某水电站调压室竖井开挖专项措施.docx
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某水电站调压室竖井开挖专项措施
一、工程概况
某水电站调压井布置于水洛河左岸，该调压室为埋藏式，井筒为圆形断面，开挖内径23m，调压井井身最小水平埋深100~120m，穹顶上覆岩体厚约120m。
由招投标文件可知：
井筒围岩风化微弱，一般属微风化~新鲜，完整性较好，围岩以Ⅲ类为主，少量Ⅱ类，具备较好的成井条件。
调压井穹顶高程1892.17m，井筒底部高程为1827.60m，底板厚3.0m，井高64.57m，井筒采用钢筋混凝土衬砌，衬厚1.5～2.0m。
设计最高涌浪水位1874.571m，最低涌浪水位1834.151m，水位最大变幅40.42m。
初期支护按设图纸：
系统锚杆采用φ28/25mm钢筋，锚杆长度8/4m，间排距4m，钢筋网采用φ8mm，钢筋网间距20×20布置。
二、施工进度计划
根据总进度计划，各施工工序进度安排如下：
1、调压井穹顶开挖：
2009年08月28日～2009年09月28日
2、锁口处理：
2009年09月29日～2009年10月08日
3、中导洞钻孔：
2008年10月09日～2009年11月19日
4、中导洞二次扩挖：
2009年11月20日～2009年12月04日
5、井身段扩挖：
2009年12月05日～2010年03月24日
6、井身初期支护：
2009年12月12日～2010年04月04日
调压井开挖及初期支护于2010年4月04日结束，总工期为7个月，共218天。
三、施工规划及施工程序
调压室施工在竖井开挖前，由人工搭设脚手架从调交洞底板部位1882.6m高程处向上按球面扩挖至穹顶高程1892.17m处，支护跟进扩挖成型面，待穹顶部位扩挖支护完毕后，再从高程1882.6m处向下开挖1m深至高程1881.6m，进行井口锁口砼的施工，同期进行反井钻机基础处理和供水池的施工。
待调压井底部引水隧洞开挖及临时支护完成后进行导井施工，沿竖井中心线布置LM200型反井钻机自上而下形成Φ216mm导孔，导孔完成后，在竖井底部安装Φ1200mm扩孔钻头，自下而上扩挖溜碴井，扩孔采用清水冷却钻具。
考虑到溜碴井直径偏小，为防止底部因石碴堆积而堵塞溜碴通道，我部将对溜碴井进行人工二次扩挖施工，扩挖成型后的溜碴井直径为2.5m。
形成溜渣导井后，随即进行井筒竖向开挖及临时支护施工。
施工过程中采用立面分层、平面分区、反铲扒碴、边开挖边支护的施工原则进行。
在竖井的开挖及支护间隙中进行滑模的设计与安装，并结合喷砼进行临时支护。
施工程序框图
施工道路、风水电系统形成
穹顶开挖及支护
反进钻机基础及水池施工
锁口圈开挖及砼浇筑
反井钻机安装就位、调试
Φ216导孔钻进
Φ1400扩孔成井
溜碴导井二次扩挖
井身扩挖及临时支护
四、施工布置
4.1、施工道路
调压井施工道路主要利用现有道路进行施工，即调压井上山公路和调压井交通洞。
竖井施工时在井壁架设临时爬梯，供施工人员上下。
施工中的材料利用布置于交通洞洞内的5T卷扬机挂钢丝绳，穹顶中心部位利用天锚挂定滑轮进行井内垂直运输。
开挖时爆碴以导井为通道，溜入导井底部集碴，再由压力管道上平段经3#施工支洞转运至弃碴场。
4.2、施工供风、供水
施工供风、供水主要由布置于交通洞洞口附近的风、水系统引入，井身扩挖施工时增设1~2台22m3电动控压机。
采用Φ4″供风管、Φ3″供水管，布置于进洞左侧，随井身扩挖延伸。
利用Φ4″主风管沿井身垂直接至离开挖面5m在左右处，再由3寸软质供风管接至用风点分散供风。
4.3、施工供电
