東升水電站引水系統(tǒng)調(diào)壓井開挖施工技術(shù)

摘要：文章論述了東升水電站引水發(fā)電系統(tǒng)調(diào)壓井開挖的施工程序和方法，主要采用LM-200反井鉆機進行導(dǎo)井開挖，導(dǎo)井形成后，人工自上而下用手風(fēng)鉆分兩次擴挖形成設(shè)計斷面。

關(guān)鍵詞：調(diào)壓井；反井鉆機；手風(fēng)鉆；人工擴挖

中圖分類號：TV674文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2012）30-0037-03

1 概述

2 調(diào)壓井開挖施工程序

反井鉆機就位前首先做必須的準(zhǔn)備工作：在進行豎井導(dǎo)孔開挖前，先澆筑反井鉆機基礎(chǔ)混凝土，基礎(chǔ)尺寸為6.5×3.0m，混凝土標(biāo)號為C20，用來固定反井鉆機并以此作為操作平臺；施工沉渣池（容積約2m3），緊鄰反井鉆機基礎(chǔ)布置，利于導(dǎo)孔鉆進排渣及循環(huán)供漿；用鋼板焊制容積為3m3的移動水箱，主要用于主機冷卻循環(huán)供水。

鉆機基礎(chǔ)混凝土澆筑2～3天后，將輕型軌道鋪設(shè)在混凝土平臺上，軌距為64cm，軌道下墊枕木（20×20cm，長120cm）或I20工字鋼，每隔60～80cm墊一根，然后將鉆機吊至軌道上，調(diào)好鉆機位置，鎖緊卡軌器，豎起鉆架，安裝后拉桿，調(diào)平

鉆機。

鉆機調(diào)平后，用螺栓將鋼墊板連接在鉆架上，安裝前拉桿及埋設(shè)預(yù)埋螺栓，再次調(diào)平鉆機并澆筑二期混凝土。二期混凝土達(dá)到一定的強度后，安裝轉(zhuǎn)盤吊和翻轉(zhuǎn)架，對反井鉆機進行調(diào)試。

鉆機調(diào)試結(jié)束后正式進行Ф216mm導(dǎo)孔鉆進，導(dǎo)孔施工時先將水壓入孔內(nèi)，作為排渣及冷卻鉆頭用水。石渣經(jīng)排渣槽進入沉渣池，沉淀后人工撈至堆放位置。

根據(jù)導(dǎo)孔鉆進過程觀察反出巖屑情況，可以對地層有初步定性的分析和了解，為擴孔鉆進、孔壁維護提供參考。導(dǎo)孔鉆進時，如遇到裂隙、破碎帶等，可能造成卡鉆現(xiàn)象時，應(yīng)把鉆頭和鉆桿提出孔外，盡量把孔內(nèi)的水排出，然后對孔內(nèi)進行灌漿加固處理，灌漿材料采用水泥漿或C15混凝土，并根據(jù)實際情況加入適量的早強劑，待達(dá)到一定強度后重新進行鉆進。隨著導(dǎo)孔鉆進，為控制鉆孔傾斜度在要求范圍內(nèi)，每鉆進2～3節(jié)鉆桿需加一節(jié)導(dǎo)正鉆桿，根據(jù)以往施工經(jīng)驗導(dǎo)孔鉆進速度應(yīng)控制在10～15m/d。

導(dǎo)孔鉆透地層后，用卸扣器將導(dǎo)孔鉆頭和異型鉆桿換下，大致修平下平洞頂拱的擴孔鉆進范圍。用吊車或裝載機將鉆頭運至導(dǎo)孔下方，將上下提吊塊分別同鉆頭、導(dǎo)孔鉆桿固定，上下提吊塊用鋼絲繩連接，提升導(dǎo)孔鉆桿，使鉆頭離開地面約20cm，然后固定鉆頭，下放導(dǎo)孔鉆桿，拆去上下提吊塊，連接擴孔鉆頭，擴孔鉆頭直徑為1.4m。

換接擴孔鉆頭后，慢速上提鉆具至滾刀開始接觸巖石，用最低轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，并慢慢提升，保證鉆頭滾刀不受過大的沖擊而破壞，等鉆頭全部均勻接觸巖石，再進行正常擴孔。

如巖石硬度較大，可適當(dāng)增加鉆壓，反之減小鉆壓。擴孔時如發(fā)現(xiàn)排矸不暢、壓力不穩(wěn)、鉆頭激烈晃動等情況，可能是大塊矸石落到刀盤磨擠刀具所致，此時應(yīng)將刀具下放一定距離，高速旋轉(zhuǎn)，將渣石甩掉再繼續(xù)擴孔。

當(dāng)擴孔鉆頭距基礎(chǔ)2.5米時，降低鉆壓慢速鉆進，并觀察有無異常現(xiàn)象，如有及時處理，直至鉆頭露出地面。擴孔鉆進速度控制在每天10m左右為宜。

