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關(guān)鍵詞:水電站發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行;常見的問題 ;維護(hù)及故障解決方案
中圖分類號(hào):TV文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
引言:要做好水電站發(fā)電機(jī)運(yùn)行和維護(hù)作業(yè),防止故障的呈現(xiàn),就要實(shí)施一套科學(xué)可行的計(jì)劃。水電站的正常運(yùn)行,將對社會(huì)經(jīng)濟(jì)和地區(qū)的發(fā)展產(chǎn)生重要的作用。本文對有關(guān)水電站發(fā)電機(jī)的運(yùn)行進(jìn)行原理上的剖析,對水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)中經(jīng)常呈現(xiàn)的故障進(jìn)行總結(jié),并提出對機(jī)組的保護(hù)及故障解決計(jì)劃,以期對水電站穩(wěn)定運(yùn)行起到必要的理論指導(dǎo)意義。
1.水電站發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行
1.1水輪發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行方法
按帶負(fù)荷方法有并網(wǎng)運(yùn)行、單機(jī)運(yùn)行兩種方式,按調(diào)速器控制方法有自動(dòng)運(yùn)行、手動(dòng)運(yùn)行兩種方法。其中并網(wǎng)運(yùn)行是中小水輪發(fā)電機(jī)組的主要運(yùn)行方式。并網(wǎng)機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)工況的改動(dòng),要經(jīng)過控制設(shè)備的切換來進(jìn)行,如自動(dòng)、液壓手動(dòng)、發(fā)電調(diào)持平。運(yùn)轉(zhuǎn)方法的切換,應(yīng)按運(yùn)行操作規(guī)程進(jìn)行,以保持切換中機(jī)組穩(wěn)定與安全。并網(wǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)組的調(diào)速器永態(tài)轉(zhuǎn)差系數(shù),要根據(jù)機(jī)組在體系中的地位及擔(dān)任負(fù)荷的性質(zhì)來斷定。機(jī)組單機(jī)帶孤立負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn),則孤立小體系的一切負(fù)荷都由一臺(tái)機(jī)組承當(dāng)。這種情況下運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)組,對其調(diào)速器、勵(lì)磁設(shè)備的主動(dòng)調(diào)節(jié)功能將有較高需要,以確保既滿足用戶有功負(fù)荷、無功負(fù)荷需要,又確保電能頻率和電壓的安穩(wěn)。
1.2凸極式同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行
隨著電網(wǎng)的快速發(fā)展,高壓電纜、輸電線路長度等也隨之增加,電力體系的容性無功功率也隨之增大,電網(wǎng)一直處于低負(fù)荷運(yùn)作的線路,將呈現(xiàn)毛病,導(dǎo)致電網(wǎng)無功功率過大甚至是電網(wǎng)上某處電壓超壓。那么發(fā)電機(jī)應(yīng)當(dāng)進(jìn)相運(yùn)轉(zhuǎn)對無功功率進(jìn)行吸收,對電壓進(jìn)行調(diào)壓。
1.3遲相運(yùn)行
一般來說水電站電力體系一方面要具有一定的有功功率,另一方面要滿足電力系統(tǒng)的無功需求。遲相運(yùn)行受轉(zhuǎn)子繞組發(fā)熱程度限制。
1.4調(diào)相運(yùn)行
水電站發(fā)電機(jī)能夠用作調(diào)相,使得電力體系和電網(wǎng)的電壓處于安穩(wěn)運(yùn)行的狀況,對其功率因數(shù)進(jìn)行改進(jìn),發(fā)電機(jī)吸收電網(wǎng)的有功功率,維持同步轉(zhuǎn)速,并向電網(wǎng)送出無功功率。發(fā)電機(jī)進(jìn)行調(diào)相運(yùn)行時(shí)可以依照體系的需要進(jìn)行欠勵(lì)或過勵(lì)狀態(tài)的運(yùn)行。
2.水輪發(fā)電機(jī)組常見的問題
2.1水輪發(fā)電機(jī)組的油位故障
造成水輪發(fā)電機(jī)組油位故障的主要原因有以下 4 點(diǎn):①發(fā)電機(jī)組油箱的油量超出了標(biāo)準(zhǔn)范圍;②發(fā)電機(jī)組的油路堵塞,導(dǎo)致油無法正常循環(huán);③發(fā)電機(jī)組的擺動(dòng)幅度較大,超出了規(guī)定范圍;④發(fā)電機(jī)組的油箱密封被損壞,導(dǎo)致油路滲漏、串油。 針對上述 4 點(diǎn)原因,水電站應(yīng)做好以下 3 方面的工作:①檢查水輪發(fā)電機(jī)組的油位情況,一旦發(fā)現(xiàn)油量超出標(biāo)準(zhǔn)范圍,則立即減少油量,使其處于允許范圍之內(nèi)。在實(shí)際中,水輪發(fā)電機(jī)組在沒有運(yùn)行時(shí),其油位都要高于停機(jī)油位線;而在運(yùn)行過程中,油位必須低于最高油位線。②檢查發(fā)電機(jī)組的擺動(dòng)幅度是否過大,一旦發(fā)現(xiàn)擺動(dòng)幅度過大,就應(yīng)立刻關(guān)閉發(fā)電機(jī)組。③檢查發(fā)電機(jī)組的油路密封是否遭到破壞,如果已被破壞,則應(yīng)立即更換。
2.2 溫度過高
水輪發(fā)電機(jī)組在運(yùn)行過程中,會(huì)不斷產(chǎn)生大量的熱量,導(dǎo)致機(jī)組內(nèi)部溫度快速升高,逐漸達(dá)到極限值。當(dāng)水輪發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)異常時(shí),過高的設(shè)備溫度會(huì)對機(jī)組元件或設(shè)備造成損壞,甚至?xí)ζ渌o助設(shè)備造成一定的侵蝕。比如水輪發(fā)電機(jī)組的軸承,它是機(jī)組中最容易受溫度影響的元件。如果水電站常用的調(diào)試方法無法徹底解決軸承溫度過高的問題,則只能全面檢查整個(gè)發(fā)電機(jī)組,從而徹底解決該問題。因此,水電站應(yīng)定期檢查水輪發(fā)電機(jī)組,并提前制訂預(yù)防措施
2.3 發(fā)電機(jī)同期并網(wǎng)
中小型水電站的同期控制手段主要包括自動(dòng)準(zhǔn)同期和手動(dòng)準(zhǔn)同期,它是指在發(fā)電機(jī)組還沒有并網(wǎng)時(shí)就已經(jīng)勵(lì)磁,并將電壓頻率調(diào)節(jié)至標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi),當(dāng)電壓、頻率和相位等都符合條件后,閉合發(fā)電機(jī)組的斷路器,從而使系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)組同時(shí)處于運(yùn)行狀態(tài)中的一種保護(hù)手段。在電壓、頻率與相位都相同的前提條件下,發(fā)電機(jī)組開始并網(wǎng)。在實(shí)際中,由于各種因素的影響,電壓、頻率與相位會(huì)產(chǎn)生偏差,而這種偏差是無法徹底消除的,只能盡量降至最低。
3.發(fā)電機(jī)的維護(hù)及故障解決方案
按照以上經(jīng)常出現(xiàn)的故障和問題對應(yīng)提出解決方案確保在發(fā)生故障時(shí)能夠有效及時(shí)的解決。除此之外,還要對水電站發(fā)電機(jī)日常維護(hù)工作進(jìn)行檢查做好日常維護(hù)工作,才能夠有效避免故障的發(fā)生,下文將從兩個(gè)方面對此進(jìn)行分析。
3.1運(yùn)行狀態(tài)下的日常維護(hù)
