THUYẾT MINH BIỆN PHÁP tổ CHỨC THI CÔNG HẠNG mục GIẾNG điều áp

Thuyết minh BPTC Giếng điều áp - Thuỷ điện Suối Chăn THUYẾT MINH BIỆN PHÁP TỔ CHỨC THI CÔNG HẠNG MỤC: GIẾNG ĐIỀU ÁP I GIỚI THIỆU CHUNG 1) Khái qt chung Cơng trình thủy điện Suối Chăn nằm Suối Chăn (Nậm Chăn), thuộc địa phận hai xã Làng Giàng Nậm Rạng huyện Văn Bàn tỉnh Lào Cai, có toạ độ địa lý sau: - Toạ độ địa lý tuyến đập: 104 012'32" kinh độ Đông, 22006'43" vĩ độ Bắc - Toạ độ địa lý nhà máy: 104013'13" kinh độ Đông, 22007'30" vĩ độ Bắc Diện tích tồn lưu vực Suối Chăn 723 km 2, chiều dài sơng 52.4km Tháp điều áp nhà máy thủy điện có tác dụng làm giảm tác hại nước đường hầm dẫn nước phía trước tua bin phía sau đóng mở cửa hầm dẫn nước cho dừng chạy tua bin (đặc biệt mở cửa van nhận nước đưa nước vào hầm dẫn đóng cửa van tua bin chạy tua bin) Tháp nối với hầm dẫn nước đoạn giếng đứng Họng giếng có đường kính 4,4m; đường kính đoạn giếng chìm D=8m; đường kính đoạn giếng đứng hở D = 16m, cao trình đáy tháp +181,0m, cao trình đỉnh tháp +214,0m 2) Ngun lí làm việc tháp điều áp • Trường hợp giảm tải: Khi giảm đột ngột lưu lượng tua bin từ Q xuống Q1 qn tính dịng chảy lưu lượng hầm dẫn nước Q có số lưu lượng Q = Q – Q1 chảy vào giếng làm cho mực nước giếng nâng dần lên từ chênh lệch mực nước thượng lưu (trong hồ) giếng giảm dần dẫn đến vận tốc dòng chảy tăng dần lưu lượng hầm giảm dần Nhưng qn tính dịng chảy mực nước giếng không dừng mực nước tương ứng với lưu lượng Q hầm mà tiếp tục dâng lên thêm cao mực nước thượng lưu Sau để cân thủy lực nước phải chạy lại thượng lưu, mực nước giếng hạ xuống Công ty Cổ phần ĐT & XD Long Thành Tây Nguyên Thuyết minh BPTC Giếng điều áp - Thuỷ điện Suối Chăn qn tính lại hạ xuống mực nước cân dòng chảy lại phải chảy vào giếng Cứ mực nước giếng theo chu kì tắt dần Cuối mực nước giếng dừng lại mực nước ổn định ứng với lưu lượng Q1 • Trường hợp tăng tải: Khi lưu lượng qua tua bin tăng đột ngột mực nước giếng hạ xuống Z dao động theo chu kì tắt dần, ngược lại với trường hợp * Từ nguyên lí làm việc giếng ta có sơ đồ vận hành: Khi đóng cửa van, áp lực đường hầm tăng lên, lượng tức thời giải phóng nhờ vào hệ thống giếng điều áp tuyến đường hầm phía trước bảo vệ Khi mực nước dâng giếng lớn cửa van mở, nước đường hầm áp lực đột ngột giảm làm ảnh hưởng tới nguồn cấp không kịp dẫn đến tượng va đập nước làm hư hại tới cánh tua bin II Thi công giếng điều áp 1) Lựa chọn phương pháp thi cơng Hiện có số phương pháp thi cơng giếng điều áp sau: Phương pháp chính, yếu tố Đường hầm nằm ngang thơng qua phía Sự phù hợp điều kiện địa chất Phương pháp đào giếng truyền thống (đào từ xuống) Phương pháp đào từ lên sử dụng thùng cũi treo Phương pháp sử dụng tổ hợp khoan ngược Phương pháp khoan giếng máy khoan dẫn hướng Không hạn chế Cần thiết Cần thiết Cần thiết Chỉ phù hợp giới hạn nhỏ 100m Đường kính ÷ 4m Khơng thuận lợi Cao Đường kính lớn 3,5m Tốt Khơng hạn chế Tốt < 100m Đường kính giếng Khơng hạn chế Khơng hạn chế Điều kiện làm việc Thuận lợi Giá thành Thấp Độ sâu giếng