞内散烟慢，热量传递速度慢，为加快洞内空气与外界空气的对流，提高空气质量，我局拟在洞内 S0+700、S1+910.311 两处分别设一通风竖井，S1 竖井深约 101m，S2 竖井深约 161m，两条竖井深约26

2、2m，竖井井筒直径均为 D=1.4m，用 BMC-300 型反井钻机开凿施工。若采用正井法开挖竖井，其工程量虽然不大，但受水文地质等客观条件影响，施工速度慢，施工难度较大，安全程度低，辅助工程多，投入大，直接影响工程的进度，不能满足主洞开挖通风要求和施工进度。为此，在本项目施工中引进先进的反井钻机施工技术，快速高效的完成通风竖井施工任务，为改善洞内施工环境，加快主洞施工进度创造条件。 2、通风竖井 22.1 施工准备 施工辅助生产系统主要包括以下几个方面：供水、供电、井口临时设施、钻机安装、换接刀孔钻头和扩孔钻头、钻机的拆除等工作。 供水 1#通风竖井施工用水采用直接从硕曲河中直接抽取，在竖井

3、口处放一 10m3 的集水箱，然后从集水箱中接引使用。2#通风竖井施工用水采用从硕曲河中安装高压水泵抽取，供给到已建 1#施工支洞高压水池中，然后再用高压水泵从高压水池中抽取，供给到井口上部附近所焊接的集水箱中，用 75mm 钢管接至距离井口上部 10m 范围内。流量不小于10m3/h，连续供应，无间断。 供电 1#通风竖井与 2#通风竖井施工用电在业主所提供的网电中就近接引使用。满足反井钻机工作电压 380V，容量 220KW，循环水泵 90KW，用电设备安装采取相应的启动方式进行启动，安装漏电保护器。 井口临时设施 首先进行钻机混凝土基础、循环池和清水冷却池施工，三者上表面为同一标高，由水

4、沟连接。 2.2 施工方法 通风井开挖施工方法主要为：顶部开挖由上向下钻导孔由下向上进行导井扩挖。通风井开挖前先在引水隧洞顶拱与通风井相接处增设一排锁口锚杆（22，L=4.5m，入岩 4.4m） ，再进行通风井的开挖，通风井采用 BMC-300 型反井钻机直接钻孔成型。反井钻机施工程序是：先用3三牙轮钻头钻从上到下钻小直径导孔，导孔直径 216mm，钻孔时采用高压洗井液（泥浆或清水）将岩屑带出，直径 140cm 扩孔，扩孔时用滚刀从下而上将岩石破碎，碎石靠自重落入引水洞中挖运，BMC-300 型反井钻机导孔平均钻速为 1.5m/h，扩孔平均钻速 0.7m/h。 2.3 工艺流程图 反井钻机施工

5、工艺流程图如下： BMC-300 型反井钻机布置图 3、加强洞内空气对流 引水隧洞开挖施工时以压入式通风为主，通风机采用 275kw 隧道施工专用对旋轴流式通风机，通风管采用加筋式通风软管，通风管直径为 D=1.25m。主通风机（275kw）布置在 1#施工支洞进口，进入引水隧洞后，通风管沿引水隧洞拱肩布置。由于隧洞地热的影响，为确保通风效果，随着开挖工作的掘进，每延伸 300m 即设置 1 台风机（255kw）与前面的风机进行接力通风，以保证风速和风压不低于施工通风散烟的最低要求。 为降低洞内温度，加强洞内空气流通，进一步改善洞内施工环境，每隔 300m 设一台隧道射流风机（45kw） 。

6、另外，在洞内配备一定数量的局部风机（255kw） ，主要用于排除滞留在掌子面或其他部位的炮烟及油烟。 由于引水隧洞洞身较长，同时受地热影响，洞内通风系统需加强，通风系统布置原则： 4（1）主要通风设备采用双级对旋式轴流风机，通过开关控制可在压入与吸出方式之间切换，通风管路每延伸 300m 左右即设置一台轴流风机与前一台风机接力通风。 （2）通风管选用新型硬质通风管与软管相结合，新型硬质通风管具有耐腐蚀、使用寿命长、轻质高强、流体阻力小、安装及连接方便等优点。 （3）通风时间按 30min 计算，风管百米漏风率不能大于 2.0%。 （4）每人每分钟供应新鲜风量不小于 3m3。 （5）0.15m/

