水利工程引水隧洞豎井施工技術(shù)

朱建勇

摘 要：本文結(jié)合山西引沁入汾浮山供水工程郭店隧洞2#豎井工程的施工經(jīng)驗，分析闡述了水利工程引水隧洞豎井開挖、支護(hù)的施工技術(shù)，對引水隧洞豎井工程施工具有指導(dǎo)借鑒意義。

關(guān)鍵詞：引水隧洞；豎井；施工技術(shù)

中圖分類號：U455 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1.工程概況

中鐵二十三局集團(tuán)有限公司負(fù)責(zé)施工的山西引沁入汾浮山供水工程郭店隧洞2#豎井位于南寺頭村東南，與總干樁號4+860相連，地面高程981.758m，主洞設(shè)計底面高程848.758m，井深133m，豎井直徑4m。地層巖性為二迭系上統(tǒng)石千峰組厚層砂質(zhì)泥巖、泥巖與長石砂巖互層夾砂巖。主洞線位于地下水位以下30.61m，基巖的強風(fēng)化帶厚17.6m。2#豎井覆蓋土層厚15.9m，井深15.9m～88.4m為Ⅴ類；井深88.4m～133.0m為Ⅳ類。

2.施工輔助系統(tǒng)和設(shè)施

在豎井的井壁設(shè)通風(fēng)、供風(fēng)、供水、排水管道，在另一側(cè)設(shè)電纜線，所有管線均緊靠井壁直接引入隧洞至工作面。

在豎井平面內(nèi)設(shè)人行梯一座，人行梯采用直梯，并每隔10m設(shè)置休息平臺，供施工人員緊急情況上下使用。人行梯道的寬度不得小于50cm，踏步嚴(yán)禁使用圓鋼，并設(shè)置護(hù)圈。

2.1 通風(fēng)

地面安設(shè)一臺型號FBDNo7.1/2×30對旋軸流通風(fēng)機，功率2×30kW，風(fēng)量410m3/min～640m3/min，懸吊一條Φ600mm的軟風(fēng)筒到工作面，工作面采用壓入式通風(fēng)。風(fēng)筒采用鋼絲繩懸吊。

2.2 壓風(fēng)

采用一臺型號BLT-180A螺桿空氣壓縮機供給壓風(fēng)，功率132kW，風(fēng)量24m3/min，配1.5m3儲氣罐，可滿足工作面的供風(fēng)要求。從儲氣罐接3"鋼管作為供風(fēng)管送至工作面，鋼管法蘭連接，并距工作面20m左右接通風(fēng)軟管，通風(fēng)軟管在每次爆破之前撤離到安全距離之外。風(fēng)管布置在井壁，每隔10m設(shè)置一個50cm長錨桿固定。

2.3 供水

主要供鑿巖機、混凝土養(yǎng)護(hù)等用。由附近溪流截留取水，水泵抽至蓄水池，用1.5"鋼管引至工作面。用管卡固定在豎井洞壁上。

2.4 排水

采用Φ50鋼管管路，每10m設(shè)一吊點。涌水量較小時，也可采用吊桶提升出井筒。

2.5 供電

在進(jìn)行各項施工前，需要準(zhǔn)確知道變壓器下面的配電箱輸出端接線至配電室位置，緊接著再進(jìn)行各項工作，使用三相五線制線路。

照明用電地面采用新型密閉帶罩碘鎢燈照明，井下采用36V低壓燈泡照明。

2.6 通信

井下無通信信號。采用對講機及電鈴進(jìn)行通信。

2.7 提升系統(tǒng)

豎井井口設(shè)塔式井架。井架高36m，邊長6m。井架立柱、橫梁用Φ30卷管制作，輔以L15角鋼固定，井架頂鋪設(shè)8mm花紋鋼板。斜撐架采用Φ30卷管和L15角鋼制作。井架頂焊接I30工字鋼用以固定天輪。主天輪為六輻單槽固定天輪，型號TLG-1200/20。天輪直徑1200mm，選配鋼絲繩直徑20mm。絞車采用JTP-1.2×1.0型礦用提升絞車。該絞車的主軸裝置由固定卷筒、主軸、軸承座等部分組成。整機效率在90%以上，屬節(jié)能型絞車。

3.豎井開挖技術(shù)

3.1 土方開挖

豎井通常情況下從上面往下面進(jìn)行開挖。土方位置一般使用純?nèi)斯みM(jìn)行開挖。并緊跟布設(shè)風(fēng)水電管路。

3.2 石方開挖

石方開挖自上而下分層梯段爆破。在施工過程中，如遇破碎巖石，嚴(yán)格控制進(jìn)尺深度在1m～1.5m。在巖體較完整部分，爆破進(jìn)尺可提高到1.5m～2m。實際施工時，根據(jù)爆破效果進(jìn)行調(diào)整。渣料運輸由人工裝入吊桶，再由絞車吊出豎井，自卸車棄至渣場。

