尾水调压室混凝土施工安全技术方案

安全技术方案1尾水调压室混凝土施工安全技术方案1适用范围本方案适用于电站C4标尾水调压室混凝土衬砌施工。2工程概述电站位于海南省境内，工程建成后其主要任务是承担海南电力系统的调峰、填谷、调频、调相、紧急事故备用和黑启动等任务。电站距海南省海口市、三亚市直线距离分别为106km、110km，距昌江核电直线距离98km。电站安装3台单机容量200MW的可逆式水泵水轮发电机组，总容量600MW，为二等大（2）型工程。枢纽建筑物主要由上水库、输水系统、发电厂房及下水库等4部分组成。尾水调压室竖井中心位于8#施工支洞8支0+538.911m处（尾水调压室中心线桩号：尾0+042.000）。主要包括调压室上室竖井、连接管（含下水平段、弯管段及竖井段）、调压室井体顶部等结构。调压室连接管下部与尾水主洞相连。为保证尾水调压室混凝土施工安全，结合相关文件要求，编制本施工安全技术方案。3编制依据1）《尾水调压室大井钢筋图（1/3～3/3）》和《尾水调压室连接管钢筋图（1/2~2/2）；2）《水电水利工程尾水调压室竖井施工规范》（DL/T5407-2009）；3）《水工混凝土施工规范》（DL/T5144-2015）；4）《水工混凝土结构设计规范》（DL/T5057-2009）；5）《水工建筑物滑动模板施工技术规范》（DL/T5400-2007）；6）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）；7）《水电水利工程施工通用安全技术规程》（DL/T5370-2007）；8）《水电水利工程土建施工安全技术规程》（DL/T5371-2007）；安全技术方案29）《水电水利工程施工安全防护设施技术规范》（DL/T5162-2013）；10）《水利水电工程劳动安全与工业卫生设计规范》（GB50706-2011）；11）《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46-2005）；12）《煤矿用JTP型提升绞车安全检验规范》（AQ1033-2007）13）《一般用途钢丝绳》（GB/T20118-2006）；14）《起重机用铸造滑轮》（JB/T9005-1999）；15）《水电水利工程模板施工规范》（DL/T5110-2013）；16）《水利水电工程施工作业人员安全技术操作规程》（DL/T5373-2007）。4尾水调压室混凝土施工方法及流程尾水调压室衬砌混凝土施工分为调压室大井、竖井段、弯管段和下平段混凝土施工。下平段混凝土搭设脚手架固定钢拱圈通过木模板进行浇筑，弯管段和竖井段均采用滑模进行浇筑。各阶段混凝土作业工序都有一定的差异性，但混凝土施工的主要工序都是相同的，都要经过基岩面或施工缝面的清理、测量放线、钢筋施工、模板施工、预埋件埋设、仓面验收、混凝土浇筑、拆模或滑模后抹面、养护等工序，混凝土浇筑的一个工作流程即完成。根据工程特点，尾水调压室竖井段和弯管段均采用滑模施工。（1）调压室大井滑模施工工艺井壁外爬升杆安装外层钢筋安装EL215.5底板砼底板模体平台搭设模体安装（底板45°斜边模板）内层钢筋安装大井砼滑模井口45°组合模板砼模体改装灌浆。（2）连接管竖井及弯管段滑模施工：连接管竖井及弯管段开挖弯段模体组装下平段砼弯段砼滑模小竖井模体改装小竖井砼滑模模体拆除灌浆。5设备试验滑模正式投入运行前进行滑模的试运行，试运行主要进行滑模液压系统的试验，安全技术方案3检查滑模是否能够正常爬升、千斤顶能否同步运行、液压管路有无漏油、千斤顶行程及限位装置是否正常等，具体试验根据液压系统生产厂家说明书的要求组织进行。滑模试运行满足要求后方可进行混凝土衬砌施工。吊笼在正式投入使用前必须按照载重量根据规范要求进行相应荷载的静载及动载试验，试验满足要求后方可投入使用。6尾水调压室混凝土施工安全分析由于竖井施工的特殊性，混凝土衬砌施工上、下交叉作业难以避免。