调压井大井和阻抗孔开挖支护施工方案Word格式.docx
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131.13
3
导井开挖
12683.2
4
石方井挖
14260
5
塌方清运
110
6
锚杆①25，L=3.0m
根
840
7
钢筋网：
巾8（20X20cn））
t
11
8
巾6.5（15X15cm）
9
挂网喷砼S=10cm
2m
810
10
导井锁口砼
117.4
大井、阻抗孔砼衬砌
m
3971.49
12
固结灌浆
1305
2、施工准备
2.1测量
调压井开挖施工前测量根据设计图纸测放调压井中心线、开挖轮廓线及高程线，并在开挖过程中加强断面控制，防止严重超欠挖发生，及时准确提供开挖验收资料。
2.2风、水、电供应
（1）供风
导井开挖用风采用两台3m3/min移动式电动空压机供给，石方井挖供风在EL1589.0平台设置一台20m3/min电动空压机，用©
150mm钢管向工作面供风。
（2）供水
从现有水池直接接引至施工用水点。
（3）供电
从调压井施工区现有变压器直接接引至各施工用电点，并且配备一台30KW发电机作
为备用电源。
2.3临时拌合站
浆砌石及喷砼的临时拌合站拟设于调压井井口处，配备JDY-350强制拌合机1台及相应的设施，为井身工作面喷护施工供应拌制喷锚料。
3、导井开挖及支护施工
根据原投标施工方案，导井采用反井钻机开挖，但结合类似工程的施工经验及如下几方面原因，导井采用人工开挖较为合理、可行。
（1）地质条件：
根据相关地质资料及3#施工支洞主控隧洞开挖揭露围岩，调压井井身段围岩为较为软弱、强度较低，且自稳能力及整体性较差的W〜V绢英千枚岩，根据咨询专家及查阅反井钻机性能资料，反井钻机只适用于中等强度围岩井身段的导井开挖，若在此地质条件下仍然采用反井钻机开挖导井，塌孔、卡钻事故无法处理，成孔难度较大；
（2）技术、质量、安全：
由于导井井壁围岩强度较低，采用反井钻机开挖导井无法对导井井壁采取必要的加固处理，在后续大井及阻抗孔扩挖溜渣过程中极易导致导井井壁垮塌、倒悬，导井工程质量、安全无法保证，最终必将导致后续混凝土衬砌施工难度加大、施工机械设备、人员安全无法保证，而采用人工开挖可以根据围岩情况及时采用必要的支护型式（锚喷、固结灌浆、衬砌等）对井壁进行加固处理，确保导井工程质量及工程安全，从根本上确保大井、阻抗孔扩挖、后续混凝土施工顺利进行；
（3）工期：
调压井阻抗孔及大井工程采用反井钻机开挖导井，投标施工工期为385天（2007年8月12日〜2008年8月31日），若采用人工开挖导井施工工期为456天（2009年11月1日〜2011年1月31日），绝对工期较投标延长71天，但根据隧洞标总体施工安排（若2009年11月1日能开始进行3井支洞上游主控隧洞下坑道开挖，2009年12月10日开始隧洞衬砌，调压井底部隧洞衬砌开始施工时间为2011年2月28日），调压井工程施工不占用关键线路施工工期，能满足工程总体工期要求；
（4）施工成本：
由于调压井设计方案较投标时有较大变化（井筒顶部高程由原设计的EL1569抬高至EL1589），以及由于其它种种原因导致调压井工程施工工期严重滞后，期间物价、人工费大幅上涨，工程施工成本增加较大，根据投标时的物价水平，采用反井钻机开挖直径为2.0m的导井，施工成本约为2800元/m，原设计井高82m（EL1569〜EL1487）,合计导井开挖成本约为23.0万元；
而根据目前市场行情，反井钻机开挖同样的导井，施工成本约为
5000元/m,现井高70.075（EL1557〜EL1484.925）,合计导井开挖成本约为
35.1万元；
而采用人工方法开挖同样的导井，施工成本约为3000元/m，合计导井开挖成本约为21.1万元，综合考虑井壁加固处理费用，采用人工开挖导井的施工成本与采用反井钻机开挖导井的施工成本相当，尤其关键的是人工开挖导井可以对导井井壁进行必要的初期加固支护，对后期大井、阻抗孔扩挖以及混凝土衬砌施工具有安全保证作用。
3.1导井施工
（1）导井施工程序
导井施工程序见图一导井施工程序框图，锁口砼设置详见图二导井井口锁口砼详图。
