竖井扩大开挖施工工法解决方案.doc

竖井扩大开挖施工工法 中国水利水电第一工程局 遇柏成 1．前言 在水利水电建设中，随着社会的进步，施工技术的发展，竖井开挖的截面积和竖井深度越来越大。深大竖井的施工如何保证施工安全、施工质量及保证施工进度是施工中的一大难题。 小湾水电站地下厂房，设有地下连通上室圆筒阻抗式调压井两座，调压井尺寸（直径×高）Φ32.0m×90.0m。1#、2#调压井两井轴线相距99.5m。中国水利水电第一工程局在小湾电站竖井施工中，工程技术人员科学研究、精心施工，掌握并改进了竖井施工工艺技术，解决深大竖井开挖施工的问题。为我国大直径竖井开挖施工做出了典范，其在施工的安全上、开挖质量上、进度上均得到了保障。 2．工法的特点 2．1 开挖采用反井钻机进行导井施工 2．2 采用六部位分层分区扩挖。 2．3 尾水调压井开挖断面大，又有F27断层穿过，施工难度大，施工安全问题突出。 2．4洞室断面大，开挖需分层分块进行，且一次支护工程量大，要求及时，施工通道的安排和施工组织协调较为困难。 3．适用范围 大直径、深竖井开挖施工。 4．工艺原理 4.1 反井钻机导孔施工完成后，立即安装大钻头进行反导井施工，从而可先期进行上部开挖施工。 4.2 扩挖爆破必须严格控制爆破参数。 4.3 由于扩挖分层分区进行，保证了导井出渣的畅通。 4.4 随时进行支护，加强施工安全管理。 5．施工工艺流程及操作要点 5．1 施工工艺流程： 调压井开挖顺序：连通上室上层开挖→调压井球冠开挖→连通上室下层开挖→井筒反导井开挖→导井扩挖→井筒扩挖→安全支护。 5.2 操作要点： 5.2.1 调压井开挖 一、导井开挖 连通上室下层开挖结束后，首先用反井钻机在每条尾水调压井中心钻一Φ216mm导孔，然后采用LM-200反井钻机钻取一φ1.4m反导井。LM-200反井钻机导孔、导井开挖如下图所示； LM-200反井钻机导孔、导井开挖方法示意图 二、调压井扩挖 由于尾调井开挖直径大，开挖溜渣量大，为保证导井溜渣顺畅，对导井进行二次扩挖，扩挖成φ5.0m，采用人工手风钻由上至下分层开挖，根据开挖揭露的实际地质情况，对岩层破碎带进行随机锚杆和挂网喷砼支护，以保证导井扩挖安全??人员及材料用吊笼运输。井筒每层扩挖分成两半圆、三个台阶共6个区依次开挖，开挖顺序见下图，内圈、中圈和外圈呈台阶状扩挖，内圈Ф14.0 m，中圈Ф26.0 m，外圈Ф34～38m，由内向外依次超前1排炮。采用手风钻造孔由上至下分层开挖，外台阶设计轮廓线实施光面爆破，人工配小型反铲扒渣，分层进尺2.5m，人员及材料用吊笼运输。遇断层破碎带视情况采取超前固结灌浆和超前锚杆等措施。 井筒向下扩挖10米后，在EL1012.9m制作安装一个悬臂平台，作为人员、材料进入吊笼的通道。人员和材料上下靠布置在连通上室廊道的卷扬机通过起吊平台起吊吊笼上下。爆渣下落到尾水隧洞内，然后用3m3装载机配20T自卸车出渣。支护紧跟开挖面，每扩挖一个进尺后即进行支护。 5.2.2 爆破设计 导井形成后，即进行井筒扩挖、内圈、中圈及外圈的开挖。具体爆破参数如下： 一、井筒爆破参数：见表5.2.2-1 井筒爆破参数 表5.2.2-1 部位孔名钻孔参数装药参数孔径 mm孔深 cm孔距 m炸药单耗 Kg/m3药径 mm单孔药量 kg总装药量 kg井筒扩挖崩落孔50300900．63352.3713.0周边孔50300600．63250.7571.25合计784.25 二、扩挖爆破参数：见表5.2.2-2 扩挖爆破参数 表5.2.2-2 部位孔名钻孔参数装药参数孔径 mm孔深 cm孔距 m炸药单耗 Kg/m3药径 mm单孔药量 kg总装药量 kg内圈扩挖崩落孔50300120-1260.66352.2103.4中圈扩挖崩落孔50300119-1230.67352.2314.6井筒扩挖崩落孔50300121-1220.57352.2270.6周边孔50300550.57250.7578.0合计780.6 5.2.3 井筒扩挖循环 井筒扩挖循环作业时间见表5.2.3。 尾水调压井井筒扩挖循环作业时间表 表5.2.3 工序 部位时间单位测量放线超前支护钻孔装药爆破通风散烟安全处理围岩支护扒渣其它循环时间扩挖H20520.51450.520备注1、排炮循环进尺2.5m，每层共分6个区开挖。 2、月进尺估算：根据作业循环时间，