二号竖井二次衬砌施工方案.docx
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二号竖井二次衬砌施工方案
都江堰拉法基水泥有限公司
三期扩建工程二号竖井
施
工
方
案
单位:
二00九年二月三日
第一章、工程概况
1.1工程概况
都江堰拉法基水泥有限公司(4600t/d)三期扩建工程矿山竖井包括竖井1、竖井2,两竖井坐标、两竖井坐标分别为:
X=3439663.056m,Y=35366992.79m,H=1450.00m和X=3439565.00m,Y=35367303.00m,H=1254.5m。
2#竖井直径φ3.6m,上口标高1254.5m,下口标高960m,井深294.5m。
该区属龙门山前山中~低山区,海拔标高海拔标高1060~1606.9m,相对高差546.9m,山势陡峻。
白沙河流经矿区东南侧,最终汇入岷江。
该区属亚热带气候,平均气温15.1℃,以7、8月份最热,最高温度达34℃,1月份最冷,最低气温-7.1℃;年最大降雨量1605.4mm,年最小降雨量713.5mm,年平均降雨量1218.4mm,日最大降雨量233.8mm;主导风向NW,最大风速20.7m/s;年平均相对湿度81%,年雷暴日数34.7天,年无霜期日数268.8天;地震基本烈度Ⅶ度。
2.2区域地质构造
勘查区位于扬子准地台龙门山~大巴山台缘坳陷之龙门山陷褶断束。
区内构造复杂,断层、褶皱发育,褶皱有懒板凳向斜、思文场背斜、赵公山向斜;断层主要有映秀断层、二王庙断层;飞来峰有懒板凳~白石飞来峰。
2.2.1褶皱
懒板凳向斜:
分布在懒板凳~白石飞来峰北东段,轴向35°~60°,核部地层为二叠系上统,翼部主要为二叠系下统、泥盆系下统,地层产状:
北西翼105°~177°∠23°~83°,南东翼320°~
325°∠20°~25°,为一不对称向斜。
思文场背斜:
分布在彭县思文场一带,发育于三叠系须家河组中。
轴向30°~80°,地层产状:
北翼303°~336°∠35°~64°,南翼140°~195°∠20°~67°,两翼基本对称。
赵公山向斜:
分布在都江堰赵公山一带,轴向35°~45°,地层产状:
北翼120°∠40°~70°,南翼340°∠30°~60°,为一不对称向斜,由上三叠统须家河组~侏罗系组成。
2.2.2断层
映秀断层:
贯穿整个图幅,断层面产状300°~350°∠50°~85°,上盘为三叠系~震旦系地层,下盘为震旦系~三叠系地层。
断层分枝、挤压破碎带明显。
二王庙断层:
贯穿整个图幅,断层面产状310°~330°∠40°~53°,
上盘为须家河组,下盘为须家河组~沙溪庙组。
断层发育有分枝断层。
2.2.3飞来峰
懒板凳~白石飞来峰:
呈不规则的长条形,北东段较窄,宽0.8~5.6Km,南西段较宽,最宽达11.51Km,长约80Km,飞来峰由泥盆系~下三叠统地层组成。
飞来峰基座为三叠系上统须家河组地层,其接触面为逆掩断层,断层面起伏较大。
3场地工程地质条件
3.1地层构成
区内出露地层有震旦系、泥盆系、二叠系、三叠系、侏罗系、白垩系及少量第四系,本次竖井勘探范围内揭露的地层从新到老依次为:
第四系全新统残坡积粉质粘土、崩坡积物,三叠系上统长石石英砂岩、粉砂岩夹页岩、薄煤层、碳质页岩,三叠系下统石灰岩,二叠系上统石灰岩,二叠系下统石灰岩,其岩性特征详见竖井柱状图。
(1)粉质粘土(Q4dl+el)
灰褐色~黄褐色,稍湿,硬塑,含少量碎块石,在竖井1中分布。