3.0
导井井口锁口砼详图
⑵导井直径为2.0m，采用人工开挖，开挖遵循“短进尺、弱爆破”的
原则，开挖层高不超过1.5m，开挖过程中根据围岩变化情况及时调整爆破参数，需要支护部位必须在支护完成后再进行下部开挖施工。
（3）导井开挖弃渣采用人工井内装渣、5t卷扬机提升至井口平台，再用
塔机吊运至EL1589.0平台，最后集中运往弃渣场。
人工开挖导井详见图三人
工开挖导井示意图。
图三人工开挖导井示意图
（4）
导井井壁设置安全爬梯、出渣过程中在井底放置用10mm厚钢板加工的安全防护罩。
导井内安全爬梯详见图四导井安全爬梯示意图，井底安全防护罩详见图五井底安全防护罩示意图。
（5）
爆破孔布置
导井钻爆参数
导井采用2台YT-28手风钻钻孔，孔径①42mm光面爆破，
详见图六导井开挖爆破孔布置图；
乳化炸药，非电毫秒雷管孔间微差起爆（分
开挖循环进尺1.0m。
3三段起爆）；
炸药单耗控制在0.82kg/m左右，
图六导井开挖爆破孔布置图（图中尺寸以m计）
（6）导井支护措施
导井井壁采用喷5cm厚C20砼做临时处理，其它支护型式根据开挖揭露围岩实际情况现场确定，W类围岩采用锚杆（①25钢筋丄=1.5m〜1.8m@2.0m
x2.0m）、挂网（©
6.5@20cmx20cm）及喷砼（C20砼）厚10cm;
V类围岩可采用钢支撑加强支护。
导井开挖施工布置详见附图《调压井大井和阻抗孔开挖支护示意图（1/2）》。
4、调压井大井和阻抗孔扩挖
导井开挖完成后，首先进行井壁爆破抗震模拟试验和石方开挖爆破试验以确定合理的爆破参数，然后进行井壁实际开挖，开挖过程中支护跟进活紧跟，并加强井壁安全监测，实现以施工监测为中心的信息化施工。
调压井大井和阻抗孔开挖、支护施工程序框图见图七。
图七调压井大井和阻抗孔开挖、支护施工程序框图
4.1井壁爆破抗震模拟试验
为探索调压井井壁围岩抗爆震稳定情况，找出确保围岩稳定时能承受的爆破振动速度V,在井身正式开挖的同时，进行井壁抗震模拟试验，以便确定合理的开挖爆破方式、最大单响装药量和井壁保护层的合适厚度，以及分析爆破震动对网喷砼的影响。
⑴试验内容
1采用一般光面爆破施工，模拟井壁的稳定情况（外观，振动速度V,声波变化）。
2采用保护层及防震孔时，设计井壁的稳定情况（外观，振动速度V,声波变化），确定保护层厚度及开挖方法。
⑵试验规划
在井身开挖范围内，距井壁设计轮廓线3米处，设定一个直径为15米的环向模拟井壁。
模拟井壁和有保护层的设计井壁各设4个爆震测点，共8个爆震测点（测点仪器设保护），见图八。
（A、BCDE、F、GH为地震仪测点）
图八模拟井壁及测点布置图（图中尺寸：
单位m）
试验段挖深6m,拟分4层开挖，每层1.5m。
模拟井壁采用光面爆破；
井壁采用防震孔及分层保护层开挖。
模拟试验爆破开挖顺序见图九。
（3）资料整理
W3aK（乩）a
根据公式V=D，试验时记录装药量W距离D及每次测出的爆震振速V，
利用最小二乘法算出符合该地区的K、a值。
根据这个公式可进行振速控制，并对
测试井壁的声波资料进行综合分析，从而求得井壁完整时的合理振速及药量控制，达到保护井壁避免干扰的目的。
图10模拟1试⑵、爆⑶破•为开挖钻爆出渣作业顺图序尺寸：
单
位m）
图九（模拟试验爆破开挖丿顺序图出碴图中尺寸：
单位：
m）
4.2调压井大井和阻抗孔井身开挖
（1）分区分层
井身按平面分区、竖向分层的方法自上而下开挖。
EL1514.5高程以上大井开挖分为A、B、C三区，通过分区，可实现“钻孔、爆破、扒渣、支护”交替平行作业。
而EL1514.5高程以下阻抗孔井身平面面积较小可不分区，
井身开挖分层高度：
EL1514.5高程以上大井开挖支护层高不超过1.5m,
EL1514.5高程以下阻抗孔开挖支护层高不超过2.0m。
EL1514.5高程以上分区
情况见图十
A区造ft
C区支护
⑵井身开挖施工方法
1钻孔爆破
井身采用6台YT-28手风钻钻孔，孔径①42mm
A.EL1514.5高程以上
a.非保护层：
爆破孔孔距0.75m,排距0.78m,孔深1.8m,乳化炸药，非电毫秒雷管孔间微差起爆；
由于爆破排数较多，为防止串段发生，拟采用网路同步技术；