水電站發(fā)電機(jī)在運(yùn)行狀態(tài)下的維護(hù)分為兩個(gè)部分,也就是清洗作業(yè)和滑環(huán)及電刷的查看。進(jìn)行清洗時(shí)要保證發(fā)電機(jī)內(nèi)部潔凈,周邊不要有雜物的堆積。清洗作業(yè),發(fā)電機(jī)外表塵埃以及外表的油污,及時(shí)進(jìn)行清除,定時(shí)對發(fā)電機(jī)碳刷進(jìn)行整理,保證不會(huì)有污漬殘留。其間涉及到的清洗東西有毛刷、高壓氣筒等,依照實(shí)際情況的不一樣對不一樣清洗東西進(jìn)行挑選毛刷,清洗完以后還要用清洗布進(jìn)行深化整理完善清洗作業(yè)。除此之外,對發(fā)電機(jī)外表整理以后,還要對發(fā)電機(jī)電刷滑環(huán)處進(jìn)行整理,保證此處無污漬殘留,這一點(diǎn)對于發(fā)電機(jī)而言具有重要意義,主要是因?yàn)榛h(huán)在發(fā)電機(jī)平常運(yùn)轉(zhuǎn)中的作用特殊,其承載著勵(lì)磁電流傳輸?shù)淖饔?因此有必要要將其歸入重要保護(hù)作業(yè)中。詳細(xì)的整理過程中,對其認(rèn)真細(xì)致的查看,發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)進(jìn)行處理,能讓毛病消除于無形之中,要不然可能會(huì)對水電站正常運(yùn)轉(zhuǎn)形成十分嚴(yán)峻的影響。詳細(xì)整理時(shí)保證電刷在滑環(huán)中心線上,電刷和刷握之間不要太密,保證之間有必要的孔隙,使其不在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)呈現(xiàn)火花表象。假設(shè)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)碳刷跳動(dòng)幅度不符合相關(guān)規(guī)定時(shí)有必要進(jìn)行調(diào)整。同理如果呈現(xiàn)比較大的火花,應(yīng)當(dāng)對外表污漬進(jìn)行處理,可以利用酒精等物品擦洗滑環(huán),必要時(shí)用銼刀對滑環(huán)的外表進(jìn)行打磨保證火花消滅。假設(shè)火花無法消除則應(yīng)當(dāng)思考替換電刷,但是其間有必要注意的是替換的碳刷和之前的電刷為同一類型。
3.2運(yùn)行狀態(tài)下的檢查和監(jiān)控
除了做好發(fā)電機(jī)的平常保護(hù)作業(yè)之外,還要做好發(fā)電機(jī)的巡檢和監(jiān)控作業(yè)。比如說定子繞組的呈現(xiàn)溫度過高、絕緣的老化表象,以上清況都和發(fā)電機(jī)沒有認(rèn)真巡檢查看脫不開聯(lián)系,因而要對發(fā)電機(jī)平常查看給予足夠重視,將發(fā)電機(jī)毛病消除于萌發(fā)期間。那么怎么做好發(fā)電機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下的查看和監(jiān)控作業(yè)呢,一方面需求值勤人員的責(zé)任感和義務(wù)感。值勤時(shí)對發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下定時(shí)查看,確保發(fā)電機(jī)一直處于一個(gè)安穩(wěn)的作業(yè)環(huán)境。在發(fā)電機(jī)呈現(xiàn)毛病的時(shí)候都會(huì)有異響呈現(xiàn)。正常狀況下,發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)聲響較為均勻,如呈現(xiàn)異響,則能夠肯定是出現(xiàn)了毛病件,特別是軸承損壞時(shí)的振動(dòng)聲,因而需要值勤作業(yè)人員要有敏銳的聽覺,時(shí)刻保持警惕確保發(fā)電機(jī)安穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn);另一方面池那就是“聞”,如呈現(xiàn)異味,和“聽”是同一個(gè)道理,有異味則可能是發(fā)電機(jī)內(nèi)部呈現(xiàn)故障需要當(dāng)即進(jìn)行處理。最為重要的一點(diǎn)就是需要對發(fā)電機(jī)進(jìn)行認(rèn)真監(jiān)盤,查看實(shí)時(shí)監(jiān)控,確保發(fā)電機(jī)每一個(gè)數(shù)據(jù)處于安穩(wěn)安全的數(shù)值內(nèi),確保功率安穩(wěn),確保發(fā)電機(jī)負(fù)荷分配合理,確保每一個(gè)部件運(yùn)轉(zhuǎn)狀況一直處于實(shí)時(shí)監(jiān)控中,如有故障及時(shí)處理不讓毛病進(jìn)一步發(fā)展。通常狀況下值班作業(yè)人員要對發(fā)電機(jī)進(jìn)行巡檢,確保其正常運(yùn)轉(zhuǎn)。巡檢項(xiàng)目包含發(fā)電機(jī)異響、異味、表面度、內(nèi)部火花狀況、部件是不是安穩(wěn)、回路裝置是不是正常、勵(lì)磁裝置是不是正常等。檢查完這些項(xiàng)目對確保發(fā)電機(jī)安全運(yùn)具有重要意義。
結(jié)束語
水利發(fā)電站是中國僅次于火力發(fā)電站以后最主要的發(fā)電站,在中國電力產(chǎn)業(yè)中占有重要地位。確保水利發(fā)電站的正常運(yùn)轉(zhuǎn),對保持電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定可靠運(yùn)行有著重要意義。因而水電站的管理人員有必要以準(zhǔn)確合理的方法來運(yùn)轉(zhuǎn)水輪發(fā)電機(jī)組,并定期對水電站的一切設(shè)備進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)。一旦發(fā)現(xiàn)有運(yùn)轉(zhuǎn)反常或故障表象時(shí),就要當(dāng)即采取辦法進(jìn)行修理,且要確保一次修理到位,不得使其再次發(fā)生同樣的故障。只要這樣,才能最大程度的保證水電站的安全可靠運(yùn)行,發(fā)揮水電站的經(jīng)濟(jì)效益。
參考文獻(xiàn)
[1]徐武林. 雙饋感應(yīng)電機(jī)運(yùn)用于引水式電站的研究[D].昆明理工大學(xué),2013.
[2]劉洋. 基于非線性振動(dòng)的多失效模式水輪發(fā)電機(jī)組可靠性研究[D].廣西大學(xué),2013.
[3]孔繁鎳. 水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)模型及其控制策略研究[D].廣西大學(xué),2013.
【關(guān)鍵詞】施工技術(shù) 地質(zhì)災(zāi)害隧道淺埋段
中圖分類號(hào):TU74 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
1 前言
近幾年來,隨著高速公路施工技術(shù)水平的不斷提高,高速公路網(wǎng)越來越密布,許多地形地質(zhì)條件較差的崇山峻嶺也通過橋梁和隧道的連接修建起了高速公路,與此同時(shí),也引發(fā)了不少的地質(zhì)災(zāi)害,造成安全事故的不斷發(fā)生,因此,在高速公路施工中,地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)報(bào)和防治成為了重中之重,特別是高速公路淺埋段隧道的地質(zhì)災(zāi)害分析和防治成為了目前高速公路施工技術(shù)人員和有關(guān)專家探討的熱點(diǎn)問題,所以,探究隧道淺埋段地質(zhì)災(zāi)害以及防治施工技術(shù)具有實(shí)際意義。
2 工程概況
某隧道淺埋段(右線為YK40+100~YK40+550,左線為ZK40+100~ZK40+550),該段長為450m,埋深大約為20m,整個(gè)淺埋段都穿越了瀝碧峽背斜軸部,因此嚴(yán)重受到地質(zhì)情況影響;隧道軸線和地表河流不足100m,一些支流和隧道軸線交叉,這段圍巖主要是白云質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r,巖溶較發(fā)育,而巖溶管道和巖石裂隙產(chǎn)生了出大量地下水通道,其地質(zhì)示意圖如下:
圖1 地質(zhì)示意圖
3 隧道淺埋段地質(zhì)災(zāi)害分析
3.1 該段地質(zhì)災(zāi)害特征
事實(shí)上隧道淺埋段發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害和本地地質(zhì)有極大關(guān)聯(lián),本文所研究隧道地質(zhì)主要是巖溶,在這種特殊地質(zhì)環(huán)境下隧道地質(zhì)災(zāi)害不但體現(xiàn)出巖溶隧道與淺埋隧道地質(zhì)災(zāi)害,同時(shí)還具備極強(qiáng)突發(fā)性、災(zāi)害演變速度快及災(zāi)害影響范圍大等特征。