(2)崩坡积物(Q4c+dl)
杂色,稍湿~湿,松散~稍密,主要由可塑粘性土,石灰岩、砂岩、页岩碎块石及角砾等组成,在竖井2中分布。
(3)长石石英砂岩、粉砂岩(T3x2)
灰色、灰白色,细粒结构,裂隙块状~薄层状构造,夹页岩、薄煤层,节理裂隙发育,岩质较硬,岩芯破碎~较破碎,岩芯多呈碎块状及少量短柱状,在竖井2中分布。
(4)碳质页岩(T3x1)
黑色、深灰色,致密结构,散体状构造,夹薄层岩屑砂岩、薄煤层,结合很差,岩体极破碎,手捏即碎,岩芯多呈团状及粉状,在竖井2中分布,本次未揭穿该层。
(5)石灰岩
a.石灰岩(T1j)
灰色、灰白色,细~中晶结构,裂隙块状、薄~中厚层及块状构造,节理裂隙较发育~发育,岩质较硬,岩体破碎~较完整,岩芯呈碎块状及短柱状,在竖井1中分布。
b.石灰岩(P2c)
灰色、灰黑色,细~中晶结构,薄~中厚层状构造,节理裂隙发育,局部裂隙间充填有泥碳质土等,岩体较完整,岩芯多呈短柱状及碎块状,在竖井1中分布。
c.石灰岩(P1m)
灰色、灰白色,细晶结构,薄~中厚层、块状构造,节理裂隙较发育,岩质较硬,岩芯多呈短柱状及少量长柱状,在竖井1中分布。
区内多发育四组裂隙,产状为:
330°∠85°,85°∠55°,163°∠37°,
188°∠51°;本次勘探在竖井1内石灰岩(P1m),竖井2碳质页岩(T3x1)
内未揭穿。
3.2水文地质条件
场地内地形陡峻,有利于大气降水、地表水体和地下水的排泄。
第四系厚度较薄且分布不广,含少量的孔隙潜水,场地地下水主要为基岩裂隙水。
拟建场地地下水贫乏,土层中主要赋存的少量上层滞水主要来源是大气降水渗入补给;其裂隙水主要赋存于三叠系岩层风化产生的裂隙,通过地下径流补给和排泄。
本次在竖井1勘探范围内未发现地下水。
场地内在南北侧沟谷中均有常年流水,流量一般小于0.1升/秒,北部灰岩及南部砂岩中有泉水排出。
围岩稳定性整体上较好,主要为Ⅲ级围岩,少部分Ⅳ级围岩,局部为Ⅴ级围岩。
第一节施工方案选择
一、施工方案选择
根据2#井筒的工程地质、水文地质资料,井筒的技术特征及招标文件要求,结合我公司施工经验、队伍状况和装备水平,通过科学的方案论证和比较,风井施工采取如下施工方案:
措施工程施工:
在施工准备期内,凿井井架组装、提升设备和提升设施安装期间,利用挖掘机,YT-28风钻配合人工开挖完成井筒临时锁口施工,锁口下开挖25米,采用短段掘砌,安装三盘一台,吊挂管线,再进行井筒的正式掘砌施工。
基岩段施工:
采用手风钻钻孔,中深孔光面爆破掘进;出渣方式2#竖井采用抓岩机配合人工装吊桶提升;井筒施工采用短段掘砌混合作业施工方式,锚喷有效段高4.0M;喷锚支护、出渣交叉进行。
在每次掘够一个段高后,即可进行喷锚支护,此种方法简化了施工工艺、缩短了围岩暴露时间,有利于工种专业化,有利于提高机械化程度和快速施工,且安全性好。
该施工方法的工艺流程如下:
钻爆、出渣
清底
钻爆
出渣、找平
喷锚支护
出渣、清底
与井筒相关硐室采用和井筒同步施工的施工方案。
具体施工方案单独编制。
对于基岩段含水层采取先探后掘施工方案,对涌水岩层采取工作面预注浆施工措施。
二、凿井机械化配套设备
井筒基岩段采用立井短段掘砌混合作业机械化快速施工。
应用该方法施工,井帮围岩暴露时间短,施工安全,不需要临时支护,简化了施工工序,辅助时间少,并能实现工种专业化,有利于提高工人的操作技术水平,实现正规循环,保证施工质量和进度。