炸药单耗控制在0.35kg/m3左右，从中心至保护层的井身岩石开挖循环进尺1.5m。
b.光爆孔：
拟设一排光爆孔。
光爆孔孔距0.60m，孔深1.8m，装©
22mm2#光爆药卷，非电微差毫秒雷管分两段起爆。
c.炮孔布置：
EL1514.5高程以上分区内爆破孔布置见图十一。
d.网路参数：
上述爆破网路采用孔外分段的微差起爆，孔间微差25ms，排间微差75ms。
为减小光爆孔的同段起爆药量，光爆孔分两段起爆，因此，分区爆破时最大一段起爆药量发生在第一排光爆孔处，段药量为
38-2X0.42=8kg。
A-A剖面图
1501^75X12
图十一EL1514.5高程以上分区爆破孔布置图
B.EL1514.5高程以下
边墙处采用全断面光面爆破布孔，©
22mm2#光爆药卷，非电微差毫秒雷管分两段起爆，孔距0.60m;
爆破孔孔距0.75m,排距0.85m,孔深2.4m,乳化炸药，非电毫秒雷管孔间微差起爆，炸药单耗控制在0.45kg/m3左右，开挖循环进尺2.0m。
2出渣
A、井内出渣
为加快施工进度、减轻人工扒渣强度，竖井内放1台现代60-7小型反铲，爆破后的石渣用反铲扒入井内。
对于V类围岩，可用反铲直接开挖，特别是边墙处可用反铲开挖，避免爆破震动的影响。
反铲进出可用MC80A塔机吊运。
为防止堵塞导井，采取以下四条措施：
石渣粒径小于60cm;
控制反铲向井内扒渣的强度；
溜入井底平洞的石渣应及时运走，井内少存石渣；
在井内预先穿入一根钢丝绳，万一堵塞时，可利用该钢丝绳吊药包进行爆破处理。
B、井下平洞出渣
井下平洞用ZL50C装载机装10t自卸汽车出渣，运往指定弃渣场。
3井身开挖作业循环时间
EL1514.5高程以上井身扩挖分三个区进行，钻孔深度1.8m，一个区的作
业循环时间见表2。
表2一个作业区井身开挖时间表
项目
工程量
小
69
时
15
18
21
钻孔、爆破、排烟
237孔
扒渣
117m3
欠挖清理、钻爆
4.3调压大井和阻抗孔井支护施工
调压井围岩岩性软弱，强度较低，岩体破碎，结构面发育，岩层倾倒，成洞条件较差,
围岩基本为为W、V类。
该调压井具有跨度大和地质条件差的特点，为使井挖施工顺利，应严格遵循“短进尺、弱爆破、强支护、勤观测”的施工原则，重点抓好支护及施工监测，实施信息化施工。
4.3.1支护方案
（1）支护结构
调压井大井支护结构为：
系统锚杆（①25、L=3m间排距2.0X2.0m、梅花型布置）
+挂钢筋网（①8@2X20cm）+贲C20混凝土10cm
调压井阻抗孔支护结构为：
系统锚杆（①25、L=3m间排距2.0X2.0m、梅花型布置）+挂钢筋网（①6.5@15X15cm）+喷C20混凝土10cm
⑵支护施工程序
壁面清理撬挖f系统锚杆制安f受喷单兀验收f喷凝土f养护f缺损混凝土处理。
（3）喷板试验
混凝土喷射施工前应向监理工程师提交试验大纲、施工工艺说明、设备清单、外加剂使用说明书、各种材料的质检合格证以及由试验室提供的混凝土配合比。
经监理工程师批准后进行喷板试验。
⑷锚杆制安施工方法
1注浆法
边墙砂浆锚杆采用先注浆法施工。
2钻孔设备
锚杆孔选用YT-28型手风钻造孔，孔径为①42〜45mm
3施工作业平台
钢管搭设脚手架。
4技术要求
锚杆孔轴线应垂直于壁面或主要结构面，以利锚杆安装和稳定，孔位偏差土10cm,孔深偏差不大于土5cm,且孔深不小于杆体有效长度，亦不得大于杆体有效长度30mm成孔后，孔内用高压水冲洗干净。
先注浆法砂浆锚杆施工时用罐式注浆机向孔内注浆，砂浆充满孔长的2/3时，人工送入锚杆体，反复插捣，送至孔底，孔口使用干硬水泥砂浆封口，待强安装垫板螺母病拧紧。
（5）受喷面清理
用钢管人工搭设脚手架作为工作平台，人工撬除壁面浮石和松动石块，剔除裂隙碎石和有害夹层，用高压风水枪清洗壁面岩屑、岩粉和其它污物，把滴水或渗水引出受喷面外，经监理工程师验收后施喷。
⑹材料及外加剂
水泥用32.5普通硅酸盐水泥。
骨料——筛分系统生产的人工骨料，砂子细度模数2.5〜3.0,粗骨料粒径5〜15mm表面含水率控制在3%以内。
外加剂——按设计或监理工程师要求的外加剂并经检验合格后使用。
（7）施喷
选用丫132-6型干喷机施喷。
