豎井?dāng)U大開挖施工工法

wordword12/12word豎井?dāng)U大開挖施工工法中國水利水電第一工程局遇柏成1．前言在水利水電建設(shè)中，隨著社會(huì)的進(jìn)步，施工技術(shù)的開展，豎井開挖的截面積和豎井深度越來越大。深大豎井的施工如何保證施工安全、施工質(zhì)量與保證施工進(jìn)度是施工中的一大難題。小灣水電站地下廠房，設(shè)有地下連通上室圓筒阻抗式調(diào)壓井兩座，調(diào)壓井尺寸〔直徑×高〕Φ×。1#、2#調(diào)壓井兩井軸線相距。中國水利水電第一工程局在小灣電站豎井施工中，工程技術(shù)人員科學(xué)研究、精心施工，掌握并改良了豎井施工工藝技術(shù)，解決深大豎井開挖施工的問題。為我國大直徑豎井開挖施工做出了典，其在施工的安全上、開挖質(zhì)量上、進(jìn)度上均得到了保障。2．工法的特點(diǎn)2．1開挖采用反井鉆機(jī)進(jìn)展導(dǎo)井施工2．2采用六部位分層分區(qū)擴(kuò)挖。2．3尾水調(diào)壓井開挖斷面大，又有F27斷層穿過，施工難度大，施工安全問題突出。2．4洞室斷面大，開挖需分層分塊進(jìn)展，且一次支護(hù)工程量大，要求與時(shí)，施工通道的安排和施工組織協(xié)調(diào)較為困難。3．適用圍大直徑、深豎井開挖施工。4．工藝原理5．施工工藝流程與操作要點(diǎn)5．1施工工藝流程：調(diào)壓井開挖順序：連通上室上層開挖→調(diào)壓井球冠開挖→連通上室下層開挖→井筒反導(dǎo)井開挖→導(dǎo)井?dāng)U挖→井筒擴(kuò)挖→安全支護(hù)。5.2操作要點(diǎn)：一、導(dǎo)井開挖連通上室下層開挖完畢后，首先用反井鉆機(jī)在每條尾水調(diào)壓井中心鉆一Φ216mm導(dǎo)孔，然后采用LM-200反井鉆機(jī)鉆取一φ反導(dǎo)井。LM-200反井鉆機(jī)導(dǎo)孔、導(dǎo)井開挖如如下圖所示；LM-200反井鉆機(jī)導(dǎo)孔、導(dǎo)井開挖方法示意圖二、調(diào)壓井?dāng)U挖由于尾調(diào)井開挖直徑大，開挖溜渣量大，為保證導(dǎo)井溜渣順暢，對(duì)導(dǎo)井進(jìn)展二次擴(kuò)挖，擴(kuò)挖成φ，采用人工手風(fēng)鉆由上至下分層開挖，根據(jù)開挖揭露的實(shí)際地質(zhì)情況，對(duì)巖層破碎帶進(jìn)展隨機(jī)錨桿和掛網(wǎng)噴砼支護(hù)，以保證導(dǎo)井?dāng)U挖安全，人員與材料用吊籠運(yùn)輸。井筒每層擴(kuò)挖分成兩半圓、三個(gè)臺(tái)階共6個(gè)區(qū)依次開挖，開挖順序見如下圖，圈、中圈和外圈呈臺(tái)階狀擴(kuò)挖，圈Фm，中圈Ф26.0m，外圈Ф34～38m，由向外依次超前1排炮。采用手風(fēng)鉆造孔由上至下分層開挖，外臺(tái)階設(shè)計(jì)輪廓線實(shí)施光面爆破，人工配小型反鏟扒渣，分層進(jìn)尺，人員與材料用吊籠運(yùn)輸。遇斷層破碎帶視情況采取超前固結(jié)灌漿和超前錨桿等措施。井筒向下擴(kuò)挖10米后，在ELm制作安裝一個(gè)懸臂平臺(tái)，作為人員、材料進(jìn)入吊籠的通道。人員和材料上下靠布置在連通上室廊道的卷揚(yáng)機(jī)通過起吊平臺(tái)起吊吊籠上下。爆渣下落到尾水隧洞，然后用3m3導(dǎo)井形成后，即進(jìn)展井筒擴(kuò)挖、圈、中圈與外圈的開挖。