井筒内设置单层凿井吊盘(二次衬砌以前改为双层吊盘层间距4.0m),抓岩机出矸;在井口设置砼集中搅拌站,站内安设强制式搅拌机和混凝土配料机,底卸式吊桶下料;工作面水量小时用污水泵-吊桶排水;井内布置安全吊笼作副提升,备用发电机组在紧急情况下人员安全出井及排水;工作面采用YT-28凿岩机钻孔,中深孔光面爆破。
井内采用压风管、供水管、排水管、风筒沿井壁吊挂,以加大井内提升空间。
风井施工机械化配备如下:
凿岩:
2#竖井6台YT-28凿岩机。
装岩:
。
2#竖井0.4m3抓岩机配合人工出渣。
提升:
采用Ⅰ型钢管凿井井架,选用一套单钩提升,主提选用一台JTK—1.2提升机悬吊1m3翻转式吊桶提升翻矸,负责装碴提升。
排矸:
矸石装吊桶提升,地面汽车运输排矸,直接装自卸式汽车排矸。
支护:
基岩段每4米段高进行一次喷砼支护,锚杆、挂网随工作面进行。
排水:
根据提供的地质水文资料,井筒施工时采用二级排水方式,污水泵抽吊桶提升到地面排出。
通风:
根据井筒断面和作业特点,为保证施工时有足够的新鲜风量,采用压入式通风方式。
按通风要求计算风量选择风机,选择一台(2×11KW)对旋式风机、一趟Ф600㎜高强度胶质风筒。
具体凿井设备配备情况详见下表:
2#竖井主要凿井施工机械配备计划表
序号
名称
单位
数量
规格及型号
一
提升及悬吊设备
1
凿井井架
座
1
Ⅰ型钢管
2
主提升机
台
1
JTK—1.2
3
吊盘吊物凿井绞车
台
4
JZ2-10/600
4
吊桶
只
2
1m3翻转式
5
主提升天轮
个
1
1.6m
6
抓岩机天伦
个
1
1.2米
7
悬吊天轮
个
4
0.65m单槽
二
开挖、排矸设备
1
凿岩机
台
8
YT-28
2
开门绞车
台
1
JTM-1
三
通风、排水、压风系统
1
风机
台
1
2×11KW
2
空压机
台
2
20m3
四
砼搅拌及计量系统
1
搅拌机
台
2
JS500
2
装载机
台
1
ZL30C
3
计量装置
套
1
四
注浆、喷浆设备
1
地质钻机
台
1
2
注浆泵
台
2
YSB-210/60
3
喷浆机
台
2
Z-5
五
其它设备
1
客货车
台
2
1.5t
第二节施工方案
一、掘进
采用YT-28风钻打眼,中深孔光面爆破,电雷管起爆,炸药选用2#岩石抗水炸药,起爆电源为380V交流电,炮眼深度2.5m,炮眼利用率85%。
有效进尺2.1m。
过不稳定岩层时可采用先锚、网支护的方法防止片帮。
二、装岩
0.4m3抓岩机人工装岩,可满足排矸要求。
三、提升、排矸
提升采用一套单钩提升系统,JTK—1.2型绞车配1.0m3翻转吊桶,自动翻矸,地面用自卸汽车将矸石运到指定弃渣场。
提升能力估算表
吊桶
容积
(m3)
提升机
型号
绳速
(m/s)
提升深度(m)
200
300
400
提升能力(m3/h)
1
JTK—1.2
4.7
22
19
16
开挖断面17.34m2,按2.1米进尺计算,每循环爆破松散岩石体积55m3,出渣时间6-8小时。
四、支护
采用随工作面锚杆支护,喷锚支护每4m段高进行,过不稳定岩层时可先锚、网支护,然后再喷混凝土,防止片帮。
井口设一套混凝土集中搅拌系统,混凝土输送采用TDX-1.0m3型底卸式吊桶运送到工作面。
第三节施工方法
一、掘进
采用钻爆法施工,爆破采用光面、光底、减震、弱冲、深孔爆破技术,凿岩采用6-8台YT-28风动凿岩机,定人、定机、定位进行凿岩。
掏槽眼深度2.7m,其它炮眼2.5m,炮孔直径¢42mm,选用2#岩石抗水炸药,药卷采用¢35mm×200mm×150g,雷管选用4m脚线、毫秒延期电雷管起爆,380V动力电源地面放炮。