1)突發(fā)性強(qiáng);因?yàn)橥荒嗉叭芏从克疄?zāi)害大都發(fā)生在開挖到支護(hù)之前,此時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)還在施工中,突發(fā)災(zāi)害必然危害到隧道結(jié)構(gòu)與施工安全。
2)影響范圍較大;災(zāi)害不但會(huì)破壞洞內(nèi),還會(huì)隨之出現(xiàn)沉陷、水田失水及房屋開裂等各種現(xiàn)象,具備極大危害性。
3)演變速度較快;因處于淺埋段,上層覆蓋的巖層較薄,隧道中發(fā)生小塌方都極可能快速演變,成為災(zāi)害性大的冒頂塌方,演變成嚴(yán)重地質(zhì)災(zāi)害事故。
3.2 致災(zāi)機(jī)理
在開挖隧道之前,底層中巖體在較為復(fù)雜原始應(yīng)力中處于平衡狀態(tài),一旦開挖后該平衡必然被破壞,就回重新分布應(yīng)力,導(dǎo)致圍巖發(fā)生變形。一旦變形發(fā)展為巖體所能夠承受的最大極限,必然破壞巖體,因此要分析淺埋段地質(zhì)災(zāi)害就必須要分析其應(yīng)力。
3.2.1 極端圍巖應(yīng)力的模型
在確定淺埋段圍巖壓力主要有幾種計(jì)算模型:
1)全自重模型;洞室上作用豎向的荷載主要是覆蓋全部自重所引起,因此計(jì)算公式為:
(1)
式子中的q為豎向荷載,單位KN/m2;r為圍巖重度,單位KN/m3;H為隧道埋深,單位為m;q0為地面荷載,單位KN/m2。
在淺埋隧道中大都使用全自重模型,普遍認(rèn)為H
2)松動(dòng)模型
學(xué)者太沙基研究發(fā)現(xiàn)松動(dòng)區(qū)范圍不但和巖體層系具有關(guān)系,還和巖體強(qiáng)度有關(guān),因此依據(jù)研究各種數(shù)據(jù),提出了巖石不同對開挖松動(dòng)引發(fā)出來的松動(dòng)區(qū)范圍,具體如下表所以:
表1太沙基對巖石分類表
當(dāng)巖體具備了水平層系時(shí),其松動(dòng)高度可以近似和0.5B相等,如圖2所示,
圖2松動(dòng)模型
3.3 致災(zāi)因素
巖溶隧道中建設(shè)難度較大的就是淺埋巖溶隧道,不但具有淺埋隧道與巖溶隧道地質(zhì)災(zāi)害特征,還結(jié)合地質(zhì)情況變得更為復(fù)雜。該案例工程就具備較為復(fù)雜地質(zhì)情況,不管是水文地質(zhì)情況還是災(zāi)害發(fā)生統(tǒng)計(jì)分析,在同類隧道淺埋段都具有較強(qiáng)代表性。該工程施工中發(fā)生過幾次地質(zhì)災(zāi)害,分析發(fā)現(xiàn)主要致災(zāi)因素主要為如下幾個(gè)方面:
1)溶洞;在發(fā)生的幾次地質(zhì)災(zāi)害中溶洞是一個(gè)主要方面。在YK40+532處出現(xiàn)涌水主要根源就是隧道施工中穿透了側(cè)壁溶洞,破壞了原有巖溶的水通道,將地下水承受狀態(tài)改變了,導(dǎo)致隧道的用水量急劇增加,降低了地表水位而發(fā)生沉陷。
2)水;在隧道地質(zhì)災(zāi)害中水多誘發(fā)災(zāi)害成為了一個(gè)主要因素,更是影響隧道穩(wěn)定性之重要因素。一般而言該處的水主要是地下水,因隧道的頂部所覆蓋巖層比較厚,因此巖石的滲透性比較差,或者因隔水層原因都可能造成地表水穩(wěn)定性差。對于淺埋段的隧道而言,地下水與地表水在隧道灰?guī)r透水性好、埋深淺等都會(huì)影響到隧道,相比之下地表水影響隧道尤為嚴(yán)重。
3)地質(zhì)構(gòu)造;地質(zhì)構(gòu)造按照生產(chǎn)時(shí)間上劃分成原生構(gòu)造和次生構(gòu)造,地質(zhì)學(xué)研究主要是針對次生構(gòu)造,而從巖石的有無變形以及變形方式都是用來判斷原生構(gòu)造。地質(zhì)構(gòu)造中出現(xiàn)斷層、構(gòu)造性節(jié)理、及裂隙等都能夠誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。該案例工程因?yàn)槲挥谏綅{的背斜軸部,因此地質(zhì)構(gòu)造影響比較嚴(yán)重,圍巖的自吻能力比較差,誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害出現(xiàn)。
4)工程因素;該因素主要包含設(shè)計(jì)與施工兩個(gè)方面;設(shè)計(jì)上主要涉及到隧道斷面形式、超前支護(hù)結(jié)構(gòu)以及支護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇等等,主要根源是地質(zhì)勘測上不能夠達(dá)到百分之百準(zhǔn)確,因此設(shè)計(jì)存在偏差,導(dǎo)致施工和設(shè)計(jì)不相符合,一旦調(diào)整不及時(shí)就可能發(fā)生支護(hù)結(jié)構(gòu)偏弱而失穩(wěn)。
4 地質(zhì)災(zāi)害的防治技術(shù)
4.1 地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)技術(shù)
發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害一方面是因?yàn)椴涣嫉刭|(zhì)條件,而另一方面主要是缺乏了比較詳細(xì)地質(zhì)資料,造成支護(hù)參數(shù)發(fā)生偏差。相比之下發(fā)生偏差是導(dǎo)致地質(zhì)災(zāi)害主要因素,因此就要采用一定技術(shù)避免災(zāi)害發(fā)生,目前使用較廣的就是超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù),有力補(bǔ)充了地質(zhì)勘測資料不足點(diǎn),有效降低了發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。本案例中就使用了TSP―203超前的地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng),對淺埋段進(jìn)行測試。開挖前通過預(yù)測與探測工作面的地質(zhì)與水文情況,能夠取得圍巖的類別和斷層帶以及破碎帶的性質(zhì)、位置、規(guī)模等信息,并依據(jù)信息綜合分析,做出判斷及預(yù)報(bào)成果。本案例將位置設(shè)定在左線的ZK40+584,而接收位置設(shè)定在掌子面的ZK40+584處,對前方113m實(shí)施超前預(yù)報(bào),設(shè)計(jì)了炮點(diǎn)24個(gè),接收器一個(gè),采樣間隔62.5us,記錄時(shí)間為451.125ms,總共采樣7128個(gè)。對采集TSP數(shù)據(jù)通過TSPwin軟件進(jìn)行處理,最后獲得到P波、SV波及SH波的時(shí)間深度偏移剖面、時(shí)間剖面及反射層提取物的參數(shù)等。
圖3 波速分布
圖4 深度偏移剖面示意圖
4.2 超前支護(hù)技術(shù)
淺埋段的自穩(wěn)能力差,常常發(fā)生開挖面的圍巖失穩(wěn),因此是施工中要采用錨桿、鋼支撐及噴射混凝土層等各種初期支護(hù),但是僅僅靠這種措施也還難以穩(wěn)定圍巖,所以還要在開挖之前就使用超前支護(hù)技術(shù),這種技術(shù)有如下幾種。
表2 超前支護(hù)措施
本案例中選擇管棚法,就是將鋼管安插到鉆好的孔中,沿著隧道開挖的輪廓外有規(guī)則的排列形成了鋼管棚,在管內(nèi)注漿,和型鋼鋼架共同組合成了預(yù)支護(hù)系統(tǒng),用來支撐與加固穩(wěn)定性較弱的圍巖。為了確保開挖之后管棚鋼管長度足夠,縱向的兩組管棚鋼長度都超過了3.0m,當(dāng)然如果要考慮到防塌和放水,其鉆孔環(huán)向距應(yīng)為30―50cm,如下圖所示。
圖5 管棚形狀
5 結(jié)束語
總之,要確保公路質(zhì)量必然要重視隧道淺埋段地質(zhì)災(zāi)害,就要對該段所處環(huán)境、水文等進(jìn)行分析,結(jié)合施工實(shí)況制定出合理施工技術(shù),降低地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生幾率,確保整個(gè)公路工程施工進(jìn)度和質(zhì)量。
【參考文獻(xiàn)】
[1]蔣樹屏.我國公路隧道工程技術(shù)的現(xiàn)狀及展望[J].交通世界,2008(Z1)..
[2]王潤福,孫國慶,李治國.圓梁山隧道進(jìn)口填充型溶洞注漿施工技術(shù)[J].隧道建設(shè),2008, 23 (2).
[3]陳建勛,楊忠,袁雪戡.秦嶺終南山特長公路隧道大埋深段施工監(jiān)測及分析[J].建筑科學(xué)與工程學(xué)報(bào),2009,23(3).