具體爆破參數(shù)如下：一、井筒爆破參數(shù)：見表-1井筒爆破參數(shù)表-1部位孔名鉆孔參數(shù)裝藥參數(shù)孔徑mm孔深cm孔距m炸藥單耗Kg/m3藥徑mm單孔藥量kg總裝藥量kg井筒擴(kuò)挖崩落孔50300900．6335周邊孔50300600．6325合計(jì)二、擴(kuò)挖爆破參數(shù)：見表5-2擴(kuò)挖爆破參數(shù)表5-2部位孔名鉆孔參數(shù)裝藥參數(shù)孔徑mm孔深cm孔距m炸藥單耗Kg/m3藥徑mm單孔藥量kg總裝藥量kg圈擴(kuò)挖崩落孔50300120-12635中圈擴(kuò)挖崩落孔50300119-12335井筒擴(kuò)挖崩落孔50300121-12235周邊孔503005525合計(jì)井筒擴(kuò)挖循環(huán)井筒擴(kuò)挖循環(huán)作業(yè)時(shí)間見表5。尾水調(diào)壓井井筒擴(kuò)挖循環(huán)作業(yè)時(shí)間表表工序部位時(shí)間單位測(cè)量放線超前支護(hù)鉆孔裝藥爆破通風(fēng)散煙安全處理圍巖支護(hù)扒渣其它循環(huán)時(shí)間擴(kuò)挖H205214520備注1、排炮循環(huán)進(jìn)尺，每層共分6個(gè)區(qū)開挖。2、月進(jìn)尺估算：根據(jù)作業(yè)循環(huán)時(shí)間，并考慮斷層處理、支護(hù)影響與時(shí)間利用系數(shù)等，估計(jì)月進(jìn)尺為50m/月。6、開挖工藝：開挖工藝詳見第十三章相關(guān)局部。表5.3勞動(dòng)力組織情況表序號(hào)單項(xiàng)工程所需人數(shù)備注1管理人員162開挖工403司機(jī)144起重工65電工46炮工87測(cè)量工68空壓機(jī)工69其他工種12合計(jì)1126．材料與設(shè)備本工法無需特別說明材料，采用的機(jī)具設(shè)備見表6.1序號(hào)設(shè)備名稱規(guī)格與型號(hào)生產(chǎn)能力數(shù)量1手風(fēng)鉆YT-2835m/班402反井鉆機(jī)LM-2005m13空壓機(jī)3/min14空壓機(jī)4L-20/820m335裝載機(jī)WA-380/ZL-40m3/2/16反鏟/推土機(jī)CAT320/TY22032/17裝載機(jī)ZC-3m18自卸車/汽車解放/東風(fēng)12t/5t8/29軸流風(fēng)機(jī)2×37KW310變壓器611自制平臺(tái)8t212龍門起重機(jī)/卷揚(yáng)機(jī)40t/10t2/813水泵2-4寸127．質(zhì)量控制下平開挖施工測(cè)量挖制，利用全站儀將洞外給定的測(cè)量坐標(biāo)點(diǎn)，導(dǎo)入到洞中，經(jīng)反復(fù)校核作點(diǎn)，并利用導(dǎo)入作標(biāo)點(diǎn)進(jìn)展洞挖放樣。7.4豎井施工必須做好支護(hù)。在錨噴支護(hù)施工檢查過程中，與時(shí)糾正施工偏差，控制錨桿孔位、孔向、孔深、注漿飽滿度、砂漿與噴砼配合比等。對(duì)不符合圖紙與規(guī)要求的堅(jiān)決整改。8．安全措施8．1認(rèn)真貫徹執(zhí)行“安全第一，預(yù)防為主〞的方針，根據(jù)國家規(guī)定、條例，結(jié)合施工單位的實(shí)際情況和工程的具體特點(diǎn)，組成專職安全員、班組兼職位安全員、工地安全用電負(fù)責(zé)人參加的安全生產(chǎn)管理網(wǎng)絡(luò)，執(zhí)行安全生產(chǎn)責(zé)任制，明確各級(jí)人員的職責(zé)，抓好工地的安全生產(chǎn)。