附:
炮眼布置及爆破参数、爆破预期效果
井筒爆破参数、爆破预期效果
1、爆破图表:
(1)炮眼深度:
炮眼深度2.5m,炮眼利用率按85%计,循环进尺2.1m。
(2)炮眼布置及数量:
井筒荒径4.7m,中心眼采用二阶直眼掏槽方式。
一阶掏槽眼:
中心眼深,中心眼不装药。
掏槽眼深2.7m,圈径取1m,眼数6个,眼距525mm,每眼装药6卷。
二阶掏槽眼:
眼深2.5m,圈径取2.1m,眼数11个,眼距600mm,每眼装药10卷。
辅助眼:
眼深2.5m,圈径取3.6m,眼数18个,眼距630mm,每眼装药8卷。
周边眼:
眼深2.5m,圈径取4.6m,眼数24个,眼距600mm,每眼装药4卷。
(3)装药、联线:
取岩石硬度系数f=4-6,单位原岩炸药消耗量小于1.87kg/m3控制。
选用2#岩石抗水炸药,规格¢35mm×200mm×150g,以此确定各炮眼装药量。
装药结构为连续偶合装药,反向起爆,联线方式为大并联(附爆破图表)
基岩段原始爆破条件
瓦斯等级
低瓦斯
掘进断面
17.35m2
普氏系数
f=4-6
钻眼机具
YT-28
炸药类型
2#岩石抗水炸药
雷管类别
毫秒延期电雷管
基岩段爆破参数图表
序
号
炮眼
名称
眼深
米
圈径
米
眼数
个
眼距
mm
装药量(kg)
起爆顺序
联线方式
备注
卷/孔
小计
1
中心眼
2.7
1
大
并
联
岩性变化适当调整爆破参数
2-7
一阶掏槽
2.7
1.0
6
525
6
36
1
8-17
二阶掏槽
2.5
2.1
11
600
10
110
2
18-32
辅助眼
2.5
3.6
18
630
8
144
3
33-62
周边眼
2.5
4.6
24
600
4
96
4
合计
60
386卷/57.9kg
预期爆破效果表(f=4-6)
序号
名称
单位
数量
备注
1
炮眼深度
m
2.5
2
炮眼利用率
%
85
3
循环进尺
m
2.1
4
每循环爆破实体岩石
m3
36.4
5
每循环炸药消耗量
kg
57.9
6
每循环雷管消耗量
发
59
7
单位原岩炸药消耗量
kg/m3
1.59
8
每米井筒炸药消耗量
kg/m
27.57
9
每循环炮眼长度
m
150.4
10
爆破正规循环率
%
85
二、装岩、排矸
装岩采用抓岩机配合人工方式,提升容器为1m3翻转式矸石吊桶自动翻矸,矸石装入自卸式汽车中,然后运到指定地点。
三、支护
采用随工作面锚杆支护,喷锚支护每4m段高进行,过不稳定岩层时可先锚、网支护,然后再喷混凝土,防止片帮。
井口设一套混凝土集中搅拌系统,混凝土输送采用TDX-1.0m3型底卸式吊桶运送到工作面。
四、井筒过围岩破碎带施工
如果在施工中遇到断层破碎带或岩性较差等不良地层,我们将采取缩小掘进段高、增加锚网喷临时支护、改善光爆效果等措施。
改善光爆效果即减少周边眼眼距和抵抗距,采用不偶合装药,尽量减少爆破对井筒围岩的破坏,以保持围岩的完整性,充分利用其自身的抵抗能力,同时采取适当缩小掘进段高等,确保安全顺利地通过不良地层。
具体施工方案根据实际情况单独编制。
五、井筒基岩段防治水
根据招标资料,基岩段采用普通凿井法施工,根据招标资料显示,井筒涌水量很小,为了施工安全,施工中坚持“有疑必探,先探后掘”的原则,进行综合治水。
(1)、防水:
针对含水层采取边探边注边掘的施工方法。