施喷前，先用0.8:
1的水泥浆润滑喷射机管路，施喷时，边墙按由低向高顺序施喷。
施喷时，喷头应垂直或近似垂直受喷面，距受喷面0.8〜1.0m，喷头作螺旋状运动，均匀连续喷射。
第一次施喷厚度5〜7cm，第二次施喷逐层加厚至设计厚度。
反弹料应及时清除处理。
（8）养护
喷射混凝土终凝后2小时即洒水养护，连续养护14天。
（9）缺陷修复
有缺陷的喷混凝土部位，采用人工凿除、清理后，结合下一个喷护单元施工时补喷。
4.3.2石方井挖及支护施工循环进度
（1）井身扩挖、支护作业循环进度
调压井采取分区开挖、跟进支护的方法施工。
根据分区流水循环施工方法及工作量，井身从A区清面钻爆开始，到C区锚喷支护完毕，一个作业循环需44小时。
循环时间见表3。
表3调压井大井井身扩挖支护作业循环进度表
^^3
清面一
91215
24
2730333639424548
钻孔—
爆破
A
出渣
区
清理
支护
清面
钻孔
B
h
-36912
-if
C
调压井大井和阻抗孔开挖支护布置详见附图《调压井大井和阻抗孔开挖支护示意图（2/2）》
5、调压井井挖施工质量措施
（1）开挖前测量根据设计图纸准确放样开挖轮线和调压井中心线；
（2）严格按照设计图纸、规程规范控制调压井开挖支护质量，施工现场安排专职质量管理人员，严格执行三检制；
（3）喷混凝土前，要检验钢筋网的间距，钢筋网要固定牢固，并按要求预埋钢筋头，以控制喷混凝土的厚度。
岩面要清洗干净，并经监理工程师验收后才能施工；
⑷锚杆的加工严格按设计图纸进行，加工完成后，由质检科牵头组织检验，发现不合格处及时予以处理。
完成后填写质量检验单，报监理工程师批准并经现场检验后，才能进行安装。
（5）支护所用钢筋、水泥、外加剂、骨料等，必须经检验合格后才能使用；
⑹注浆浆液必须严格按试验确定配合比拌制
6、调压井井挖施工安全措施
（1）组织保证措施：
项目部成立安全领导小组，建立健全安全保证体系，做到安全工作有章可循；
（2）人员保证措施：
根据本标工程情况，我局将抽调有经验的管理人员和施工人员组成开挖作业专业队伍，各作业队配备专职安全员，做到开挖工作有序进
行、安全工作有人管；
高空作业人员正确佩戴安全防护用品，为防止人员高处坠落，采用防坠器配合安全带同时使用，做到真正的双重保险；
每隔一定距离设安全网；
同时设置有防护的人工爬梯，每隔6m设休息平台，爬梯位置设置安全防坠器；
并且建立可靠的通风系统；
（3）技术保证措施：
开挖施工前，项目部由相关技术人员组织编制安全作业指导书，并向全体参与人员进行安全交底，完善施工安全交接班制度，做好施工安全记录；
⑷提升设备保证措施：
防止过卷、过速，设过电流和失电压等保险装置及可靠的制动系统；
设置防滑装置，防止断绳溜车（斗）；
建立制度，定期检查提升及出渣设备，以及钢丝绳断丝情况；
建立可靠的通信和信号系统，保持井上及井下的通讯畅通；
（5）防导井堵塞保证措施：
控制爆破后石渣块度不大于井径的1/3;
加大各段雷管间隔时间；
⑹为保护导井井口不被破坏和确保施工人员、设备安全，在导井井口设护栏（井口设置长2m直径2.5m的钢护筒，护筒钢板厚度10mm）；
导井开挖过程中在施工作业面放置钢板防护罩；
（7）其它措施：
临时支护必须与开挖同时进行；
对不利的岩层结构面、节理裂隙段，应及时进行锚固；
爆破后应认真进行危石撬除。
7、主要施工机械设备
调压井大井和阻抗孔开挖主要施工机械设备见表4。
表4调压井大井和阻抗孔开挖主要施工机械及设备
名称
型号
液压反铲
现代60-7
台
塔机
MC80A
装载机
ZL50C
龙工50
自卸汽车
10t
辆
电动空压机
20m3/min
3m3/min
手风钻
YT-28
强制式搅拌机
JDY-350
砼喷射机
Y132-6
注浆器
自制
砂浆泵
100/3.5
13
电焊机
AX3-300
14
钢筋切割机
40
地质雷达
LTD-10型
16
爆振及声波测试仪
套
17
导井底部安全防护罩
个
发电机
30KW
19
卷扬机
5t
20
安全防坠器
30m
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