8.2施工現(xiàn)場按附合防火、防風(fēng)、防雷、防觸電等安全規(guī)定與安全施工要求進(jìn)展布置，并完善布置各種安全標(biāo)識(shí)。8.3嚴(yán)格按照法律、法規(guī)控制爆炸物品的運(yùn)輸、儲(chǔ)存和使用。8.4錨噴支護(hù)隨開挖面與時(shí)進(jìn)展,工作面上施工人員必須佩帶安全帽、系好安全帶，工作現(xiàn)場要有專人協(xié)調(diào)統(tǒng)一指揮。8.4施工現(xiàn)場的臨時(shí)用電嚴(yán)格按照《施工現(xiàn)場臨時(shí)用電安全技術(shù)規(guī)》的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。8．6電纜線路應(yīng)采用“三相五線〞接線方式，電氣設(shè)備和電氣線路必須絕緣良好，場架設(shè)的電力線路其懸掛高度和線間距除按安全規(guī)定要求進(jìn)展外，將其布置在專用電桿上。8．7施工現(xiàn)場的手持照明燈使用36V的安全電壓。8．9建立完善的施工安全保證體系，加強(qiáng)施工作業(yè)中的安全檢查，確保作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化、安全化。9．環(huán)保措施9．1成立對(duì)應(yīng)施工環(huán)境衛(wèi)生管理機(jī)構(gòu)，在工程施工過程中嚴(yán)格遵守國家和地方政府下發(fā)的有關(guān)環(huán)境保護(hù)的法律、法規(guī)和規(guī)章。加強(qiáng)對(duì)施工燃油、工程材料、設(shè)備、廢水、生產(chǎn)生活垃圾、棄渣的控制和治理，遵守有防火和廢棄物處理的規(guī)章制度，隨時(shí)承受相關(guān)單位的監(jiān)視檢查。9．2將施工現(xiàn)場和作業(yè)限制在工程建設(shè)允許的圍，合理布置，做到標(biāo)牌清楚，各種標(biāo)識(shí)醒目，施工場地整潔文明。9．3對(duì)施工中可能影響的各種公共設(shè)施制定可靠的防止損壞和移位的實(shí)施措施，加強(qiáng)實(shí)施中的監(jiān)測(cè)、應(yīng)對(duì)和驗(yàn)證，同時(shí)將相關(guān)方案和要求向全體施工人員詳細(xì)交流。10．效益分析10．1將傳統(tǒng)一次擴(kuò)挖施工方法,改為屢次擴(kuò)挖,減少了導(dǎo)井被爆破石渣堵塞現(xiàn)象.10．2一次擴(kuò)挖采用從下而上進(jìn)展，不需扒碴，極降低了豎井開挖時(shí)的人工扒碴量，加快了施工進(jìn)度。10．3在豎井?dāng)U挖施工中，采用了光面爆破技術(shù)和“新奧法〞支護(hù)，不但保證了施工安全，控制了圍巖松弛圈在50cm以，而且有效地控制了超挖量。10．4由于采用了新工藝、新技術(shù)，施工勞動(dòng)強(qiáng)度和加快了工程進(jìn)度并保證了工期和安全。11．應(yīng)用實(shí)例小灣電站站尾水系統(tǒng)工程11．1工程概況小灣水電站尾水系統(tǒng)調(diào)壓井采用“三機(jī)一井〞布置，設(shè)地下帶連通上室圓筒阻抗式調(diào)壓井兩座，調(diào)壓井尺寸〔直徑×高〕Φ×。調(diào)壓井工程包括1#、2#調(diào)壓井、連通上室與通風(fēng)洞等工程。1#調(diào)壓室與機(jī)組尾水檢修閘門室軸線距離〔廠橫0+169.500〕，2#調(diào)壓室與機(jī)組尾水檢修閘門室軸線距離〔廠橫0+179.500〕，兩井軸線相距，連通上室的高程圍是EL1012.9～φφφ。