施工用电由调交洞洞口的400KVA变压器接185mm2橡胶铝芯线至调压井井口附近适当位置作为调压井主供电线路，再由相应线缆在该接点分向各工作面；施工照明电源采用行灯变压器降为36V安全电压，随开挖下卧延伸。
4.4、通风散烟
洞内通风散烟于调压井交通洞洞口布置37KW轴流式风机压入式通风。
通风管路采用帆布风筒接入，布置于洞顶。
竖井扩挖时由于导井与3＃施工支洞贯通形成空气流通通道，不需要再采取通风散烟措施，调压井具备扩挖条件后，即可以拆除该段的通风设备。
4.5、施工期排水
在井口锁口砼施工之前，利用调交洞内排水沟排出洞外，开挖面的积水利用小型抽水泵抽除；竖井施工废水由导井流入井底，由压力管道经3#施工支洞（下支洞）排出。
五、石方井挖
5.1、调压井穹顶开挖
调压井穹顶部位的石方开挖由调压井下游边线向四周按球面扩挖至设计位置。
开挖分层分块，期间开挖至设计边线位置时利用系统锚杆对围岩进行加固。
钻爆工作平台主要由装载机辅助、人工搭设脚手架完成，YT-28手风钻造孔；人工填装乳化炸药，非电毫秒雷管微差爆破，周边采用光爆技术控制周边孔孔距，人工间隔装药，导爆索起爆。
爆破石碴统一采用夏工50装载机装碴，15t自卸汽车运输至洞外指定碴场卸碴；开挖期间对成型开挖面按照设计图纸跟进支护，以确保围岩稳定和施工安全。
5.2、溜渣导井的开挖
沿调压井竖井中心线布置LM200型反井钻机自上而下形成Φ216mm导孔，导孔完成后，在竖井底部安装扩孔钻头，自下而上扩挖溜碴井，扩孔采用清水冷却钻具，将溜渣导井扩挖成直径为1.2m的溜渣导井。
溜碴导井二次扩挖采用人工手持YT-28手风钻造孔、装岩石乳化炸药、电雷管引爆非电管起爆、爆渣以原直径1.2m导井为通道溜至井底，在导井底部利用装载机装15t自卸汽车出渣，由压力管道上平段经3#施工支洞运至指定渣场。
为保证施工安全，扩挖过程中采用Φ22mm，L=2m的随机锚杆对岩层局部破碎带进行加固，作业人员必须系好安全绳，正确配戴安全防护用品。
5.3、井身扩挖施工
井身扩挖采用人工手持YT-28手风钻造孔、装岩石乳化炸药、电雷管引爆非电管起爆、周边孔采用光面爆破，爆渣以导井为通道，反挖扒渣入导井溜至井底，在导井底部用装载机装15t自卸汽车出渣，运至指定渣场。
5.3.1、井身Ⅳ、Ⅴ类围岩段开挖
Ⅳ、Ⅴ类围岩段开挖在平面上分四区、短台阶进行，台阶高度不超过1.5m，开挖边界线为设计开挖边界线。
利用YT-28手风钻造孔、装岩石乳化炸药、电雷管引爆非电管起爆、周边孔间隔装小药卷导爆索引爆光面爆破。
爆碴以导井为通道，人工配合液压反铲在井内扒碴，导井底部用侧卸式装载机装15t自卸车出碴，从压力管道上平段经施工支洞转运至弃碴场。
井内出渣时，利用人工配合液压反铲在井内扒碴，扒碴结束后用安全网盖住溜渣井口确保井内施工安全，放爆后撬除井壁松动岩块，再作临时支护施工，随后继续向下扩挖。
竖井扩挖，每向下扩挖一层，临时支护跟进一层。
5.3.2、井身Ⅱ、Ⅲ类围岩段开挖
竖井Ⅱ、Ⅲ类围岩扩挖平面上分三区进行，开挖高度适当增大到2m左右，单槽炮开挖方量约300m3。
YT-28手风钻造孔、装岩石乳化炸药、电雷管引爆非电管起爆、周边孔间隔装小药卷导爆索引爆光面爆破。
人工配合液压反铲井内扒碴，在导井底部用侧卸式装载机装15T自卸汽车，从压力管道上平段经3#施工支洞运至弃碴场。
每向下扩挖一层，支护跟进一层。
5.4、扩挖循环时间表
开挖循环时间根据开挖断面、循环进尺，使用的钻孔、出碴、通风等设备性能因素计算确定。
Ⅳ、Ⅴ类围岩每一循环约720min，每天有效工作时间22h，考虑到受特殊地质段等综合影响，月有效工作时间按25d计算，月掘进20m。
Ⅲ类围岩每循环时间820min，月进尺30m。
具体时间循环表如下图所示：