[4]江亦元,王星華.高原凍土隧道支護(hù)技術(shù)及工藝試驗(yàn)研究[J].2009,27(8).
摘要:在某環(huán)境地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目中使用無人機(jī)進(jìn)行低空航測,獲取數(shù)字高程模型DEM和數(shù)字正射影像DOM數(shù)據(jù),并在此基礎(chǔ)上解譯地質(zhì)災(zāi)害信息,經(jīng)實(shí)地檢查,航測數(shù)據(jù)平面及高程數(shù)據(jù)精度可靠,解譯準(zhǔn)確率高,該技術(shù)方法可在此類工作中推廣。
關(guān)鍵詞:環(huán)境地質(zhì)調(diào)查;無人機(jī);數(shù)字正射影像;數(shù)字高程模型
本世紀(jì)初以來,受人類活動(dòng)以及全球化的影響,世界各地地質(zhì)災(zāi)害活動(dòng)頻繁,其發(fā)生的規(guī)模、數(shù)量和分布均呈上升趨勢[1]。隨著煤礦、鐵礦等各類礦山開采規(guī)模不斷加大,地面沉陷、塌方、滑坡等地災(zāi)現(xiàn)象發(fā)生頻率變快,給當(dāng)?shù)厝嗣裾I顜砗艽蟛槐?,阻礙了社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展,同時(shí)也給政府管理部門帶來很大困擾。為了研究地質(zhì)災(zāi)害的空間分布特征、發(fā)生原因、并進(jìn)行危險(xiǎn)評(píng)估,最終加強(qiáng)地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)警和防治,則需要對災(zāi)害發(fā)生區(qū)域進(jìn)行認(rèn)真、深入的環(huán)境地質(zhì)調(diào)查研究。過去很長時(shí)間以來一直是工作人員親赴現(xiàn)場采用常規(guī)技術(shù)手段進(jìn)行調(diào)查勘測,但面對著廣闊的調(diào)查區(qū)域和復(fù)雜的環(huán)境地質(zhì),需要投入足夠數(shù)量的人員和巨大的精力,即便如此,仍然有一些人員不能到達(dá)的區(qū)域,無法取得調(diào)查數(shù)據(jù)。無人機(jī)低空攝影測量系統(tǒng)是以無人機(jī)為飛行平臺(tái)搭載傳感器設(shè)備獲取地面遙感信息的遙感測量方式[2]。該技術(shù)與傳統(tǒng)衛(wèi)星遙感和大飛機(jī)航測相比,具有成本低廉、起降方便靈活、作業(yè)周期短、時(shí)效性強(qiáng)、影像分辨率高等優(yōu)勢,在小區(qū)域大比例尺地形圖測繪、應(yīng)急救災(zāi)、國土監(jiān)測、獲取高分辨率正射影像圖方面得到廣泛應(yīng)用[3]。本文以天寶UX5無人機(jī)在華北某環(huán)境地調(diào)項(xiàng)目中的應(yīng)用為例,探討無人機(jī)航測外業(yè)航飛、影像數(shù)據(jù)處理、及成果應(yīng)用,以期在今后此類工作中更好地發(fā)揮其作用,為環(huán)境地質(zhì)調(diào)查工作提供一種可行的技術(shù)方法和實(shí)踐參考。
1天寶UX5無人機(jī)航測系統(tǒng)
美國天寶UX5無人機(jī)航空攝影測量系統(tǒng)包括:配有電子控制裝置的無人飛機(jī)、POS系統(tǒng)、彈射架、TrimbleTablet地面控制器、無線通訊器、Sony高清數(shù)碼相機(jī)、天寶InphoUASMasters數(shù)字?jǐn)z影測量處理軟件等。可得到測區(qū)高精度的DOM、DSM、等高線及植93被地物分類等豐富的地表信息,結(jié)合DSM和DOM可得到真實(shí)的三維場景圖、利用生成的點(diǎn)云數(shù)據(jù)可以快速獲取不同方向不同深度的斷面圖,精度可達(dá)厘米級(jí)。POS系統(tǒng)(PositionOrientationSystem)是高精度定位定向系統(tǒng),采用動(dòng)態(tài)差分GPS技術(shù)和慣性測量裝置IMU,可直接在航測飛行中測定傳感器的位置和姿態(tài),經(jīng)過嚴(yán)格的數(shù)據(jù)處理后獲得6個(gè)外方位元素的高精度值。
2無人機(jī)在環(huán)境地質(zhì)調(diào)查中的應(yīng)用
2.1工作區(qū)概況
無人機(jī)航測工作區(qū)總面積80km2,位于山西省境內(nèi)太行山區(qū)中段,區(qū)內(nèi)海拔850~1250m之間,地貌以丘陵和低山為主。在開始航測工作前遭遇了暴雨侵襲,山體塌方、滑坡較多。區(qū)內(nèi)煤礦眾多,存在較多地質(zhì)災(zāi)害隱患,在該區(qū)域進(jìn)行環(huán)境地質(zhì)調(diào)查的目的就是為了查清塌陷區(qū)土地、房屋建筑、基礎(chǔ)設(shè)施等破壞情況,研究分析采礦地面塌陷發(fā)育規(guī)律,總結(jié)土地恢復(fù)治理模式及綜合整治對策。為此需要進(jìn)行無人機(jī)航測工作,以取得滿足要求的DEM(數(shù)字高程模型)和DOM(數(shù)字正射影像),并在DOM上對地質(zhì)災(zāi)害體進(jìn)行解譯,獲取地質(zhì)災(zāi)害的空間屬性數(shù)據(jù)。
2.2無人機(jī)低空航測
航測前首先在測區(qū)進(jìn)行了E級(jí)GNSS控制測量,平面采用1980西安坐標(biāo)系、高程采用1985國家高程基準(zhǔn),目的是為下一步像控點(diǎn)測量提供基準(zhǔn)數(shù)據(jù)。像控點(diǎn)均布設(shè)在單架次飛行區(qū)域的四角和中心,均為平高控制點(diǎn)。像控點(diǎn)標(biāo)志為邊長1m以上的兩個(gè)對頂點(diǎn)三角形,可在航拍照片上清晰判讀,在水泥等硬化地面布設(shè)的像控點(diǎn)標(biāo)志采用白色油漆噴涂,在土質(zhì)地面使用白灰制作。
2.3航測數(shù)據(jù)處理
無人機(jī)航飛影像處理采用InphoUASMaster軟件完成??杖龜?shù)據(jù)處理后,基本定向點(diǎn)平面中誤差為0.126m、高程中誤差為0.093m,均符合《低空數(shù)字航空攝影測量內(nèi)業(yè)》規(guī)范規(guī)定。進(jìn)行DEM加工生產(chǎn)時(shí)注意使用特征數(shù)據(jù)、等高線、高程注記點(diǎn)數(shù)據(jù)等參與DEM的生成,并將DEM套合到立體模型上,檢查點(diǎn)位是否切準(zhǔn)地面、另外檢查面狀水域的格網(wǎng)高程是否符合水面高程特征規(guī)律。不同圖幅DEM接邊不少于2排同名格網(wǎng)點(diǎn),并檢查有無漏洞,確保無縫拼接。當(dāng)同名格網(wǎng)點(diǎn)高程差小于2倍高程中誤差時(shí),取平均值作為同名格網(wǎng)點(diǎn)最終高程。經(jīng)空三加密提取連接點(diǎn)進(jìn)行匹配后的像片疊加DEM,UASMaster軟件對其進(jìn)行正射糾正后生成數(shù)字正射影像DOM并進(jìn)行檢查,對高架橋、立交橋、大壩等引起的影像拉伸和扭曲應(yīng)進(jìn)行了相應(yīng)處理。利用實(shí)測的檢查點(diǎn)數(shù)據(jù)對DOM平面精度進(jìn)行檢核,其平面位置中誤差為±0.12m,滿足地物點(diǎn)平面位置中誤差不大于1.2m的規(guī)范要求[6]。對生成的相鄰單幅DOM需進(jìn)行拼接鑲嵌,鑲嵌時(shí)避開大型建筑物和影像差異較大的位置,盡量選擇在河、路、溝、渠、田埂等帶狀地物的邊線,以保證鑲嵌后的影像無明顯拼接痕跡,過渡自然,紋理清晰。最后對鑲嵌影像進(jìn)行色彩、亮度和對比度的調(diào)整,通過勻色處理縮小影像間的色調(diào)差異,使色調(diào)均勻、反差適中、層次分明,保持地物色彩不失真。
3結(jié)論
開展環(huán)境地質(zhì)調(diào)查工作需要大量的數(shù)字高程模型DEM、數(shù)字正射影像圖DOM、數(shù)字線劃圖DLG等數(shù)字地理信息數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù),采用傳統(tǒng)技術(shù)手段則周期長、成本高[7],而無人機(jī)低空航測技術(shù)具有“三高一低”的特點(diǎn),即高機(jī)動(dòng)性、高分辨率、高度集成和低成本[8],可以很好地彌補(bǔ)前者不足,本文實(shí)例已成功對其進(jìn)行印證,因此建議在今后的環(huán)境地質(zhì)調(diào)查工作中大力推廣無人機(jī)低空航測技術(shù)。
參考文獻(xiàn):
[1]陳思思,陳笑峰,劉悅,等.ArcGIS環(huán)境下的系列無人機(jī)影像災(zāi)害樣本庫建設(shè)[J].測繪,2014,37(6):268-271.