連通上室開挖底板高程EL1012.900，開挖斷面為方圓型，寬×高=20×。通風(fēng)洞連通機(jī)組尾水檢修閘門室與尾調(diào)連通上室，機(jī)組尾水檢修閘門室一端底板開挖高程EL1029.500，連通上室一端開挖底板高程EL1022.500，洞長，開挖斷面為方圓型，寬××。豎井洞室斷面大，開挖需分層分塊進(jìn)展，且一次支護(hù)工程量大，要求與時(shí)，施工通道的安排和施工組織協(xié)調(diào)較為困難；工程項(xiàng)目與工程量尾水系統(tǒng)工程主要工程量表表部位工程項(xiàng)目尾水支洞檢修閘門室尾水調(diào)壓井尾水隧洞尾水出口合計(jì)石方洞挖〔含井挖〕〔m3〕1750791065001932515327301017660噴砼〔m3〕26773572569539211005網(wǎng)噴〔m3〕242241475245667154預(yù)應(yīng)力錨索〔根〕12653179錨桿〔根〕7514677526341595622743437固結(jié)灌漿〔m〕20015931353073701混凝土澆筑〔m3〕7953743990504031043267319735145311．2施工情況11.2.1從6#施工支洞先升坡進(jìn)入到連通上室上層～EL1030.173，開挖高度m，開挖寬，按中部〔寬8m〕超前2～3排炮，兩側(cè)〔寬6m〕擴(kuò)挖跟進(jìn)的方式開挖。三臂鑿巖臺(tái)車鉆孔，非電毫秒雷管微差爆破，周邊線實(shí)施光面爆破，m3裝載機(jī)挖裝，20t自卸汽車出渣，3液壓反鏟清面。洞渣經(jīng)6#施工支洞→尾閘交通洞運(yùn)至大沙壩存渣區(qū)〔有用料〕或和尚田棄渣場〔無用料〕。連通上室開挖一直延伸貫穿尾調(diào)井，沿尾調(diào)井壁側(cè)用手風(fēng)鉆旋轉(zhuǎn)開挖上升至尾調(diào)球冠頂部，小心細(xì)致地將球冠蓋逐步開挖擴(kuò)大成型并與時(shí)支護(hù)，在中部開挖導(dǎo)井貫穿下部通道，從上往下分層擴(kuò)挖與支護(hù)完成整個(gè)球冠的開挖與支護(hù)施工。調(diào)壓井球冠開挖支護(hù)完畢后，在穹頂中部安裝制作一個(gè)吊點(diǎn)平臺(tái)，作下部施工的起吊支架平臺(tái)。然后轉(zhuǎn)入連通上室下層開挖。連通上室下層開挖完畢后，首先用反井鉆機(jī)在每條尾水調(diào)壓井中心鉆一Φ216mm導(dǎo)孔，然后采用LM-200反井鉆機(jī)鉆取一φ反導(dǎo)井。LM-200反井鉆機(jī)導(dǎo)孔、導(dǎo)井開挖如如下圖與圖10-29所示；LM-200反井鉆機(jī)導(dǎo)孔、導(dǎo)井開挖方法示意圖由于尾調(diào)井開挖直徑大，開挖溜渣量大，為保證導(dǎo)井溜渣順暢，對(duì)導(dǎo)井進(jìn)展二次擴(kuò)挖，擴(kuò)挖成φ，采用人工手風(fēng)鉆由上至下分層開挖，根據(jù)開挖揭露的實(shí)際地質(zhì)情況，對(duì)巖層破碎帶進(jìn)展隨機(jī)錨桿和掛網(wǎng)噴砼支護(hù)，以保證導(dǎo)井?dāng)U挖安全，人員與材料用吊籠運(yùn)輸。井筒每層擴(kuò)挖分成兩半圓、三個(gè)臺(tái)階共6個(gè)區(qū)依次開挖，開挖順序見如下圖，圈、中圈和外圈呈臺(tái)階狀擴(kuò)挖，圈Фm，中圈Фm，外圈Ф34～38m，由向外依次超前1排炮。采用手風(fēng)鉆造孔由上至下分層開挖，外臺(tái)階設(shè)計(jì)輪廓線實(shí)施光面爆破，人工配小型反鏟扒渣