Ⅳ、Ⅴ类围岩作业循环时间计划表
序号
作业工序
作业时间（min）
循环时间（h）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1
施工准备
30
2
测量放线
40
3
钻孔
270
4
装药爆破
60
5
通风散烟
20
6
安全处理
60
7
出碴
240
8
合计
720
每循环12h，月平均进尺20m。
Ⅲ类围岩作业循环时间计划表
序号
作业工序
作业时间（min）
循环时间（h）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
1
施工准备
30
2
测量放线
40
3
钻孔
400
4
装药爆破
60
5
通风散烟
20
6
安全处理
30
7
出碴
240
8
合计
820
每循环13.6h，月平均进尺30m。
六、支护施工
支护原则：
根据设计蓝图要求，采取系统支护：
锚杆Φ28mm@400×400cm25@1.5mL=8.0m及Φ25mm@400×400cm25@1.5mL=4.0m，并喷15cm厚的C20砼；局部破碎带，加密锚杆或增设随机锚机，并增挂Φ8@20×20cm钢筋网，喷15~20cm厚的C20砼支护，并根据地下水渗出情况布设适量的排水孔。
6.1、锚杆施工
由于竖井施工的特殊性，以确保工程质量及施工安全，结合同类型工程施工的成功经验，根据开挖揭露岩层地质情况，支护工作应紧随开挖进行。
即开挖完一层，在开挖的间隙即进行支护。
调压室锚杆设计为Φ28/25mm钢筋，长度分别为L=8/4m的锚杆，分别采用潜孔钻和YT-25手风钻造孔，MZ30注浆机灌注M20砂浆，然后再按设计要求人工插入相应深度锚杆并对孔口进行封闭以避免砂浆流失影响锚杆灌注质量。
为保证砂浆灌注饱满度，实际灌注量宜略大于理论计算值。
1）钻孔
利用潜孔钻造孔时，孔位由测量人员测出控制点后，根据施工图纸所示间排距确定具体孔位；孔轴方向应垂直于井壁开挖面，局部加固锚杆的孔轴方向应与可能滑动面的倾向相反，其与滑动面的交角应大于45°；注浆锚杆的钻孔孔径应大于锚杆直径，如为下倾的锚杆孔，其钻孔孔径应大于锚杆直径15mm以上，如为上仰的锚杆孔，其钻孔直径应大于锚杆直径25mm以上。
2）钻孔冲洗
清孔采用高压风水枪联合冲洗孔内岩粉和积水，直至干净。
3）注浆
注浆采用MZ30锚杆注浆机边拌合边注浆，注浆水泥采用普通硅酸盐水泥，砂浆一经拌合，应尽快使用，拌合后超过1h的砂浆不能再用；锚杆注浆后，在砂浆凝固前，不得敲击、碰撞和拉拔锚杆。
6.2、喷砼施工
喷砼采用混凝土喷射机进行，喷射料利用350L强制搅拌机拌制。
喷射混凝土作业应分段分片依次进行，喷射顺序自下而上，一次喷射厚度3~4cm；分层喷射时，后一层应在前一层混凝土终凝后进行，若终凝1h后再行喷射，应先用风水清洗喷层面：
喷射作业应紧跟开挖工作面，混凝土终凝至下循环放炮时间不应少于3h。
喷射作业应严格执行喷射机的操作规程：
应连续向喷射机供料；保持喷射机工作风压稳定；完成或因故中断喷射作业时，应喷射机和输料管内的积料清除干净。
为保证喷射混凝土质量、减少回弹和降低粉尘，作业时还应注意掌握好喷嘴与受喷面的距离和角度；喷嘴与受喷面垂直，并稍微偏向喷射的部位（倾斜角不大于10度），则回弹量最小、喷射效果和质量最佳。
对于岩面凹陷处应先喷和多喷，而凹出处应后喷和少喷。
喷砼终凝后，人工进行喷水或洒水养护，保持砼面湿润，直至养护期结束。
施工程序如下图所示：
开挖过程中，应根据围岩地质条件确定支护方案，对断面开挖，杜绝欠挖，控制超挖，支护体与岩面应结合紧密，对地下渗水段钻设深排水孔用排水管进行引排。
6.3、井圈锁口混凝土