7、s洞内风速6m/s。 （6）通风竖井打通后，可在 1#、2#竖井井口各布置一台 250KVA 施工变压器，同时在洞内适当位置再布置 23 台 250KVA 施工变压器，以满足洞内风机用电的需要。 根据本工程引水隧洞施工通风规划，拟投入施工通风系统设备配置见下表： 施工通风主要设备、材料表 4、作业面喷雾降温 根据引水隧洞 1#支洞作业面分布情况，分上下游两个开挖工作面与两个支护工作面，共四个工作面。在各工作面分别布置两台喷雾机进行喷雾降温，共需投入喷雾机 8 台，喷雾所用水由供水管接引使用。 喷雾机采用 3WZ-500L 型遥控式远程喷雾机，主要技术参数如下： 5 外形尺寸：长 1400mm，

8、宽 1060mm，高 1880mm 配套动力：6.2千瓦 380 伏稀土永磁柴油发电组 水泵流量：36 升/分钟 压力：1.5-3.5Mpa 射程：垂直：20-25m 水平：26-35m 出雾颗粒直径：50-150m 仰俯角度：-585 度 水箱：进口高强度塑料板材焊接而成（500 升容量） 机器净重:（约）420 公斤 5、安装制冷设备 因地热影响，隧洞内环境温度较高，在引水隧洞 1#支洞上下游开挖与支护工作面中间位置各布置一台马其诺牌制冷机（共两台） 。即将具有较低温度的被冷却物体的热量转移给环境介质从而获得冷量的机器，使隧洞内作业面附近的环境温度降低，提高作业人员的职业健康安全。 6、地

9、下水处理 地下温水四处漫流，也是造成洞内温度过高的原因之一。为此，对于渗水量大的洞段，我局将购置防水材料（主要为水玻璃） ，采用化学灌浆处理，设置一定范围的防水圈。 在地下水特别丰富的洞段，渗漏量较大，通过集中打排水孔，在孔内孔外埋设透水软管，然后采用化学灌浆将大面的渗漏地下水堵截，通过施打的排水孔集中排出，最后喷射混凝土封闭围岩，将透水软管暗埋于喷混凝土中，地下渗漏温水通过透水软管集中引排至排水沟或预埋的150 排水管中，及时排出洞外。喷射混凝土施工完成后，仍有渗水的情况，设置随机排水孔，集中引排。 具体施工方法如下： （1）孔位布置：根据洞内渗水情况，在地下水丰富洞段布设 50mm6施工排

10、水孔。 （2）排水孔施工方法：采用气腿式风钻造孔。 （3）钻孔孔深：孔深入岩 4.0m，排水孔钻孔完毕，冲洗干净，加盖保护，以避免堵塞。 （4）孔口管安装，孔内保护装置，排水孔终孔验收后，根据相关要求安装孔口管及孔内保护装置。 （5）排水钻孔过程中，如遇有断层破碎带或软弱岩体等特殊情况，及时通知监理人，按监理人指示处理，若排水孔遭堵塞，按监理人指示重钻。 （6）排水孔施工完成后便安装软式透水管，透水管伸进排水孔孔底，透水管外露长度以满足引排至排水沟为标准。 （7）涌水水泵配置：37kw 水泵 4 台，30kw 水泵 4 台。 7、增加排水设施 由于引水隧洞 1#施工支洞工作面高程均低于 1#支洞洞口高程，地下温泉水及施工废水需通过排水泵排出洞外，由于地下水特别丰富，原投标施工组织设计中所配置的排水设施不能满足排水要求，且受地热影响，地下水全为温泉水，对水泵性能要求较高，容易损坏水泵。若地下温泉水不及时排出洞外，让其滞留于洞内，因水热辐射使洞内周围环境温度增高，施工难度增大，设备利用率与工作效率降低。因而我局拟增加排水设施的投入，及时将地下温水排出洞外。