[2]王帥永,唐川,何敬,等.無人機(jī)在強(qiáng)震區(qū)地質(zhì)災(zāi)害精細(xì)調(diào)查中的應(yīng)用研究[J].工程地質(zhì)學(xué)報(bào),2016,26(4):713-719.
[3]李超.基于天寶UX5無人機(jī)攝影測量的成圖實(shí)踐[J].地礦測繪,2016,32(2):25-27.
[4]康學(xué)凱.基于無人機(jī)航測系統(tǒng)的無控制測繪試驗(yàn)研究[J].礦山測量,2016,44(5):61-65.
[5]高姣姣,顏宇森,盛新蒲,等.無人機(jī)遙感在西氣東輸管道地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查中的應(yīng)用[J].水文地質(zhì)工程地質(zhì),2010,37(6):126-129.
[6]何碧波,倪峰,鄭明燈.無人機(jī)航測若干問題分析[J].地理空間信息,2016,14(12):13-14.
[7]王延蓮.無人機(jī)航測技術(shù)在地質(zhì)環(huán)境治理中的應(yīng)用分析[J].中國高新技術(shù)企業(yè),2014,284(5):83-84.
Abstract: Underground river has very important scientific significance and economic value for the development and protection of groundwater resources and the stability evaluation of geological engineering. The research of the underground river also has an important guiding value for the construction and build smoothly of the underground reservoir. Combined with detailed field investigation, it analysed the reservoir area of seasonal natural lakes in Pojiao town at Maguan County, such as the geological structure, lithology, hydrogeological conditions and the engineering geological conditions. Based on these conditions, it analyzed some characteristics, such as the formation conditions, spatial distribution, main channel and leakage of the underground river, and it provided scientific theory foundation for the proposed underground river reservoir project.
關(guān)鍵詞: 暗河;水文地質(zhì)條件;工程地質(zhì)條件;發(fā)育特征;馬關(guān)縣
Key words: underground river;hydrogeological conditions;engineering geological conditions;development characteristics;Maguan County
中圖分類號(hào):P64 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1006-4311(2016)21-0133-03
0 引言
漁塘暗河位于文山馬關(guān)縣坡腳鎮(zhèn),區(qū)內(nèi)為中低山構(gòu)造侵蝕、溶蝕地貌,地勢由北向南逐漸降低。該暗河屬清水河中游段,流經(jīng)至馬固天然湖泊由碳酸鹽巖落水洞沒入地下以伏流的形式徑流約20km后從漁塘村流出,往東徑流8.5km匯入盤龍河,最終流入紅河。
漁塘暗河處于巖溶水的補(bǔ)給、徑流區(qū),地下水循環(huán)交替較快,常發(fā)生地下襲奪現(xiàn)象。大氣降水為主要的補(bǔ)給來源,但區(qū)內(nèi)降水分布不均,呈現(xiàn)南西多,北東少的特點(diǎn),每年7~12月份易發(fā)生洪澇災(zāi)害,而旱季又缺水嚴(yán)重。因此地下暗河的考查尤為重要,能為擬建暗河水庫提供有力的資料依據(jù),若建庫成功,可解決當(dāng)?shù)鼐用窦竟?jié)性水淹和缺水的問題,對周邊氣候環(huán)境改善亦可起到積極地作用。
1 地質(zhì)概況
1.1 地層巖性
區(qū)內(nèi)出露主要地層以泥盆系(D)和第四系(Q)出露為主。其中泥盆系分為中統(tǒng)和上統(tǒng),中統(tǒng)古木組(D2g)以中厚層白云巖夾泥灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r及灰?guī)r為主,局部夾薄層硅質(zhì)巖、硅質(zhì)灰?guī)r;中統(tǒng)東崗嶺組(D2d)以灰色-深灰色中層至塊狀隱晶和細(xì)晶灰?guī)r夾白云巖為主;上統(tǒng)(D3)以灰色、深灰色中-厚層夾泥質(zhì)灰?guī)r及鮞狀灰?guī)r為主,局部夾白云巖。第四系中坡殘積層(Q4el+dl)含紅褐色、褐黃色粘土、粉質(zhì)粘土夾角礫等,沖洪積層(Q4al+pl)以灰色、灰黃色、灰褐色粘土、砂卵礫石混漂石為主,強(qiáng)度低且厚度變化大。
1.2 地質(zhì)構(gòu)造
區(qū)內(nèi)褶皺、斷裂發(fā)育,新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈(圖1)。根據(jù)構(gòu)造行跡的組合規(guī)律和其所反映出來的地殼運(yùn)動(dòng)方式和方向可分為文山巨型環(huán)狀旋鈕構(gòu)造、八寨底泥斷裂、文麻大斷裂、山車橋頭斷裂四種構(gòu)造類型。
文山巨型環(huán)狀旋鈕構(gòu)造主要由一系列弧形褶皺和斷裂組成,整個(gè)旋鈕構(gòu)造分為維摩~珠琳褶皺帶、裸家邑~舊莫中生帶沉降帶、文山~那灑褶皺帶、懂馬中生沉降帶四個(gè)構(gòu)造層。八寨底泥斷裂為壓性斷裂,形狀呈舒緩波狀,由南西向北東延伸,有碎屑巖夾層分布在其斷層帶上。文麻大斷裂屬壓扭性斷裂,呈歹字型分布。山車橋頭斷裂屬壓性斷層,形態(tài)呈舒緩波狀,由西北向東南斜沖,沿其斷層帶見有輝長輝綠巖侵入體,地層直立、倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象明顯。
1.3 巖溶發(fā)育特征
區(qū)域內(nèi)巖溶發(fā)育具有多期性[1],早期以水平溶蝕作用為主,晚期由于地殼上升侵蝕不斷增強(qiáng),以垂向形態(tài)為主,形成典型的古峰、峰從、洼地和巖溶山地等地貌特征,局部形成落洞、漏斗、天窗、巖溶塌陷等地表現(xiàn)象。
勘察區(qū)內(nèi)巖溶發(fā)育具有明顯的水平分帶及垂直分帶特性[2],屬強(qiáng)巖溶發(fā)育區(qū),地表巖溶形態(tài)以溶洞(圖2~3)、落水洞、巖溶洼地(圖4~5)、漏洞等為主,巖溶率5%~10%。地面以下至100m以上為垂直滲流帶,巖溶發(fā)育以垂向的溶隙、溶洞、落水洞、天窗為主,屬強(qiáng)巖溶發(fā)育帶;100~160m為地下水平徑流帶,巖溶以完整的水平溶洞、溶隙、暗河徑流通道居多,屬中等巖溶發(fā)育帶;160m以下為地下水深不循環(huán)帶,巖溶發(fā)育以溶孔、溶隙為主,屬弱巖溶發(fā)育帶。溶洞、暗河及洼地特征如下圖。
1.4 水文地質(zhì)條件
區(qū)內(nèi)大氣降水是地下水最主要的補(bǔ)給來源,徑流多以暗河、寬大溶隙形式呈紊流狀態(tài)運(yùn)動(dòng),暗河流域內(nèi)以溶蝕管道、溶蝕裂隙排泄為主。受地下溶蝕空間影響,局部排泄不暢,豐水期可形成天然湖泊。
庫區(qū)地下水類型為松散巖類孔隙水和碳酸鹽巖類巖溶水兩大類,其中以巖溶水為主。孔隙水賦存于第四系殘坡積層和沖洪積層中,殘坡積層厚度薄,地下水補(bǔ)給微弱,透水性和富水性較弱,沖洪積層分布于庫區(qū)底部,透水性相對較強(qiáng)。巖溶水埋藏于D2d、D3碳酸鹽巖含水巖溶裂隙和溶洞中,透水性中等,巖溶發(fā)育以溶隙、溶孔為主,其中溶隙是地下水的主要賦水空間和運(yùn)移通道。