Đường kính 2m Khơng thuận lợi Thấp Công ty Cổ phần ĐT & XD Long Thành Tây Nguyên Cao Thuyết minh BPTC Giếng điều áp - Thuỷ điện Suối Chăn Thời gian xây dựng Cơng nghệ xây dựng An tồn Dài Khơng hạn chế An toàn Ngắn Cao Ngắn Cao Ngắn Cao An toàn thấp An toàn thấp An toàn Căn vào điều kiện kĩ thuật, ta sử dụng phương pháp khoan giếng máy khoan dẫn hướng, kết hợp với nổ mìn mở rộng giếng có đường kính lớn 2) Sơ đồ công nghệ thi công giếng điều áp 2.1 Quy trình thi cơng máy khoan dẫn hướng Trước sử dụng máy khoan cần đảm bảo điều kiện cần thiết điều kiện mặt lắp đặt máy (có mặt hố móng miệng giếng đường giao thông tiếp cận tới để vận chuyển tổ hợp máy khoan tới vị trí lắp đặt), nguồn cung cấp điện 0,6KV, có đầy đủ thơng tin điều kiện địa chất khu vực cơng trình thi cơng qua, có đường hầm ngang phía thi cơng tới vị trí đáy giếng Quy trình thi công máy khoan dẫn hướng thể qua sơ đồ sau: Bước Đổ bê tông bệ máy, lắp đặt neo giữ máy Bước Lắp đặt máy khoan, định vị hướng khoan Bước Khoan dẫn hướng đường kính D = 150mm Bước Lắp đặt đầu cắt mở rộng Bước Khoan doa giếng từ lên, đường kính D= 1000mm Bước Hạ tháo đầu cắt mở rộng, tháo dỡ máy khoan dẫn hướng Bước Khoan nổ mở rộng giếng đến đường kính thiết kế, thải đá qua giếng dẫnNgun Cơng ty Cổ phần ĐT & XD Long Thành Tây Thuyết minh BPTC Giếng điều áp - Thuỷ điện Suối Chăn Bước Bước áp 2.2 Sơ đồ thi công đào Giếng điều - B1: Đổ bê tông bệ máy, lắp đặt neo giữ máy - B2: Lắp đặt máy khoan, định vị hướng khoan - B3: Khoan dẫn hướng đường kính D = 150mm - B4: Lắp đặt đầu cắt mở rộng - B5: Khoan doa giếng từ lên, đường kính D= 1000mm - B6: Hạ tháo đầu cắt mở rộng, tháo dỡ máy khoan dẫn hướng - B7: Khoan nổ mìn mở rộng giếng với đường kính đào D = 9,6m - B8: Khoan nổ mìn phần giếng mở rộng - B9: Thi cơng Bê tơng Giếng điều áp - B10: Hồn thiện công tác thi công Giếng điều áp Tổ chức thi công Giếng điều áp 3.1 Thi công khoan dẫn hướng Dùng máy toàn đạc điện tử DTM322, vào mốc thi cơng ban quản lí dự án cung cấp mốc nhà thầu lập để xác định tim giếng điều áp Xây dựng bệ đặt máy khoan, sử dụng cần cẩu KH180 45T hạ máy khoan xuống đáy buồng sau lắp đặt vào bệ móng cố định hệ thống neo Khoan dẫn hướng thực theo chiều từ xuống dưới, cao độ miệng giếng đến cao độ đỉnh hầm ngang qua đáy giếng Trong trình khoan, việc nối dài cần khoan thực nhờ cấu tay nâng thủy lực Mặt khoan ép nhờ hệ thống ép nước rửa mặt kiểu pít tơng Tốc độ khoan dẫn hướng trung bình đạt từ 3÷5m/h Sau kết thúc khoan dẫn hướng, tiến hành lắp đặt đầu cắt mở rộng Công ty Cổ phần ĐT & XD Long Thành Tây Nguyên Thuyết minh BPTC Giếng điều áp - Thuỷ điện Suối Chăn đầu giếng nơi giao cắt với đường hầm ngang Đầu cắt mở rộng vận chuyển qua hầm ngang vào vị trí lắp đặt ô tô Liên kết cần khoan đầu cắt mở rộng liên kết ren Vì vậy, trình lắp đặt, cần phối hợp nhịp nhàng người điều khiển máy miệng giếng người thao tác lắp đặt đầu cắt mở rộng đáy giếng Tại vị trí lắp đặt đầu cắt mở rộng phải đảm bảo nghiêm ngặt điều kiện thơng gió, chiếu sáng, thơng tin liên