3.2 豎井人工一次擴挖施工

考慮到反井鉆機形成的導(dǎo)井直徑比較小，直接進行正井?dāng)U挖容易造成導(dǎo)井堵塞。因此在導(dǎo)井形成后，首先自上而下進行一次人工擴挖，使導(dǎo)井直徑達(dá)到φ6.0m，再自上而下進行二次擴挖成設(shè)計斷面。人工一次反井?dāng)U挖采用10t卷揚牽引吊籠進行材料、工具的運輸、人員的通行，并作為作業(yè)平臺。施工供風(fēng)、供水管線從調(diào)壓井上部接引，沿導(dǎo)井井壁每隔5m作一短錨桿，錨桿入巖深0.5m，外露10cm，把管線固定在錨桿上。施工照明采用電纜懸垂供應(yīng)到掌子面。吊籠上下運行時，人工進行照明電纜的收放。上下通訊除采用電鈴?fù)?，還在吊籠和卷揚機操作平臺之間安設(shè)對講門鈴電話作為輔助通訊工具。電鈴電纜和對講門鈴電話電線相對固定在照明電纜上，由施工人員隨吊籠一起收放或安設(shè)特殊裝置自動收放。因為豎井一次擴挖基礎(chǔ)基礎(chǔ)工作面是反井鉆機擴挖鉆頭研磨形成的，工作面比較光滑穩(wěn)定，并且穿過的斷層帶圍巖較好，所以對工作面不需要先進行支護。

3.3 豎井人工二次擴挖施工

二次擴挖開始正式前，首先進行井口25m深度范圍內(nèi)的二次擴挖施工，人員利用爬梯進行交通，之后進行鎖口混凝土襯砌及安裝提升系統(tǒng)，之后正式由上而下進行豎井的二次擴挖施工，第二次擴挖至設(shè)計

邊線。

豎井二次擴挖使用10t卷揚機牽引吊籠進行材料、工具的運輸和人員的通行。二次擴挖施工供風(fēng)采用DN50鋼管供應(yīng)，沿井壁固定在錨桿上，掌子面前10m采用軟管供風(fēng)。施工用電采用電纜供應(yīng)，沿井壁固定在錨桿上。施工通訊仍采用信號電鈴和對講門鈴電話兩種通訊方式，電鈴電纜和對講門鈴電話電線仍懸垂在空中，由上下施工人員手工收放或安設(shè)特殊裝置自動收放。

二次擴挖時，首先使用安全井蓋把導(dǎo)井完全覆蓋，防止人員、工具或材料等墜落。施工前，施工人員使用安全帶和安全繩把人體相對固定在支護錨桿上。二次擴挖采用Y24手風(fēng)鉆造孔，孔深2.5m，循環(huán)進尺2.2m，豎井周邊光面爆破。爆破采用Ф32巖石炸藥，火雷管爆破。爆破前把電爐絲和火雷管綁在一起，電爐絲電線引到井口專用配電箱內(nèi)，配電箱由專人看管，爆破前待人員和材料完全撤離豎井后才可以合閘點火。爆破為保證施工質(zhì)量，周邊孔要適當(dāng)加密，并減少藥量，根據(jù)實際爆破效果及時調(diào)整爆破參數(shù)。每次爆破完成后，錨噴支護及時跟進。

長錨桿施工采用100B輕型潛孔鉆機鉆孔，孔徑76mm，短錨桿施工采用手風(fēng)鉆，孔徑42mm，垂直巖面水平鉆設(shè)，采用注漿機注漿后，人工插入錨桿。采用SP-6D混凝土噴射機噴射混凝土。噴層厚度5～8cm，由下而上先凹后凸螺旋式噴射。待錨噴支護完成后才能進行下一循環(huán)施工。為了減少扒渣工作量，掌子面開挖成漏斗狀。

為保證豎井開挖施工質(zhì)量，控制豎井開挖超挖量，在豎井上部安裝激光投點儀，作為開挖放樣控制基礎(chǔ)。

施工時注意布孔避開巖石節(jié)理面，同時在常規(guī)掘進施工時，注意記錄和觀察巖石結(jié)構(gòu)的走向、裂隙、滲水等情況，及時進行排水孔、隨機錨桿的施工。在具體施工過程中，備足進行系統(tǒng)和臨時支護施工的各種材料，如鋼支架等，同時組織落實施工人員。另外還根據(jù)地質(zhì)資料及現(xiàn)場施工情況，制定預(yù)見性的施工技術(shù)措施，做到有條不紊。

豎井二次擴挖采用人工進行扒渣，通過導(dǎo)井溜渣至井座段，ZLC50G（3.0m3）側(cè)卸裝載機配15t自卸車出渣，自引水隧洞洞及2#施工支洞運到2#

渣場。

4 結(jié)語

反井鉆機在豎井開挖施工中的應(yīng)用十分廣泛，采用反井鉆機施工不但可以加快施工速度，還可以降低工程造價。

作者簡介：林長新（1967-），男，中國水利水電建設(shè)工程咨詢西北公司工程師，研究方向：水利水電工程施工。

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