1.5 工程地質(zhì)條件
測區(qū)主要為堅(jiān)硬層塊狀結(jié)構(gòu)碳酸鹽巖巖組、較堅(jiān)硬至堅(jiān)硬層狀結(jié)構(gòu)碎屑巖巖組、軟至硬塑狀松散結(jié)構(gòu)土體等三種類型的巖組。一把傘庫區(qū)地形坡度約20°~30°,局部為陡崖,庫盆多為石漠化,局部為第四系殘坡積層覆蓋,庫岸基巖。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查,未發(fā)現(xiàn)滑坡、崩塌等不良地質(zhì)現(xiàn)象。石丫口庫區(qū)呈“V”字形槽谷,庫岸地形坡度45°~60°,局部較陡,庫盆多為石漠化,局部為第四系殘坡積層覆蓋,庫岸基巖,其邊坡穩(wěn)定性較好[3]。小坡腳、舊寨等地工程地質(zhì)條件與石丫口基本一致。馬固庫區(qū)內(nèi)地形坡度約10°~15°,盆地內(nèi)大部份地段為第四系殘坡積層覆蓋,局部地段有基巖零星出露,殘坡積層厚度變化大,庫岸基巖,庫岸邊坡類型為碎裂結(jié)構(gòu)巖質(zhì)邊坡。
2 暗河分布及發(fā)育特征
區(qū)內(nèi)發(fā)育有較完整的呈東西向分布的暗河系統(tǒng),在空間上呈樹枝狀展布,主通道從馬固至水淹壩,在主河道南北兩側(cè)各發(fā)育一條次級(jí)暗河。暗河流域內(nèi)主要有三條斷裂,分別為F2、F3、F5,其中F2和F5斷層對暗河影響較大。F2斷層為北側(cè)暗河的主控?cái)鄬?,總體走向呈NE62°,傾向WS,傾角較陡,在65°~70°之間,斷層破碎帶較寬,富水性和導(dǎo)水性強(qiáng)。F5斷層總體走向呈NE52°,傾向NE,傾角較陡,在55°~70°之間,斷層面有明顯的擦痕、斷層崖分布,屬壓扭性斷裂。斷層及暗河分布特征見圖6。
2.1 暗河主通道探查及其特征
暗河主通道從大馬固往東經(jīng)小坡腳、一把傘、水淹壩至磨古科,轉(zhuǎn)往南至淹平再往東至出口。經(jīng)探查,大馬固片區(qū)為暗河上游段,由于落水洞、溶隙、溶孔等發(fā)育,與地下暗河相連。片區(qū)主要分布碳酸鹽巖地層,區(qū)內(nèi)構(gòu)造發(fā)育,大馬固北部盆地分布有F2、F3斷層,控制著暗河分布,南側(cè)有F5斷層,為碎屑巖與碳酸鹽巖的分界線,其暗河水流量為1~2.0m3/s,與下游觀測流量(4~6.0m3/s)相差較大。分析此為上層通道,并非暗河主通道。石丫口片區(qū)毛毛樹洼地發(fā)育有落水洞(D03),呈近東西向展布,與暗河主管道相連通,判斷暗河主通道分布在落洞(D03)與石丫口溶洞之間。一把傘區(qū)內(nèi)構(gòu)造發(fā)育,主要分布F2斷層,斷層橫穿一把傘湖泊,且控制著暗河北側(cè)支流發(fā)育,洼地內(nèi)發(fā)育有2處落水洞。據(jù)地下水位長觀資料分析,推算暗河地下水位標(biāo)高在1288m附近,為暗河主管道。山車電站至下陰洞段,分布有F5斷層,為碎屑巖與碳酸鹽巖分界線。受斷層構(gòu)造控制,暗河管道主要沿F5斷層延伸。巖溶發(fā)育以落水洞、溶隙、溶孔、管道為主。
經(jīng)進(jìn)一步的探查和資料分析,由于巖溶發(fā)育的不均一性,暗河具有明顯的三個(gè)階梯。第一級(jí)階梯為底層巖溶發(fā)育區(qū),巖溶發(fā)育以暗河、管道為主,體積巖溶率較低,蓄水空間少;第二階梯為中層巖溶發(fā)育區(qū),巖溶發(fā)育以暗河、管道、溶孔為主,溶蝕空間較大,儲(chǔ)水空間較多;第三階梯為頂層巖溶發(fā)育區(qū),巖溶發(fā)育形態(tài)以暗河、管道、溶孔為主,溶蝕空間較大,儲(chǔ)水空間較多;近地表巖溶形態(tài)主要表現(xiàn)為孤峰、溶蝕洼地、槽谷。
2.2 暗河北側(cè)支流特征
該次級(jí)暗河發(fā)育于主河道北側(cè),其上游主要沿F2斷層延伸,發(fā)育在D2d地層中,下游主要發(fā)育在D2g地層中。暗河為季節(jié)性河流,豐水期由于阻水點(diǎn)的存在,使主河道水位迅速抬升,北支的河道變成低鄰河谷??菟冢眰?cè)河道靠周圍山體地下水側(cè)向補(bǔ)給暗河水,流量較小。
2.3 暗河南側(cè)支流特征
主河道南側(cè)次級(jí)暗河主要沿F5斷層延伸,豐水期暗河主通道排泄不暢水位抬高,從地形地貌看南支河道明顯與舊寨、石丫口形成低鄰谷關(guān)系,然而在豐水期舊寨、石丫口形成湖泊,南側(cè)支流未發(fā)現(xiàn)明顯水位變化。說明南側(cè)支流在上游與主河道無水力聯(lián)系,且匯水面積較小,逕流量小。
3 滲漏分析
主河道與次級(jí)河道間有地下分水鄰存在,枯季時(shí)水位較低,但在洪水季節(jié)由于阻水點(diǎn)的存在,致使主河道水位迅速抬升。
區(qū)內(nèi)主要滲漏地段為越谷進(jìn)入北支河道地段和越谷進(jìn)入南支河道地段[4-6],北支河谷與一把傘湖泊形成低鄰河谷關(guān)系的主要有銷廠和下長沖兩個(gè)點(diǎn);銷廠地勢低凹,分布在主河道與北支河道的地下水分鄰附近,無斷層等構(gòu)造通過,其地下水通道應(yīng)以管道、溶孔、溶隙為主,連通不暢,不易形成較大溶蝕管道,越谷水流從此處經(jīng)過的可能性較小。一方面,F(xiàn)2斷層經(jīng)上長沖至下長沖呈北東南西向展布,利于溶蝕作用的產(chǎn)生;另一方面,北支河道上游段沿F2斷層展布,通過分析,當(dāng)一把傘湖泊水位抬升至1338m左右時(shí),地下水沿F2斷層帶越谷進(jìn)入北支河道中,初步查明一把傘至下長沖(F2斷層)為主要滲漏段。南支河道地段,暗河主管道與南側(cè)支流形成明顯低鄰谷關(guān)系的為石丫口湖泊,經(jīng)過探查,當(dāng)石丫口湖水位抬升至1375m左右時(shí)出現(xiàn)側(cè)向滲漏,抬升至1386m左右時(shí)湖水沿石丫口低凹點(diǎn)出流,滲漏及出流水從石丫口往南流入南支暗河中。水庫蓄水后石丫口落水洞附近為主要滲漏段。
4 暗河對工程的影響評(píng)價(jià)
暗河探明對于工程建設(shè)具有重要的科學(xué)意義。初步探查,暗河主管道徑流區(qū)出露地層、巖性、構(gòu)造、水文工程地質(zhì)條件及暗河主管道巖溶發(fā)育特征已基本查明,但暗河具置尚未探明,暗河通道截流位置及防滲處理所需地質(zhì)資料不完善,對于建庫有較大影響。
暗河北側(cè)支流中,當(dāng)?shù)叵滤?337m附近時(shí),地下水開始越流往北側(cè)暗河管道排泄,建庫時(shí)易造成滲漏問題。因此,需查明暗河北側(cè)支流分布位置及滲漏問題,并對其作防滲帷幕灌漿處理[7]。
暗河南側(cè)支流中,當(dāng)石丫口湖水位抬升至1375m左右時(shí)出現(xiàn)側(cè)向滲漏,抬升至1386m左右時(shí)湖水沿石丫口低凹點(diǎn)溢流,往南坡腳鎮(zhèn)方向排泄。對于建庫影響較大,需進(jìn)一步探明其水文地質(zhì)條件。在一把傘地區(qū)附近,封堵暗河主管道,可能產(chǎn)生沿F2斷裂滲漏;另外,水庫蓄水后,水位抬高至1386m,湖水會(huì)沿石丫口溢流或沿溶蝕裂隙、管道產(chǎn)生滲漏。
5 結(jié)論
綜上所述,暗河區(qū)內(nèi)具備良好的儲(chǔ)水空間,溶蝕洼地、槽谷為天然的儲(chǔ)水場所,暗河補(bǔ)給、徑流、排泄條件復(fù)雜的水文地質(zhì)單元較清晰,單元內(nèi)地層、巖性、構(gòu)造、水文及工程地質(zhì)條件明了,為擬建暗河水庫提供了有利的地質(zhì)條件。因此根據(jù)上述分析,在借鑒已有類似研究的基礎(chǔ)上,特提出以下建議措施:
①漁塘暗河全長18km,落差近480m,流域內(nèi)具備良好的儲(chǔ)水空間,因此可進(jìn)行水庫與電站聯(lián)合開發(fā)。
②暗河封堵后可能產(chǎn)生的滲漏會(huì)對建庫工程造成嚴(yán)重的影響,可結(jié)合建庫地址防滲帷幕進(jìn)行帷幕灌漿處理。
③水位抬高至1386m時(shí),石丫口主要為側(cè)向滲漏段,建議進(jìn)一步對石丫口做勘察工作,查明巖體風(fēng)化程度、滲透性及地下水位變化情況,為下一步工作開展提供更加充分的資料依據(jù)。
參考文獻(xiàn):
[1]黃晨暉,呂勇,易勝.滇東南巖溶區(qū)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育分布規(guī)律及其防治對策――以文山縣為例[J].地質(zhì)災(zāi)害與環(huán)境保護(hù),2008,19(3):7-10.
