小湾水电站料场竖井开挖施工技术

摘要：从竖井正导孔钻孔、竖井扩挖、质量管理等方面对竖井施工技术进行详细介绍,以期为该类工程的推广应用提供参考。

关键词：竖井 开挖 施工技术

1. 工程概况

小湾水电站装机容量为4200MW,最大坝高292m,左岸砂石加工系统为大坝浇筑提供全部砼沙石骨料，系统孔雀沟料场1#、2#竖井为大坝沙石骨料生产提供毛料生产通道，对称布置在料场中心部位，竖井中心距离为80m。采用单段式垂直竖井、底部带储料仓的结构形式。1#、2#竖井扩挖高度179m（1512m高程至1333m高程）， 竖井直径φ6.2m。由反井钻机施工的导井直径为φ1.4m。施工特点有：1）竖井垂直高度较大，达196m（含储料仓高度），如在施工过程中遇到不良地质地段时需进行加强支护，增加了竖井的施工难度。2）竖井垂直高度较大，人员、设备、材料的垂直运输困难。3) 竖井中心导井直径φ1.4m，对扩挖爆破碴料最大粒径控制要求较高，一旦出现φ1.4m导井堵塞，对竖井扩挖施工的进度及安全将造成非常大的影响。

2.竖井扩挖施工技术

2.1施工程序及方法

1）导孔施工

在竖井平台安装LM-200强力反井钻机施工φ216mm导孔；竖井导孔施工完成后，在底部廊道安装反井钻机扩挖钻头，自下而上进行φ1.4m导井施工。

2）竖井扩挖

导井施工完成后，采用手风钻自上而下的分层分序梯段爆破，即第一序将φ1.4m导井扩挖至φ3.8m，梯段高度为2.5m，第二序由φ3.8m扩挖成φ6.2m，支护完成后再进行第一序φ3.8m的扩挖，依此类推。为保证竖井在下降过程中的井口稳定，需对井口进行C20钢筋砼锁口，锁口砼为4m，内径为φ6.2m，外径为φ7.2m，并在井口形成一个直径为10.2m的锁口平台。

3）扩挖准备工作：

井内风、水、电就绪，施工人员、机具准备就位，做好井口防护栏。通过卷扬机将φ1.4m导井口覆盖，爆破前用卷扬机吊出竖井口。

4)测量放线：

高程1512～1497（15m）范围采用全站仪放样控制竖井体型，高程1512～竖井底部采用重锤法控制竖井中心线。具体操作为：①在高程1512平台安装由角铁制作边长为3.92m的四边形归心板架，放样时四边形中心与圆心始终重合。②用吊锤（10公斤）将四边形四点投影到工作面上，再采用线段和钢尺法均匀放样。③放样时收集数据，便于工程量计算及竣工整理资料。

5)钻孔作业：

扩挖施工竖井施工人员及设备、材料用10t慢速卷扬机随2.0*2.0m吊笼下至工作面。周边孔及掏槽孔的偏差不得大于5cm，其它炮孔孔位偏差不得大于10cm。为方便爆破的石碴直接落入引水隧洞，减少钻孔工作面清碴工作量，钻孔工作面为35°左右斜面；施工人员均挂安全绳，安全绳直接绑在吊笼上。

6)装药爆破：

炮工按钻爆设计参数装药。孔口用砂袋或炮泥堵塞严实，装完药后，

由技术员和专业炮工分区分片检查，联结爆破网络，用传爆线引至井口安全距离内，火雷管点火引爆。

7)通风散烟及除尘：

爆破后自然散烟或采用手风钻的供风管进行纯压式临时通风

散烟。为减少洞内烟尘，爆破后辅以洒水降尘措施。

8)安全处理：

爆破后，人工清除井壁上残留的危石及碎块，保证进入人员及设备

的安全。在整个施工过程中设专职安全员每天进行安全检查，发现问题及时处理。

9)扒渣：

竖井爆破扩挖的石碴顺导井溜到地下厂房中，部分残留工作面石渣由人

工扒渣。爆破的石渣采用用3m3侧卸装载机配20t自卸汽车出渣。

10)围岩支护：

爆渣清除完毕后，对本层开挖揭露的井壁按设计进行喷砼支护，对围岩特别破碎的部位，需增设随机锚杆。

2.2扩挖循环作业

第一、二序扩挖作业循环时间:工作面清理0.5小时、测量放线1小时、第一序钻孔29孔×2.5m6.5小时、装药、连线、起爆1小时、通风散烟1小时、第二序施工准备1小时、钻孔7小时、装药、连线、起爆1小时、通风散烟1小时、危岩处理、石渣清除3小时、支护3小时，循环进尺2.5m，循环时间26小时。

3. 质量保证措施

本工程主要针对测量、爆破等关键工序制定详细的质量控制措施，以确保工程施工达到优质。

1）工程测量质量控制措施

①所有测量设备必须检验合格才能使用，施工测量在高程1512～1497（15m）范围采用全站仪放样控制竖井体型，高程1512～竖井底部采用重锤法控制竖井中心线。测量作业由富有经验的专业人员进行测量放线、复测。

②竖井开挖放样以轴线控制，每次爆破后进行开挖掘进细部放样，掌子面上除标定中心，开挖轮廊线。开挖中应及时测绘开挖断面，施工中应认真作业,及时进行测量放线和组织复测，确保竖井的开挖尺寸和规格满足设计要求.

③竖井开挖结束后，应及时进行竖井全线测量，并对测量误差进行调整和分配。

2）开挖爆破质量控制措施

①管理措施

a.严格按照招标技术规范、设计图纸、通知和监理工程师的指示进行施工；

b.对参与爆破的有关人员，必须持证上岗；

c.在钻爆过程中，必须按照控制爆破设计进行施工，不得擅自更改钻爆方案和具体有关参数；

d.必须严格地进行控制爆破实验和监测，优化各项具体参数，确保开挖质量和被保护对象的安全；

e.根据不同被保护对象的具体特性，采取严密的安全防护措施，确保被保护对象的安全万无一失。

②技术措施

a.开挖前认真做好爆破方案设计，做好光面爆破的参数设计，并先在需要光爆的地方或经监理单位批准的类同地方进行试验，以选择和确定合理的爆破参数，获得比较满意的爆破面和形成光滑的最终开挖断面，使在最小开挖线外的超挖量最小。

b.在开挖过程中，根据岩石变化情况，经监理工程师批准后及时修正爆破参数，以便尽量减小超挖和不欠挖。在竖井顶部和底部处的岩石开挖、不良地质井段的开挖应严格控制爆破参数，采用浅孔小药量爆破，以确保围岩的稳定。

c.钻孔严格按照设计钻爆图施工，各钻手分区、分部位定人定位施钻，每排炮由值班工程师按“平、直、齐”的要求进行检查。

d.加强井内观测，爆破后必须进行危岩处理，确保岩石稳定后才能进行下一道工序。

e.在断层破碎带和裂隙比较发育的井段，必须遵循“短进尺、多循环、弱爆破、强支护、勤观测”的原则进行施工。

f.配备足够的开挖设备，满足高强度的开挖任务。