lạc hữu tuyến Sau lắp đặt xong đầu cắt mở rộng, tiến hành khoan doa mở rộng giếng với đường kính ∅= 1000mm theo chiều từ lên Tốc độ khoan doa mở rộng đạt từ 4,5÷6m/ca Tuy nhiên, để đảm bảo nhịp nhàng công tác khoan xúc chuyển, chu kì nên khoan từ 2÷3m, sau dừng lại để xúc chuyển hết mạt khoan đáy giếng, tránh tình trạng mạt khoan tập trung nhiều gây tắc giếng Tốc độ khoan doa mở rộng thực tế đạt từ 160÷180m/tháng Mạt khoan xúc bốc vận chuyển ngồi tơ kết hợp với máy cào vơ Công tác khoan doa mở rộng dừng lại mũi khoan cách cao độ miệng giếng 5m nhằm đảm bảo an tồn cho máy khoan phía Sau kết thúc công tác khoan doa mở rộng, xúc bốc hết mạt khoan đáy giếng, tiến hành hạ đầu cắt xuống đáy giếng để tháo dỡ đưa Các cần khoan nối dài nhờ cấu cần thủy lực Trong trình tháo dỡ cần đảm bảo yêu cầu trình lắp đặt Lớp đá để lại từ 5m đào biện pháp khoan nổ mìn, chiều dày lớp đất đá chu kì nổ từ 1,0÷1,5m, không nổ dày để tránh gây tượng tắc đá giếng Ở ta sử dụng máy khoan tay, chia thành nhiều chu kì nổ hết chiều dày phần đất lại Sau khoan doa mở rộng máy khoan dẫn hướng, phải tiến hành khoan nổ mở rộng giếng đến đường kính thiết kế 34m theo chiều từ xuống Do có giếng dẫn, cơng tác xúc chuyển đá thuận tiện nhiều đá thải qua lòng giếng xuống hầm ngang xúc chuyển Để tránh tượng tắc đá giếng dẫn hướng, phải thiết kế hợp lý thông số hộ chiếu khoan nổ mìn theo hướng sử dụng phương pháp nổ mìn vi sai để hạn chế khối lượng đá nổ đồng thời thời điểm tăng mức độ đập vỡ đất đá Thời gian thi cơng khoan dẫn hướng ước tính 14 ngày Công ty Cổ phần ĐT & XD Long Thành Tây Nguyên Thuyết minh BPTC Giếng điều áp - Thuỷ điện Suối Chăn 3.2 Công tác đào mở rộng giếng phương pháp khoan nổ mìn Cơng việc thực sau đoạn hầm áp lực thi công xong đoạn từ nhà van đến tháp điều áp gia cố xong đoạn giao với giếng điều áp để đảm bảo đá rơi từ giếng dẫn hướng xuống không phá hỏng đường hầm áp lực Công tác khoan nổ mìn tiến hành cơng tác khoan doa mở rộng hoàn thành Căn vào điều kiện địa chất tiết diện đào giếng điều áp, chọn phương án thi công giếng điều áp theo sơ đồ nối tiếp tồn phần, cơng tác đào gia cố tạm theo hướng từ xuống, chống cố định theo hướng từ lên Phương án có ưu điểm: + Tốc độ đào giếng nhanh - + Cơng tác phá đá khoan nổ mìn đạt hiệu + Công tác xúc bốc vận chuyển đất đá đơn giản + Cơng tác nước thơng gió đơn giản • Lựa chọn thiết bị khoan nổ mìn Khoan lỗ mìn: Sử dụng máy khoan khí nén cầm tay YT-28 Trung Quốc sản xuất với thông số kĩ thuật sau: Bảng 3.1: Thông số kĩ thuật máy khoan YT-28 Mode l YT 28 - - Trọng lượng (kg) Chiề u dài (mm ) Đường kính xilanh (mm) Áp lực (Mpa) Năn g lượn g (J) Tần suất đập (Hz) 26 661 60 0,4– 0,63 ≥70 ≥37 Năng lượng tiêu hao (L/s) ≤81 Nổ mìn: Ta sử dụng thuốc nổ P113 đường kính 32mm Cơng ty Hóa chất Mỏ Việt Nam sản xuất với thơng số kĩ thuật sau: Bảng 3.2 Thông số kĩ thuật thuốc nổ P113 St t Các tiêu kỹ thuật Thông số Sức cơng nổ P, cm3 Đường kính thỏi thuốc, mm Chiều dài thỏi thuốc, m Trọng lượng gói thuốc, kg Tỷ trọng thuốc nổ, g/cm3 