豎井擴大開挖施工工法

wordword12/12word豎井擴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中，隨著社會的進步，施工技術的開展，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、施工質量與保證施工進度是施工中的一大難題。小灣水電站地下廠房，設有地下連通上室圓筒阻抗式調壓井兩座，調壓井尺寸〔直徑×高〕Φ×。1#、2#調壓井兩井軸線相距。中國水利水電第一工程局在小灣電站豎井施工中，工程技術人員科學研究、精心施工，掌握并改良了豎井施工工藝技術，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、開挖質量上、進度上均得到了保障。2．工法的特點2．1開挖采用反井鉆機進展導井施工2．2采用六部位分層分區(qū)擴挖。2．3尾水調壓井開挖斷面大，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，開挖需分層分塊進展，且一次支護工程量大，要求與時，施工通道的安排和施工組織協(xié)調較為困難。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5．1施工工藝流程：調壓井開挖順序：連通上室上層開挖→調壓井球冠開挖→連通上室下層開挖→井筒反導井開挖→導井擴挖→井筒擴挖→安全支護。5.2操作要點：一、導井開挖連通上室下層開挖完畢后，首先用反井鉆機在每條尾水調壓井中心鉆一Φ216mm導孔，然后采用LM-200反井鉆機鉆取一φ反導井。LM-200反井鉆機導孔、導井開挖如如下圖所示；LM-200反井鉆機導孔、導井開挖方法示意圖二、調壓井擴挖由于尾調井開挖直徑大，開挖溜渣量大，為保證導井溜渣順暢，對導井進展二次擴挖，擴挖成φ，采用人工手風鉆由上至下分層開挖，根據(jù)開挖揭露的實際地質情況，對巖層破碎帶進展隨機錨桿和掛網(wǎng)噴砼支護，以保證導井擴挖安全，人員與材料用吊籠運輸。井筒每層擴挖分成兩半圓、三個臺階共6個區(qū)依次開挖，開挖順序見如下圖，圈、中圈和外圈呈臺階狀擴挖，圈Фm，中圈Ф26.0m，外圈Ф34～38m，由向外依次超前1排炮。采用手風鉆造孔由上至下分層開挖，外臺階設計輪廓線實施光面爆破，人工配小型反鏟扒渣，分層進尺，人員與材料用吊籠運輸。遇斷層破碎帶視情況采取超前固結灌漿和超前錨桿等措施。井筒向下擴挖10米后，在ELm制作安裝一個懸臂平臺，作為人員、材料進入吊籠的通道。人員和材料上下靠布置在連通上室廊道的卷揚機通過起吊平臺起吊吊籠上下。爆渣下落到尾水隧洞，然后用3m3導井形成后，即進展井筒擴挖、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井筒擴挖崩落孔50300900．6335周邊孔50300600．6325合計二、擴挖爆破參數(shù)：見表5-2擴挖爆破參數(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圈擴挖崩落孔50300120-12635中圈擴挖崩落孔50300119-12335井筒擴挖崩落孔50300121-12235周邊孔503005525合計井筒擴挖循環(huán)井筒擴挖循環(huán)作業(yè)時間見表5。尾水調壓井井筒擴挖循環(huán)作業(yè)時間表表工序部位時間單位測量放線超前支護鉆孔裝藥爆破通風散煙安全處理圍巖支護扒渣其它循環(huán)時間擴挖H205214520備注1、排炮循環(huán)進尺，每層共分6個區(qū)開挖。2、月進尺估算：根據(jù)作業(yè)循環(huán)時間，并考慮斷層處理、支護影響與時間利用系數(shù)等，估計月進尺為50m/月。6、開挖工藝：開挖工藝詳見第十三章相關局部。表5.3勞動力組織情況表序號單項工程所需人數(shù)備注1管理人員162開挖工403司機144起重工65電工46炮工87測量工68空壓機工69其他工種12合計1126．材料與設備本工法無需特別說明材料，采用的機具設備見表6.1序號設備名稱規(guī)格與型號生產(chǎn)能力數(shù)量1手風鉆YT-2835m/班402反井鉆機LM-2005m13空壓機3/min14空壓機4L-20/820m335裝載機WA-380/ZL-40m3/2/16反鏟/推土機CAT320/TY22032/17裝載機ZC-3m18自卸車/汽車解放/東風12t/5t8/29軸流風機2×37KW310變壓器611自制平臺8t212龍門起重機/卷揚機40t/10t2/813水泵2-4寸127．質量控制下平開挖施工測量挖制，利用全站儀將洞外給定的測量坐標點，導入到洞中，經(jīng)反復校核作點，并利用導入作標點進展洞挖放樣。7.4豎井施工必須做好支護。在錨噴支護施工檢查過程中，與時糾正施工偏差，控制錨桿孔位、孔向、孔深、注漿飽滿度、砂漿與噴砼配合比等。對不符合圖紙與規(guī)要求的堅決整改。8．安全措施8．1認真貫徹執(zhí)行“安全第一，預防為主〞的方針，根據(jù)國家規(guī)定、條例，結合施工單位的實際情況和工程的具體特點，組成專職安全員、班組兼職位安全員、工地安全用電負責人參加的安全生產(chǎn)管理網(wǎng)絡，執(zhí)行安全生產(chǎn)責任制，明確各級人員的職責，抓好工地的安全生產(chǎn)。