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水电站竖井群开挖施工方法综述

一、工程概况

（一）概述

xx水电站位于xx省xx林区大九湖乡xx村处，是沿渡河流域五级开发的第一级，坝址以上控制集雨面积84.7km2，多年平均流量2.86m3/s，年径流量0.902亿m3，总库容3390万m3。xx水电站正常蓄水位1530m，坝型为砼面板堆石坝，坝高64.3m，坝顶全长147m；右岸无压泄洪洞长190m，引水隧洞轴线全长9835m，由进水口、压力隧洞、竖井、调压井和高压钢管组成。其中调压井、1#竖井、2#竖井、3#竖井组成本工程的竖井群。调压井一侧布置通风斜井。电站机组引用流量7.98m3/s，设计水头487.40m，装机两台，单机1.5万KW，多年平均发电量9480万KW·h，水库调节性能为完全年调节是开发的中型电站工程。

引水系统竖井群参数

名称

中心线桩号

顶高程（m）

底高程（m）

总高（m）

开挖洞径

（m）

备注

开挖量（m3）

调压井

6+768

1555.7

1477.2

78.5

5.9

通风斜井长度8m、

倾角30°、洞径2.2m

2000

1#竖井

6+797

1473.494

1273.494

200

3

1413

2#竖井

7+063

1123.662

1123.66

150

3

1060

3#竖井

8+953

1118.79

1018.79

100

3

706

（二）工程地质

1、调压井地质条件，位于板桥河与冷水河所夹持的脊状山体中，地面高程1568m，地形坡角40°~50°,坡面基岩裸露，岩性为寒武系下统石龙洞组灰岩，岩层倾角71°,弱风化带下限埋深37.8m，岩体完整，结构面不发育，调压井工程地质良好，上部为天河板组泥质条带状灰岩，下部为石龙洞组灰岩。

2、1#竖井、2#竖井地质条件，地层为寒武系下统石龙洞组，岩性组成为灰色中，厚层状灰岩及白云质灰岩，岩层走向与洞轴线夹8°~33°,岩体新鲜完整，围岩基本稳定。

3、3#竖井地质条件，地层为寒武系下统石牌组，岩性组成为泥质粉砂岩及砂岩，岩层走向与洞轴线夹角41°,岩体新鲜，较完整。

二、开挖施工方案

xx水电站竖井和调压井都是暗藏式的，所以在选择施工方法时，要考虑围岩的类别、交通条件、断面尺寸、竖井高度和工期等因素。原则是有条件的尽可能采用地质钻机先钻钢丝绳孔再用吊篮法从下向上全断面开挖的施工方法，不具备条件的采用先挖导井再扩挖的施工方法。

1、1#竖井、2#竖井开挖施工方法

采用吊罐法开挖，先开挖上下通道，然后用钻机钻设钢丝绳孔（孔径110mm），上部安装起吊设备，下部开挖避炮洞，利用吊罐作为操作平台钻孔。因1#、2#竖井为小断面竖井，所以开挖时一次性由下而上全断面开挖，不再另进行导井开挖。竖井石碴掉至下部通道后，在防护棚的防护下人工出碴。

机具就位竖井吊罐开挖施工工艺流程框图

机具就位

吊罐就位

施工准备

↓

钻炮眼

↓

装药

↓

吊罐至避炮洞

↓

爆破

↓

洒水排烟

↓

出碴

否↓

否

监控量测、安全检查

临时支护

安全判定

是↓

进入下一循环

1·1施工辅助系统布置1·1·1施工用电

竖井下口主要用电设备为11KW通风机及1T卷扬机，动力线路采用三相四线制70mm2铝芯线；竖井上口主要用电设备为8T慢速卷扬机，动力线路采用三相四线制50mm2铝芯线。竖井上下口照明采用16mm2铝芯线，竖井掌子面照明及信号用电采用36V安全电压，线路采用4mm2橡胶电缆。洞内输电干线或动力照明线路安装在风水管路的另一侧，分层架设，其原则是：高压在上，低压在下；干线在上，支线在下；动力线在上，照明线在下。电线架设符合有关安全规程，并接好地线，施工用电线路在经验收合格后供电。

1·1·2施工用风

在下平洞支洞口配备一台10m3空压机，平洞段供风采用3寸高压风管，竖井掌子面供风采用2寸高压软胶管。

1·1·3施工通风

竖井开挖爆破后，在竖井上口利用钢丝绳孔洒水将炮烟带至竖井下口，再用11KW轴流通风机将炮烟吸出至下平洞支洞口，通风管直径为500mm。

1·1·4施工用水

竖井开挖风钻施工用水在下平洞支洞口工作面附近的山坡上建一容量为5m3的高位水池，水池高程超过竖井上口高程30m以上。从附近溪流中抽水至高位水池，再用1寸水管引入竖井掌子面上。

1·1·5通讯设施

竖井掌子面与竖井上口卷扬机利用电铃相互联络，竖井掌子面与竖