利用潜孔钻进行超前钻孔探水,探孔深度超过含水层10m,保护岩柱不小于6m,当预计井筒涌水量达到10m3/h以上时,进行工作面预注浆,注浆达到预定效果后继续掘进。
井壁施工接茬缝采取斜面接茬,以保证接茬密实。
(2)、排水:
当井筒基岩段涌水量小于10m3/h,采用矸石吊桶带水的排水方式。
(3)、导水:
当含水层未探出水而井筒揭露后个别裂隙涌水或非含水层因构造出现少量涌水时,采取壁后预埋集水盒用高压软管将水导出,以防涌水沿壁后进入工作面,当吊盘通过该位置时,在吊盘上进行壁后注浆封水。
(4)、截水:
当井壁有淋水时,安装截水槽,截住井壁淋水,用塑料软管引到吊盘上的水箱中。
为了减少工作面淋水,在井筒中间段做一个临时水仓,将井筒上部淋水引至该水仓中,并在水仓中安装一台吊泵实施二级排水。
六、喷砼配制
根据设计井壁喷砼标号、考虑到井下影响砼质量的因素比较多,我们配制砼时均按高于设计标号一级配制,为确保井壁喷砼的早期强度,确保井壁质量,减少爆破影响和正常脱模,掺入高效减水早强剂。
混凝土配合比安试验室提供资料进行。
(1)水泥:
大厂生产、质量稳定的PO.32.5水泥。
(2)粗骨料、细骨料
砂:
选用级配良好的中粗砂,其模度系数不小于2.8,含泥量不大于1.8%,泥块含量不大于0.5%。
石:
选用质地坚硬、表面粗糙、级配良好的10-30mm混合碎石,其含泥量不大于0.8%,泥块含量不大于0.3%,针片状颗粒含量不大于7.6%。
(3)外加剂:
采用市场上比较成熟广泛应用的高效早强减水剂。
(4)拌合水采用矿方提供生产生活用水。
第五章凿井辅助系统和设施
第一节简述
一、提升
竖井采用一套单钩提升系统,主提升机选用JTK—1.2型矿井提升机。
配1m3矸石吊桶。
二、排水
井筒涌水量小于10m3/h时,采用污水泵抽进吊桶提升出井筒,涌水量大于10m3/h时,采用注浆封水。
三、压风
在井筒内钢丝绳悬吊一趟ф75×4.5风管,由地面压风机房向井下供风。
压风机房布置4L-20/8压风机2台:
型式:
L型,排气量20m3/min,排气压力0.8MPA
电机功率:
130KW电压:
380V
四、通讯、信号、照明电缆
本设计有一套声光信号和一套通讯工具。
信号电缆型号为:
U-3×6+1×4,通讯,照明电缆型号为U-3×6+1×4,电缆均随吊盘绳入井。
信号显示采用灯、铃方式,传点时,灯亮,铃响,信号工按信号牌板打点,绞车提升中亮警示红灯。
工作面照明采用在吊盘下盘设ZJD-250型投光灯两个,吊盘照明采用KB-100型防爆灯,矿灯做保安照明。
井上,下通讯采用防爆磁石电话,二层台至绞车房可采用普通电话。
五、井架
凿井井架选Ⅰ型钢管井架,技术特征:
主体架角柱跨距:
7×7m天轮平台尺寸:
5.0×5.0m
井架高度:
13.0m井架自重:
24.30T。
六、封口盘
封口盘采用钢结构,主梁采用Ⅰ30工字钢,副梁采用20#槽钢、Ⅰ20工字钢,井盖门制成整体组装式,为满足底卸式吊桶在井盖上存放的要求,用20#槽钢把井盖门进行加固。
封口盘各孔口均设金属盖门,封口盘各处缝隙堵严。
七、吊盘
1、吊盘为双层钢结构,上、下层间距4.0m,上、下层间设φ159钢管立柱四根,吊盘主、副梁由20#工字钢和槽钢制成,上、下层均铺设δ5网纹钢板。
吊盘自重5600KG。
2、悬吊点设在上层盘,吊盘用两根钢丝绳悬吊,吊桶提升用的两根稳绳也悬挂于吊盘上盘。
3、上层盘为保护盘,下层盘为工作盘。
信号系统设在下层盘。
4、吊盘各孔设盖板,井壁固定管路处的缺口设栏栅,高1.2m.