因此，吊笼提升系统的安全性显得最为重要，在提升系统布置时，要按照规范要求确保提升系统的提升设备、提升钢丝绳、提升容器的选型、安全系数等满足要求。在此基础上要有防止意外情况下的防坠落保护装置，吊笼内要设置与地面人员有效沟通的通讯系统及紧急停止按钮等。井口施工平台及井架作为整个提升系统的承重平台，其结构的稳定性是尾水调压室混凝土衬砌施工安全进行的基础，在进行井口施工平台及井架的设计时，必须对主要构件进行力学分析，确保结构安全。滑模系统尤其是千斤顶液压爬升系统关乎整个混凝土衬砌能否按计划完成，整套滑模系统采用32个GYD-60滚珠型液压千斤顶提供爬升力。6.1提升系统布置及安全保护装置提升系统包括井口平台、双筒缠绕式绞车、钢丝绳、吊笼、防坠系统、转向滑轮、电铃、有线通讯设备、紧急安全开关、限位器；其中双绳缠绕式绞车配有盘式制动器、PLC控制系统、安全保护联锁功能、上位监控功能、防止过卷装置、防止过速保护装置、过负荷和欠电压保护装置、深度指示器失效保护装置、闸间隙保护装置、减速功能保护装置及供电控制柜。提升系统是用绞车作为提升设备，通过钢丝绳绕过安装于井口平台井架顶部的转向滑轮提升吊笼。尾水调压室布置的提升系统主要用于尾水调压室衬砌混凝土施工期间施工材料、设备及人员的垂直运输。1）井口施工平台：井口施工平台参照现行《钢结构设计规范》（GB50017-2003），结合以往施工经验自行设计加工。井口平台在开挖支护期间安装，混凝土施工完成后进行拆安全技术方案4除，平台周边布置1.2m高护栏和30cm高踢脚板，上、下吊笼处布置90cm宽单开门。2）提升系统选择：根据清远抽水蓄能电站及深圳抽水蓄能电站斜、竖井施工的成功经验，尾水调压室提升设备选用更为先进、安全的矿用提升绞车，具体为一台10吨双筒绞车。3）钢丝绳、吊笼：牵引钢丝绳均采用直径φ32mm的（6×37s+FC纤维芯）钢丝绳，制动绳选用两根直径为26mm的钢丝绳。吊笼采用具有专业设计、生产资质的厂家生产的成品。4）防坠系统：牵引失效保护装置采用成品防坠器，拟在吊笼顶部两侧配置一套防坠系统，防坠系统包括抓捕器、制动钢绳、缓冲器、拉紧装置以及连接器等构成。5）紧急安全开关：绞车、吊笼内各安装一组紧急安全开关，并与电源开关联通，在紧急情况下，通过安全开关直接将绞车断电制动，停止运行。6）上、下限位器：上限位开关布置在井架上，下限位开关布置在尾水调压室滑模隔离平台上，均布置机械和光电限位器各一组。限位器信号线采用五芯线进行布置，下限位器信号线沿尾水调压室井壁布置并利用尾水调压室系统锚杆绑扎牢固。6.2吊笼提升系统安全验算尾水调压室井深107.85m，穹顶高7.25m。吊笼自重3.5吨，每次最大允许运输1吨材料和乘坐6人上、下井作业。钢筋、爬杆运输时放置在吊笼两侧专门制作的载料区，载料区和载人区中间通过钢板完全隔离，两者为相对独立的区域。吊笼提升绞车选用2JTP-1.0×1.2P10吨双筒绞车进行牵引，提升钢丝绳选用公称抗拉强度为1870MPa，直径为φ32mm的6×36WS+FC纤维芯钢丝绳。绞车提升吊笼时的最大速度不超过0.75m/s。绞车提升系统最大提升重量计算表表6-1类别吊笼自重吊笼载重提升钢丝绳重量重量3.5吨1.45吨0.57吨计算依据吊笼重1.5吨，（含顶部平衡轮重量）每次最大允许运输1吨材料和乘坐6人（6人×75Kg/人）上、下井吊笼底部在井内到达最小高程为▽215，吊笼底部在井口到达最大高程为▽290，6×36WS+FC纤维芯钢丝绳每米重3.8Kg，提升钢丝绳重量为2×（290-215）×3.8=570Kg=0.57吨合计5.52吨（55.2KN）6.2.1提升钢丝绳安全验算混凝土施工时采用开挖阶段安装的1台10t双筒2JTP-1.0×1.2P型绞车提升吊笼，安全技术方案5由《一般用途钢丝绳》（GBT20118-2006）表19查得公称抗拉强度1870Mpa，直径为32mm的6×36WS+FC纤维芯钢丝绳的最小破断拉力为632KN。钢丝绳破断拉力总和=钢丝绳最小破断拉力×1.226，因此公称抗拉强度1870Mpa，直径为32mm的6×36WS+FC纤维芯钢丝绳的破断拉力总和=1.226×632=774.832KN。