[2]苗德海.宜萬鐵路野三關(guān)隧道響水坪地下暗河發(fā)育特征及方案研究[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),2012(8):75-79.
[3]陳建宏,王凱,鐘福生.多重影響因素下的邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法及應(yīng)用[J].科技導(dǎo)報(bào),2013,31(20):20-25.
[4]范玉龍,萬軍偉,晁念英,等.洞坪水庫巖溶發(fā)育規(guī)律及水庫滲漏條件分析[J].中國巖溶,2003,22(2):130-135.
[5]張耀.曲江洞水電站地下暗河建庫的水文地質(zhì)條件分析[J].陜西水利,2010(1):107-108.
關(guān)鍵詞:過江地鐵;區(qū)間隧道;車站;施工管控 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
中圖分類號(hào):U231 文章編號(hào):1009-2374(2015)21-0186-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2015.21.093
某地鐵項(xiàng)目包括一個(gè)車站和長江雙線隧道,其中盾構(gòu)區(qū)間長約3013m;涉及沿線諸多建筑物、街道、長江大堤等。工程項(xiàng)目規(guī)模宏大,涉及面廣。本文從地質(zhì)條件、施工對象、施工關(guān)鍵點(diǎn)等方面進(jìn)行分析和論述,針對可能出現(xiàn)問題給出相應(yīng)對策,為項(xiàng)目順利實(shí)施提出合理化建議。
1 隧道過江及沿線水下環(huán)境和地質(zhì)條件相對復(fù)雜
1.1 隧道地質(zhì)條件復(fù)雜
區(qū)間隧道施工,盾構(gòu)距離基巖面較近,不排除隧道可能局部侵入泥巖巖層。穿越的地層富含地下水,其上部江中的水頭壓力較大,故易引起突涌水和流沙,而導(dǎo)致洞頂上部坍塌,江水倒灌。因此要求盾構(gòu)機(jī)的密封性和抗?jié)B能力應(yīng)適應(yīng)本工程所處的飽和粉細(xì)砂、粉砂地層,同時(shí)還要能滿足開挖風(fēng)化基巖的需要。盾構(gòu)掘進(jìn)過程中還將可能遇到上軟下硬的情況,要具備良好的調(diào)整控制能力。
1.2 車站環(huán)境復(fù)雜影響因素多
隧道兩端屬鬧市區(qū),高層建筑物、地下管線較多,因此要注意盾構(gòu)通過時(shí)地面的沉降、建筑物偏斜位移、管線安全等,施工控制難度高,對道路、管線、建筑物及周圍環(huán)境的影響極大。車站雖然位于城市次干道之下,但地下管線的遷移仍會(huì)對周圍居民、單位等造成一定程度的不利影響;車正好位于路堤下,該站兩側(cè)有生活小區(qū)、小學(xué)及一些臨街商業(yè)用房,造成一定的施工難度和干擾。加之兩端均有盾構(gòu)始發(fā),都需預(yù)留盾構(gòu)工作井及管片生產(chǎn)加工及養(yǎng)護(hù)和堆場,所占場地較大,因此如何合理有序安排規(guī)劃該區(qū)域施工至關(guān)重要。
2 關(guān)鍵工序施工對策
2.1 區(qū)間隧道施工控制
穿越長江的隧道是本項(xiàng)目極其主要的關(guān)鍵內(nèi)容,且隧道是雙線并行,長度達(dá)3013.4m,深達(dá)江底-34.0m高程,長度大,縱坡長,江底地層復(fù)雜,水壓大,施工難度大,對盾構(gòu)設(shè)備施工要求高,工期緊。
2.1.1 盾構(gòu)施工控制。盾構(gòu)機(jī)選型必須結(jié)合地質(zhì)條件充分論證;盾構(gòu)機(jī)拼裝、調(diào)試、保養(yǎng)應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)備的相關(guān)規(guī)定要求;確保盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)路線及姿態(tài)的精確性和盾構(gòu)推進(jìn)速度的適時(shí)控制;同步跟蹤注漿和壁后二次注漿的有效控制;盾構(gòu)管片鋼模制作的精確度;盾構(gòu)管片生產(chǎn)質(zhì)量的控制;盾構(gòu)管片拼裝質(zhì)量的控制;管片間止水條安裝質(zhì)量的控制;初期支護(hù)的有效實(shí)施和噴射混凝土質(zhì)量控制;外包防水施工質(zhì)量控制以及混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量控制等。
2.1.2 關(guān)于盾構(gòu)管片的生產(chǎn)和堆放場地的建議。在盾構(gòu)掘進(jìn)前,應(yīng)做到提前生產(chǎn)約200~300環(huán)的管片,正常后的管模堆儲(chǔ)數(shù)量應(yīng)結(jié)合總進(jìn)度計(jì)劃決定。一個(gè)城市地鐵建設(shè)將延續(xù)15~20年之久,而目前隧道襯砌的管片是由各標(biāo)段的承包商自行建廠自產(chǎn)自用,當(dāng)一條線路分成若干標(biāo)段以后,勢必由數(shù)個(gè)承包商施工,也要建立數(shù)個(gè)管片廠,施工結(jié)束,工程隨即撤除或轉(zhuǎn)移到另一區(qū)間標(biāo)段,另行重建,重復(fù)花費(fèi)了建設(shè)資金,原來已經(jīng)熟練的生產(chǎn)流程及生產(chǎn)管理又要從頭再來,既不經(jīng)濟(jì),而且質(zhì)量并不穩(wěn)定,對工程進(jìn)度也有一定的影響,生產(chǎn)噪音以及環(huán)境保護(hù)對居民的影響,均不容忽視。因此,建議在市區(qū)各處設(shè)立管片生產(chǎn)的專業(yè)工廠,類似商品混凝土一樣,委托專業(yè)廠家向各標(biāo)段供應(yīng)商品化的管片,使之逐漸走向市場化應(yīng)該是可行的,對于管片的生產(chǎn)質(zhì)量是有利的。
2.2 車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工控制
車站及風(fēng)井圍護(hù)結(jié)構(gòu)的施工是主體工程地鐵車站能否如期順利施工的關(guān)鍵,其質(zhì)量及進(jìn)度必須嚴(yán)格認(rèn)真合理安排。城市地鐵工程的施工均在地下進(jìn)行,但一些項(xiàng)目又必段采取明挖方法進(jìn)行施工,因此周邊邊坡的穩(wěn)定直接關(guān)系到車站周邊建筑群、房屋乃至居民的出行安全等,圍護(hù)結(jié)構(gòu)或支撐失穩(wěn)都將給工程帶來災(zāi)難性的后果,杭州地鐵的事故即是前車之鑒,應(yīng)引以為戒、高度重視。沒有質(zhì)量也就沒有進(jìn)度可言。不論是主體結(jié)構(gòu)或附屬結(jié)構(gòu)每一個(gè)質(zhì)量環(huán)節(jié)都不容忽視。