根据揭示出的地质情况及设计关于调压井开挖的通知内容，将在高程▽1882.60m~▽1881.60m之间设一道凹进井圈的圈梁。
我部拟采用人工组合模板施工，强制拌和机拌制，装载机直接运输至仓内，人工持￠2″软抽振捣器进行振捣密实并洒水养护。
调压井锁口工程量表
序号
项目名称
单位
工程量
备注
1
砼浇筑（标号待定）
m3
75.36
设计量
2
钢筋制安（待定）
t
按后续结构图
七、质量保证措施
我们将严格执行招投标文件、技术规范和有关标准、规定，认真接受监理工程师的监督和指导，精心组织施工，争创优质工程；加强职工安全意识教育，增强遵守安全规程和劳动纪律的自觉性，争创无伤害工程。
在施工过程中采用专业检查和自检自查相结合的质量管理制度，对各工序质量实行班组施工人员“自检”，生产技术工程师“复检”，项目部质检部专业质检工程师“三检”的检查制度。
“工序互检”以及施工员“自检”“自评”“自作标识”的“三自检查”。
所有工序三检合格后再请监理工程师共同终检验收。
八、环境及安全保证措施
8.1、环境保证措施
严格按国家颁布的各类环境保护法律及制度，结合地方有关环境保护方面的法律、法规和管理条例，并按业主、监理工程师的要求，进行环境保护设施布置和施工，严格控制由于施工造成的附近地区的环境污染和破坏；按要求采取相应措施妥善处理生活垃圾，定期开展生活区的卫生防疫工作；对施工中出现的噪声、大气污染、水污染及水土流失问题，采取妥善的措施进行控制和处理；材料堆放整洁有序，及时回收费旧材料，以防发生环境污染，从而保持良好的施工环境。
8.2、安全保证措施
施工过程中重视对不利结构面的辨识和处理；协调好开挖与支护的关系，开挖进度需要兼顾支护进度，支护要紧跟开挖，确保边坡的稳定性；扩挖过程中，施工作业人员必须系好安全绳，正确佩戴好安全防护用品；每次钻孔施工前利用安全屏障将溜碴导井封闭；爆破作业时挖机采用木板、钢板并结合自制钢骨架做好安全防护工作；竖井采取边开挖边支护的施工方法，上一个循环支护完成之前，不得进行下一个循环作业；施工中安排专人定期和不定期的对竖（斜）井进行围岩变形观测，一旦发现危险预兆，立即上报并及时采取相应措施处理。
施工现场本着有利于生产、方便职工生活、环保安全的原则，符合防火要求。
现场设置醒目的警示标志，并定期检查。
施工现场配备安全用具及设备如安全帽、手套、护目镜、灭火器等。
定期检查、测试、保养安全器材。
安全员监督机械车辆作业安全；施工现场材料整齐堆放，保持现场整洁有序。
施工人员必须身体健康，并持上岗证上岗操作。
操作各种机械设备时应符合安全操作规范。
九、主要人员配置
表10-1主要施工人力资源配置表
工种
支护队
灌浆队
风钻工
爆破人员
汽车驾驶员
重机驾驶员
卷扬机操作
辅助人员
技术人员
管理人员
合计
数量
12
6
24
2
8
4
2
8
3
7
76
十、调压井工程主要施工机械设备配备
表10-2主要施工机械设备表
序号
机械名称
机械型号
单位
数量
备注
1开挖工程
1
挖掘机
现代225
台
1
2
装载机
ZL50C
台
2
含一台备用
3
自卸汽车
15t
台
6
含两台备用
4
反井钻机
LN200
台
1
5
潜孔钻
台
3
含备用
6
手风钻
YT－28
台
16
含备用
2支护工程
1
潜孔钻
台
2
2
混凝土喷射机
台
1
3
注浆机
MZ30
台
1
4
钢筋调直机
台
1
5
断筋机
台
1
6
电焊机
BBX-500
台
2
7
电动插入式振捣器
φ2″
台
2
3其他
1
卷扬机
5t
台
1
2
汽车
2t
台
2
材料运输
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