Độ nhạy va đập 320 ÷ 330 32 220 0,2 1,1-1,25 Không Công ty Cổ phần ĐT & XD Long Thành Tây Nguyên Thuyết minh BPTC Giếng điều áp - Thuỷ điện Suối Chăn Khả chịu nước Thời gian bảo quản Tốt tháng Kíp nổ MS bao gồm kíp nổ phi điện, đoạn dây tín hiệu EXEL móc nối ‘J’ với đặc tính kĩ thuật: - Dây tín hiệu EXEL: màu hồng - Đường kính ngoài: 3mm - Độ bền kéo tối thiểu: 45kgF - Độ dài tiêu chuẩn (m): 3,6; 4,9; 6,1; 9… - Thời gian vi sai tiêu chuẩn Bảng 3.3 Đặc tính kíp nổ MS Số vi sai Thời gian Số vi sai Thời gian 0 175 25 200 50 250 75 10 300 100 11 350 125 12 400 150 12 450 Giếng điều áp đào qua khu vực đất đá bị phân lớp mạnh, có đặc điểm địa chất tương đối khác biệt Để đảm bảo hiệu kĩ thuật kinh tế, ta tiến hành tính tốn khoan nổ mìn cho khu vực địa chất riêng biệt a) Khoan nổ mìn đoạn giếng hở - Đoạn giếng hở đào qua đất đá phong hóa mạnh, có đặc điểm địa chất sau: Các tiêu Dung trọng tự nhiên, t/m3 Dung trọng bão hòa, t/m3 Cường độ kháng nén mẫu đá khơ gió, Mpa Cường độ kháng nén mẫu đá bão hòa, Mpa Hệ số Poisson Cường độ tgφ /φ (độ) kháng cắt Lực dính C (Mpa) khối đá Cường độ tgφ /φ (độ) kháng cắt Bê tơngLực dính C (Mpa) đá Mơđun biến dạng, MPa Môđun đàn hồi, Mpa Cường độ kháng kéo, MPa Công ty Cổ phần ĐT & XD Long Thành Tây Nguyên Đới IA2 1.8 1.9 Đới IB 2.64 2.65 - 50 - 45 - 0.3 0.4 / 22 0.7/ 35 0.04 0.25 0.36 / 20 0.62/ 32 0.03 0.20 15 30 - 2,500 5,000 - 0.1 Thuyết minh BPTC Giếng điều áp - Thuỷ điện Suối Chăn Hệ số kiên cố f Hệ số kháng đơn vị K0, Mpa/cm - - 15 Lượng thuốc nổ đơn vị tính theo giáo sư N.M.Pocrovski với trường hợp giếng có mặt thống tính sau: q = (1,2÷1,5).q1.fc.e.kd = 0,8 kg/m3 Trong đó: q1 – Lượng thuốc nổ đơn vị tiêu chuẩn cần để đập vỡ 1m đá nguyên khối Với đá có hệ số kiên cố f= 0÷3 Chọn q1= 0,4 kg/m3 fc – Hệ số cấu trúc đá; đất đá bị phong hóa, có khe nứt nhỏ chọn fc=1,4 e – Hệ số xét tới sức công nổ, Đối với thuốc nổ P113, e = 1,19 kd – Hệ số phụ thuộc vào đường kính thỏi thuốc, với thỏi thuốc d=32mm kd =1,0 vc–Hệ số ảnh hưởng mức độ nén ép đất đá phụ thuộc vào số mặt tự Gương có hai mặt tự do, chọn vc=1,2 • Đường kính lỗ khoan Trong phương pháp khoan nổ mìn tạo biên, theo kinh nghiệm đường kính thỏi thuốc nhỏ đường kính lỗ mìn chất lượng tạo biên tốt Trường hợp sử dụng thỏi thuốc có db = 32mm ta nên lấy dk= db +4÷8mm, ta chọn dk= 42mm • Số lỗ mìn gương Theo giáo sư N.M.Pocrovski ta có cơng thức sau biết trọng lượng, đường kính chiều dài thỏi thuốc: N = = 114,5 lỗ, Ta chọn 115 lỗ Trong đó: q – lượng thuốc nổ đơn vị, q = 0,8 kg/m3 Sg – diện tích gương đào giếng Sg = π.R2 – π.r2 = = 71,56 (m2) R – bán kính đào giếng r – bán kính giếng dẫn hướng a – hệ số nạp mìn; a=0,5 lấy theo bảng lth – chiều dài thỏi thuốc; lth= 0,22m Công ty Cổ phần ĐT & XD Long Thành Tây Nguyên Thuyết minh BPTC Giếng điều áp - Thuỷ điện Suối Chăn mth – trọng lượng thỏi thuốc, mth= 0,2kg Bảng 3.4 Hệ số nạp thuốc a mỏ khơng nguy hiểm khí nổ bụi nổ TT Đường kính bao thuốc nổ, mm 28 – 40 45 Giá trị hệ số nạp thuốc “a” giá trị hệ số kiên cố thay đổi