8.2施工現(xiàn)場按附合防火、防風、防雷、防觸電等安全規(guī)定與安全施工要求進展布置，并完善布置各種安全標識。8.3嚴格按照法律、法規(guī)控制爆炸物品的運輸、儲存和使用。8.4錨噴支護隨開挖面與時進展,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)調統(tǒng)一指揮。8.4施工現(xiàn)場的臨時用電嚴格按照《施工現(xiàn)場臨時用電安全技術規(guī)》的有關規(guī)定執(zhí)行。8．6電纜線路應采用“三相五線〞接線方式，電氣設備和電氣線路必須絕緣良好，場架設的電力線路其懸掛高度和線間距除按安全規(guī)定要求進展外，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，加強施工作業(yè)中的安全檢查，確保作業(yè)標準化、安全化。9．環(huán)保措施9．1成立對應施工環(huán)境衛(wèi)生管理機構，在工程施工過程中嚴格遵守國家和地方政府下發(fā)的有關環(huán)境保護的法律、法規(guī)和規(guī)章。加強對施工燃油、工程材料、設備、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，隨時承受相關單位的監(jiān)視檢查。9．2將施工現(xiàn)場和作業(yè)限制在工程建設允許的圍，合理布置，做到標牌清楚，各種標識醒目，施工場地整潔文明。9．3對施工中可能影響的各種公共設施制定可靠的防止損壞和移位的實施措施，加強實施中的監(jiān)測、應對和驗證，同時將相關方案和要求向全體施工人員詳細交流。10．效益分析10．1將傳統(tǒng)一次擴挖施工方法,改為屢次擴挖,減少了導井被爆破石渣堵塞現(xiàn)象.10．2一次擴挖采用從下而上進展，不需扒碴，極降低了豎井開挖時的人工扒碴量，加快了施工進度。10．3在豎井擴挖施工中，采用了光面爆破技術和“新奧法〞支護，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，施工勞動強度和加快了工程進度并保證了工期和安全。11．應用實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)調壓井采用“三機一井〞布置，設地下帶連通上室圓筒阻抗式調壓井兩座，調壓井尺寸〔直徑×高〕Φ×。調壓井工程包括1#、2#調壓井、連通上室與通風洞等工程。1#調壓室與機組尾水檢修閘門室軸線距離〔廠橫0+169.500〕，2#調壓室與機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×。通風洞連通機組尾水檢修閘門室與尾調連通上室，機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，開挖需分層分塊進展，且一次支護工程量大，要求與時，施工通道的安排和施工組織協(xié)調較為困難；工程項目與工程量尾水系統(tǒng)工程主要工程量表表部位工程項目尾水支洞檢修閘門室尾水調壓井尾水隧洞尾水出口合計石方洞挖〔含井挖〕〔m3〕1750791065001932515327301017660噴砼〔m3〕26773572569539211005網(wǎng)噴〔m3〕242241475245667154預應力錨索〔根〕12653179錨桿〔根〕7514677526341595622743437固結灌漿〔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〔寬6m〕擴挖跟進的方式開挖。三臂鑿巖臺車鉆孔，非電毫秒雷管微差爆破，周邊線實施光面爆破，m3裝載機挖裝，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井，沿尾調井壁側用手風鉆旋轉開挖上升至尾調球冠頂部，小心細致地將球冠蓋逐步開挖擴大成型并與時支護，在中部開挖導井貫穿下部通道，從上往下分層擴挖與支護完成整個球冠的開挖與支護施工。調壓井球冠開挖支護完畢后，在穹頂中部安裝制作一個吊點平臺，作下部施工的起吊支架平臺。然后轉入連通上室下層開挖。連通上室下層開挖完畢后，首先用反井鉆機在每條尾水調壓井中心鉆一Φ216mm導孔，然后采用LM-200反井鉆機鉆取一φ反導井。LM-200反井鉆機導孔、導井開挖如如下圖與圖10-29所示；LM-200反井鉆機導孔、導井開挖方法示意圖由于尾調井開挖直徑大，開挖溜渣量大，為保證導井溜渣順暢，對導井進展二次擴挖，擴挖成φ，采用人工手風鉆由上至下分層開挖，根據(jù)開挖揭露的實際地質情況，對巖層破碎帶進展隨機錨桿和掛網(wǎng)噴砼支護，以保證導井擴挖安全，人員與材料用吊籠運輸。井筒每層擴挖分成兩半圓、三個臺階共6個區(qū)依次開挖，開挖順序見如下圖，圈、中圈和外圈呈臺階狀擴挖，圈Фm，中圈Фm，外圈Ф34～38m，由向外依次超前1排炮。采用手風鉆造孔由上至下分層開挖，外臺階設計輪廓線實施光面爆破，人工配小型反鏟扒渣