4.豎井支護(hù)技術(shù)

4.1 豎井井圈鎖口施工

為了防止井口坍塌，保證井下安全，對豎井井口進(jìn)行加強防護(hù)。鎖口段高4m，噴砼厚12cm，鋼筋砼襯砌厚50cm，最下部1m范圍施工擴大壁座。上部60cm范圍為井圈鎖口，鎖口鋼筋砼襯砌厚度加強為1m。鎖口段施工工藝與井身段相同。

4.2 中空組合錨桿結(jié)構(gòu)

中空組合錨桿主要有以下組成部分：止?jié){塞、墊板、螺母、中空錨桿體、注漿通道、出漿通道、排氣通道、錨頭等組成，由于中空錨桿出漿通道就在連接套上，可以把相關(guān)材料做到最大程度地使用，這實現(xiàn)了不浪費，提高經(jīng)濟(jì)效益。

中空組合錨桿一般情況下會有以下優(yōu)勢：中空設(shè)計，采取了注漿管的優(yōu)勢，減少砂漿流失。有助于將注漿飽滿，可以進(jìn)一步提高壓力注漿的限度，提升工程質(zhì)量。

4.3 鋼筋網(wǎng)施工

鋼筋網(wǎng)是當(dāng)前使用的重要材料之一。它具有極強的防腐蝕抗氧化、焊接牢固等特點。在實際使用中，能節(jié)省鋼筋30%左右，縮短鋼筋工程70%、相關(guān)工藝可以減少一般會發(fā)生的病態(tài)情況。在相關(guān)嚴(yán)格的制度管理下，以及工作人員的專業(yè)指導(dǎo)下，可以在施工的過程中熟悉掌握焊接網(wǎng)的實際操作工藝技術(shù)，有利于減少施工中復(fù)雜的過程步驟，減少了勞動的難度系數(shù)，有利于提升工程整體性的性質(zhì)，這樣做可以確保工程的質(zhì)量，使得混凝土抗裂能度系數(shù)提升。

4.4 鋼拱架施工

鋼拱架采用I14型鋼，一榀鋼架共分4節(jié)，場地內(nèi)加工好后運至豎井現(xiàn)場拼裝，拱架拼裝連接處采用10mm厚16×16cm鋼板、M20螺栓連接。每隔90°設(shè)2根Φ25鎖腳錨桿，錨桿長2m。當(dāng)鋼拱架和井壁之間間隙過大時設(shè)置墊塊。

4.5 噴射混凝土

噴射混凝土是依靠噴射機械，利用壓縮空氣實用的動力，結(jié)合實際，將材料的配比度進(jìn)行中和的拌合料。這種混凝土是經(jīng)過高強度的噴射后受到硬化而組成的，該材料具有很強的科學(xué)依據(jù)以及劇透很強的使用耐久性。

4.6 豎井襯砌施工

襯砌采用定型鋼模板拼裝，一環(huán)模板由12塊拼裝成，每環(huán)模板1.2m高。共加工制作3環(huán)3.6m高模板。采用Ф42mm鋼管搭設(shè)模板支撐架，鋼管支撐架的間距為50cm～70cm，澆筑分節(jié)長度為3.6m，襯砌砼由洞外自動計量拌合站生產(chǎn)，罐車運至井口，利用串筒進(jìn)投料孔下料，混凝土澆筑應(yīng)均衡上升，每層不超過50cm，用50振搗棒振搗，振搗時防止振搗棒碰撞模板，插入下層砼5cm～10cm，嚴(yán)防漏振。振搗時，混凝土不再運動，停下冒泡，基礎(chǔ)面上不會有變動，十分穩(wěn)定，泛漿為止。砼強度達(dá)到2.5MPa后方可拆除模板。拆模完成后及時進(jìn)行澆水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時間不少于14天。

結(jié)語

郭店隧洞2#豎井已經(jīng)安全順利觸底，開挖斷面和初期支護(hù)符合設(shè)計要求，為正洞施工創(chuàng)造了良好的條件。豎井施工因其斷面小、作業(yè)空間受限，安全風(fēng)險高。因此必須加強施工管理，確保工程安全、質(zhì)量和工期，為業(yè)主和當(dāng)?shù)厝嗣窠灰环轁M意的答卷。

參考文獻(xiàn)

[1]韓麗琴.某隧道豎井施工組織設(shè)計[J].山西建筑，2012（4）：200.

[2]李紅輝.大直徑豎井快速施工技術(shù)[J].金屬礦山，2009（S1）：402-403.

[3]何文戰(zhàn)，游芳.溪洛渡水電站深覆蓋段豎井施工集[J].水電與新能源，2013（5）：30-32.