钢丝绳安全系数K=钢丝绳破断拉力总和÷钢丝绳牵引力。根据《吊笼有垂直导向的人货两用施工升降机》（GB26557-2011）规范第5.2.2.7条，运动载荷的作用力为所有实际载荷的重量（吊笼、额定载重量、钢丝绳等）乘以冲击系数，冲击系数取值规范原文摘抄如下：5.2.2.7冲击系数运动载荷的作用力为所有实际载荷的重量（吊笼、额定载重量、对重、钢丝绳等）乘以冲击系数μ=1.1+0.264υ，其中υ为额定速度，单位为m/s。如果其他系数被证实更准确，可使用其他系数。μ=1.1+0.264υ=1.1+0.264×0.75=1.298（υ为额定速度，取0.75m/s）绞车提升吊笼时的最大牵引力F牵=1.298×55.2=71.64kN；单边钢丝绳最大牵引力为F=71.64÷2=35.82KN；钢丝绳安全系数K=774.832÷35.82=21.63，满足《水电水利工程施工通用安全技术规程》DL/T5370-2007表9.2.8-1载人提升系统提升钢丝绳安全系数不得小于14的要求。6.2.2提升绞车安全验算《水电水利工程尾水调压室竖井施工规范》DL/T5407-2009第6.3.8条要求：提升扩挖台车和运输台车的卷扬机的提升能力，应为计算最大提升力的1.5倍～2.0倍。规范原文摘抄如下：6.3.8提升扩挖台车和运输台车的卷扬机的提升能力，应为计算最大提升力的1.5倍~2.0倍。扩挖台车和运输台车牵引系统的布置和安全系数，应符合DL/T5370的有关规定。提升吊笼的10吨绞车安全系数为100÷55.2=1.81，满足《水电水利工程尾水调压室竖井施工规范》DL/T5407-2009第6.3.8条要求。6.2.3制动钢丝绳安全验算安全技术方案61）制动绳安全验算吊笼采用两根直径26mm，公称抗拉强度为1670MPa的6×37S+FC纤维芯钢丝绳，每根制动绳顶部固定于井架顶部的I18工字钢上，底部通过锚杆锚固在竖井底板上。由《一般用途钢丝绳》（GBT20118-2006）表19查得公称抗拉强度1670Mpa，直径为26mm的6×37s+FC纤维芯钢丝绳的最小破断拉力为373KN。钢丝绳破断拉力总和=钢丝绳最小破断拉力×1.191，因此公称抗拉强度1670Mpa，直径为26mm的6×37s+FC纤维芯钢丝绳的破断拉力总和=1.191×373=444.243KN。由上述6.1.1节在考虑冲击系数（紧急制动）的情况下计算得出绞车提升吊笼时的最大牵引力F牵=1.298×51.08=66.30kN，制动时两根制动绳所受到的拉力为66.30kN，单根制动绳所受拉力为F=66.30÷2=33.15KN；制动绳安全系数为444.243÷33.15=13.40。因此，制动绳采用两根公称抗拉强度1670Mpa，直径为26mm的6×37s+FC纤维芯钢丝绳满足要求。6.3滑模安装用卷扬机提升系统安全验算尾水调压室滑模在竖井底部组装，主要构件（除模板、抹面平台外）组装完成后，经尾水调压室井口卷扬机（开挖时所用的卷扬机）提升至尾水调压室平洞段顶部60cm（初始浇筑位置）处固定（卷扬机提升组装好的滑模主要构件的最大提升速度不超过0.75m/s），固定采用在初始浇筑位置上部4m范围内沿竖井环向布置的三排锚杆，每排布置有9根Φ25螺纹钢锚杆，入岩4m，外露0.5m。竖井滑模固定后并等待初始浇筑位置下部的混凝土全部浇筑完成后开始进行模板、抹面平台安装及平台板铺设，模板、抹面平台等安装利用下平段浇筑时搭设的施工脚手架作为施工平台进行，模板（每块模板16.4kg）通过人工用绳索从下平段吊至滑模上安装，模板、抹面平台等安装完毕经调试合格后即可进行初始浇筑，滑模安装期间，施工人员通过利用脚手架搭设的爬梯上下滑模。6.3.1提升钢丝绳安全验算在竖井底部组装好的滑模主要构件利用开挖期间布置于井口提升井盖的10吨变频卷扬机提升至289.75m高程并固定，采用公称抗拉强度1670Mpa，直径为26mm的6×36WS+