本工程連續(xù)墻的關(guān)鍵是做好槽孔分期澆筑間混凝土的接縫質(zhì)量,應(yīng)合理選擇墻段接縫處的止水結(jié)構(gòu)。根據(jù)類似工程的經(jīng)驗(yàn),建議采用工字鋼止水接頭形式,可有效增加連續(xù)墻的抗?jié)B能力。此法是在一期槽孔成槽后,在兩端插入比槽孔略深的工字鋼,設(shè)法固定,靠二期槽孔的一面用砂礫石回填,然后澆筑一期槽孔混凝土;待混凝土凝固后用高壓水沖去接頭處回填的砂礫,之后進(jìn)行二期槽孔的施工;最后工字鋼被埋設(shè)在兩期墻段的接縫之間,形成良好止水。
2.3 車站施工控制
2.3.1 土方開挖施工。車站、風(fēng)道、風(fēng)井、盾構(gòu)井的土方全部是采用明挖法或半蓋挖法施工,在確保圍護(hù)結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定的前提下,要特別注意開挖方式和開挖程序,否則不均衡的開挖將導(dǎo)致圍護(hù)墻的不均勻受力,造成破壞事故的發(fā)生,承包商也應(yīng)認(rèn)真編制詳盡的施工組織設(shè)計(jì)和施工措施,以確?;拥拈_挖安全和質(zhì)量,為后續(xù)主體結(jié)構(gòu)混凝土澆筑工作創(chuàng)造良好的施工條件和空間。
2.3.2 車站兩端的盾構(gòu)井旋噴樁施工。車站兩端的盾構(gòu)井旋噴樁施工工作量大,持續(xù)時(shí)間長。因此承包商設(shè)備的選型、配置、數(shù)量、備品備件、施工技術(shù)水平能力都直接關(guān)系到本工程的成敗。除此之外,還有風(fēng)井的圍護(hù)墻―混凝土連續(xù)墻及墻下的帷幕灌漿,根據(jù)招標(biāo)文件提供的資料顯示,隧道過江后一側(cè)的風(fēng)井維護(hù)墻深達(dá)78.1m,厚1.5m,另一側(cè)風(fēng)井墻體也深達(dá)51m,厚1.2m。如此深厚的混凝土連續(xù)墻施工進(jìn)度控制必須制定嚴(yán)密的施工組織設(shè)計(jì)及嚴(yán)格認(rèn)真細(xì)致的措施計(jì)劃和質(zhì)量保證措施,雖不占關(guān)鍵線路工期,但對其施工難度應(yīng)引起高度重視,開工之初就應(yīng)著手實(shí)施。
2.3.3 基坑基礎(chǔ)面應(yīng)及時(shí)封閉。根據(jù)該地區(qū)淺層地質(zhì)情況,黏土開挖量將占大多數(shù),呈飽和、可塑狀態(tài);施工期間,基坑內(nèi)受雨水、外來水、施工用水的影響,安全文明施工難以保證,且影響施工質(zhì)量和進(jìn)度。為改善對工程實(shí)體和城市環(huán)境的影響,建議在基坑開挖到保護(hù)層后,在分區(qū)分塊清理基礎(chǔ)面保護(hù)層達(dá)到建基面時(shí),及時(shí)分區(qū)分塊封閉,封閉措施可采用澆薄層混凝土和噴射砂漿或噴射混凝土等。
2.3.4 主體工程土建混凝土澆筑施工。這是地鐵工程百年大計(jì)的根本,混凝土質(zhì)量的好壞優(yōu)劣,以及防水效果,都直接影響地鐵長期有效的安全運(yùn)行,建筑材料的質(zhì)量控制要求和強(qiáng)度的監(jiān)測,施工工藝及措施等將是質(zhì)量控制的關(guān)鍵?;炷恋臐仓半[蔽驗(yàn)收要到位,特別注意模內(nèi)垃圾、泥土和油污等雜物要清除,做好澆筑準(zhǔn)備工作,同意澆筑后才能進(jìn)行;混凝土澆筑應(yīng)連續(xù)進(jìn)行,因故必需間歇時(shí),檢查承包商控制好間歇時(shí)間;檢查混凝土澆筑時(shí)的振搗情況,振搗必須密實(shí),不得漏振;檢查混凝土在初凝前的收漿抹平處理。如一次澆筑量比較大,需提前與商品混凝土供應(yīng)廠家召開協(xié)調(diào)會(huì)議,確保混凝土一次澆筑到位,保證施工質(zhì)量。
3 加強(qiáng)工程施工測量控制
工程施工測量控制是整個(gè)工程質(zhì)量控制的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié),對整個(gè)工程總目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)具有極其重要的影響。地鐵工程是地下線狀工程,按單位工程進(jìn)行分標(biāo)段招標(biāo)施工,不僅相鄰標(biāo)段存在聯(lián)系測量控制問題,單位工程也存在地面至地下的聯(lián)系測量控制問題,而且每一工程部位、每道工序都存在放樣和檢測的問題;暗挖及盾構(gòu)隧道施工還要把測量點(diǎn)引入洞內(nèi),測量難度較大;盾構(gòu)推進(jìn)進(jìn)度快,對測量精度要求十分嚴(yán)格;及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)糾偏。
4 提前做好拆遷與地下管線拆移改線工作
根據(jù)本工程車站與區(qū)間隧道的布置情況,應(yīng)適時(shí)啟動(dòng)單位、居民拆遷與地下管線的拆移改線工作。由于地下管線均系市政工程,應(yīng)協(xié)調(diào)市政相關(guān)部門盡快處置,尤其是對于排污管道、光纜、電信、燃?xì)狻⒆詠硭扰c市民息息相關(guān)的、專業(yè)性較強(qiáng)的設(shè)施設(shè)備。單位和居民拆遷是涉及市民切身利益的大事,不是一蹴而就的,要盡早開始,否則一旦承包商進(jìn)場后因拆遷而延誤工程工期,因而要特別關(guān)注“釘子戶”事件的發(fā)生,人的疏解更甚于交通疏解。
5 結(jié)語
由于工程條件與施工條件復(fù)雜,建議業(yè)主組織建立由業(yè)主、設(shè)計(jì)、監(jiān)理及承包商有關(guān)人員組成的《地質(zhì)預(yù)測預(yù)報(bào)及工程處理領(lǐng)導(dǎo)小組》;在盾構(gòu)掘進(jìn)及基坑圍護(hù)開挖施工中及時(shí)收集整理分析變形及地質(zhì)信息,深入現(xiàn)場組織指導(dǎo)施工。建議業(yè)主組織成立防治地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急預(yù)警體系,制定應(yīng)急機(jī)制及應(yīng)急預(yù)案措施,在組織資源、操控措施上給予保證,必要時(shí)啟動(dòng)響應(yīng),防止或減輕災(zāi)害程度,保證工程建筑物穩(wěn)定及施工人員安全。
參考文獻(xiàn)
[1] 蔡偉才.質(zhì)量控制在地鐵工程項(xiàng)目管理中的作用[J].中國高新技術(shù)企業(yè),2009,(3).
[2] 朱旬.關(guān)于地鐵施工技術(shù)控制問題與措施的探究[J].中國建筑金屬結(jié)構(gòu),2013,(22).
[3] 李俊鋒.復(fù)雜地質(zhì)地鐵施工技術(shù)淺談[J].科技視界,2014,(36).
[4] 吳江.地鐵施工中盾構(gòu)法應(yīng)用技術(shù)探析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2015,(4).
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