5、悬挂吊盘的钢丝绳选择结果是:
吊盘绳选6×19-φ26-155-Ⅰ交互捻钢丝绳,2根
稳绳选6×7-φ22-155-Ⅰ交互捻钢丝绳,2根
6、吊盘悬吊天轮:
φ650,2个。
稳绳悬吊天轮φ650,2个。
吊盘凿井绞车选JZ-10T两台,稳绳凿井绞车选55型8T,4台。
八、通风
井筒施工采用局部通风机压入式通风,地面安设1台2×11KW对旋风机,井筒内靠帮敷设一趟600mm胶质风筒压入式通风。
九、供水
供水管选用ф50×2.5一趟,沿井帮悬吊固定。
第六章劳动组织及进度指标
第一节劳动组织
根据现行管理体制,本工程施工实行岗位工种实行“三八”作业制,其他工种实行专业化管理,滚班作业。
项目部和技术人员采用24小时值班。
劳动力配备表
工
种
各阶段劳动力人数
备
注
准备期
井筒
掘进工
16
30
信号工
6
把钩工
6
绞车工
2
6
压风工
3
机修工
10
5
电工
4
4
汽车司机
1
2
材料员
1
1
测量工
2
2
炊事员
2
3
管理、技术
6
6
经理
2
2
合计
50
76
第二节进度指标
施工准备期30天完成绞车安装、井架安装、三盘、凿井绞车安装和井内设施吊挂。
基岩段掘砌井下直接工分打眼班、支护班、出矸班,实行专业工种、固定工序“滚班”作业制。
基岩段每36小时完成一掘砌循环,循环进尺4.0米,每月完成20个掘砌循环,循环率84%,月进尺65米。
详见基岩段掘砌循环作业图表。
地面运转、维护和各辅助工种均实行“三八”作业制,工程技术人员和项目部管理人员实行24小时值班制。
附:
基岩段掘进循环图表
掘进循环图表
工序内容
工作
时间
小时
时间(小时)
6
12
18
24
30
36
42
48
交接班、出渣
8
交接班、钻爆
6
交接班、出渣
8
交接班、钻爆
6
交接班、支护
8
第七章工期目标
第一节进度指标
该凿井综合进度指标,是根据不同的施工阶段、施工工艺和装备能力以及掘砌循环所能实现的水平,并结合我公司近几年来实际施工所达到的水平等因素综合而确定。
井筒工程综合进度指标如下:
基岩段:
65m/月。
第二节工期
工程排队分施工准备期排队和井筒施工期排队。
施工准备期内主要完成临时凿井绞车、稳车、井架、变电所等设备基础的浇筑和设备安装、三盘的安装与吊挂等,同时要完成生活服务设施、工业临时设施等工程。
施工期内主要完成井筒及相关硐室施工等。
具体施工工期如下:
(1)、施工准备期:
30天;
(2)、井筒掘砌294.5米:
259天;
井筒施工总工期289天。
第八章施工技术措施
一、工程控制点控制
依据设计文件和设计技术交底的工程控制点,按施工进程进行复测,发现问题及时与设计人员协商处理,形成记录。
1、设计图纸会审:
在项目施工计划编制前,应由项目技术负责人主持施工图纸审核、并参加业主或监理主持的图纸会审,保存会审记录。
2、职工培训
定期对全体施工人员进行质量知识、技能的教育和培训,并保存记录。
3、开工申请
严把开工关,待各方面条件具备后,提交开工申请报告,经批准后开工。
二、施工阶段的质量控制
1、技术交底
(1)、每个单位工程、分部工程和分项工程开工前,项目技术负责人应向施工人员进行书面技术交底,所有技术交底资料均应办理签字手续。
(2)、在施工过程中,项目技术负责人对顾客(发包人)或监理工程师提出的有关施工方案、技术措施和设计变更等要求,要在执行前向有关人员进行书面技术交底。
2、测量控制
(1)中心线控制
井筒施工时,从地面十字线交点(井筒中心)处下放一根钢丝作为井筒施工中心线。
采用ф1.8mm炭素钢丝,上下井时挂砂袋,测定井中时,钢丝下端悬挂垂球,手摇绞车下线。
在施工中测量人员应经常检查中心线,发现移动立即纠正。
(2)标高控制
标高控制利用甲方提供的地面水准基点,用四等水准测量方法和要求导至井筒十字中心线基点上。
通过十字基点向井筒内导入标高。
施工过程中,用100m钢尺(应经过比长改正)在井筒适当位置上埋设标高控制点,直到井筒掘至设计深度,复测井深后埋设永久点标高点。
(3)井筒竖直程度检查
在井筒施工中,每5-10m之间沿十字线方向作一次竖直程度检查,并做好记录、绘制成图,发现问题及时处理。
(4)相关硐室施工测量工作