大直徑調(diào)壓豎井開挖施工技術(shù)研究

李建虎

摘要：依托廣西桂西北治旱百色水庫灌區(qū)工程，對供水工程大直徑調(diào)壓豎井正挖施工技術(shù)進行研究，通過對“正井法”施工技術(shù)進行研究，總結(jié)提煉供水工程大直徑調(diào)壓豎井正挖施工技術(shù)防護技術(shù)，為類似工程施工積累經(jīng)驗、提供技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：大直徑;豎井;正井

1概述

本工程共有兩座調(diào)壓井，分別布置于總干管ZG26+816.45處側(cè)旁山體及南干管NG22+578.738處所在山體，井中心樁號分別為ZT0+575.84及NT0+026.48。

總干調(diào)壓井為圓形結(jié)構(gòu)，井深43.9m，開挖內(nèi)徑為10.5m，調(diào)壓井下端為阻抗式孔口段，與平洞連接，孔口段高度為5.05m，開挖內(nèi)徑為2.2m，成形內(nèi)徑為1.4m。南干調(diào)壓井為圓形結(jié)構(gòu)，井深68.40m，地下井深59.5m，地上部分高度8.9m，開挖內(nèi)徑為8.6m，調(diào)壓井下端為阻抗式孔口段，與平洞連接，孔口段高度為22.625m，開挖內(nèi)徑為2.8m，成形內(nèi)徑為0.5m。

2施工布置

2.1施工道路

通往調(diào)壓井修建一條檢修道路，施工道路利用調(diào)壓井檢修道路路基開挖完成后鋪設(shè)泥結(jié)石面層修筑而成，寬6.5m，坡度≤12%。

2.2施工供風(fēng)

開挖施工期間主要用風(fēng)設(shè)備為手風(fēng)鉆等設(shè)備用風(fēng)，高峰期需用風(fēng)量約為20m3/min，供風(fēng)方式采用移動供風(fēng)的方式。

2.3施工供電

施工用電由附近農(nóng)村電網(wǎng)接入采用，可滿足施工需要，同時備用電源采用一臺50kw柴油發(fā)電機，備用電源平時布置在調(diào)壓井平臺合適位置，并作好防護措施。

2.4施工通風(fēng)

為保證調(diào)壓井施工期空氣質(zhì)量，在開挖時應(yīng)進行井內(nèi)通風(fēng)散煙，用一臺YWF6S-350的軸流風(fēng)機通過鋼管將高壓風(fēng)壓入井內(nèi)，將煙塵壓出井外。

2.5施工排水

在進行調(diào)壓井井挖之前，完成調(diào)壓井平臺邊坡開口線上部及周邊的截排水溝施工。在調(diào)壓豎井開挖時，在井內(nèi)適當(dāng)位置開挖一集水坑，將滲水及施工廢水集中至集水坑中。

3施工工藝技術(shù)

3.1調(diào)壓井施工流程

施工首先采用挖掘機開挖調(diào)壓井井口平臺，然后測量確定豎井中心及井口開挖邊線，施工混凝土圈梁，利用挖掘機開挖、人工手持風(fēng)鎬修邊的方式開挖豎井上部3.0m井口段;豎井井口段3m以下井身段開挖，采用光面爆破技術(shù)，自上而下全斷面開挖的方式實施開挖，采用龍門吊進行垂直吊運出渣，棄渣運輸采用自卸汽車直接運至棄渣場。

3.2井口平臺土方明挖

根據(jù)設(shè)計圖紙標示，井口平臺位于巖土分界以上，施工主要以土方開挖為主，所以采用挖掘機直接進行開挖。土方明挖按照施工規(guī)范邊坡要求進行放坡，自上而下，機械開挖，機械出渣，自卸汽車拉至棄渣場。開挖邊坡形成之前完成相應(yīng)地表截水系統(tǒng)施工。

3.3調(diào)壓豎井開挖

3.3.1鉆爆設(shè)計

先使用150型地質(zhì)鉆機打直徑90mm先導(dǎo)孔，爆破時采用3m塑料盲管防護。調(diào)壓豎井以全斷面自上而下采用鉆爆的方式進行開挖，通過龍門吊提升出渣，采取自卸汽車直接拉棄至棄渣場。

1、炮孔布置原則

布孔時，宜使炮孔與巖石層面和節(jié)理面正交，不宜穿過與地面貫穿的裂隙，以防漏氣，影響爆破效果。

2、炮孔參數(shù)的確定

最小抵抗線W=KWd，炮孔深度L=KLH，炮孔間距a=KaWd，炮孔排距b=KaWd;

W：由炮孔底至臨空面的最小距離，m;

d：鉆孔最大直徑，cm;

KW：系數(shù)，一般取15～30，堅石用小值，次堅石用大值。

L：炮孔深度m;

H：爆破巖石厚度，臺階高度m;

KL：系數(shù)，堅石為1.0～1.15;次堅石為0.85～0.95;軟石為0.7～0.9;

a：炮孔間距m;

Ka：系數(shù)，采用火雷管起爆為1.2～2.0，采用電雷管起爆為0.8～2.3;

b：炮孔排距m;

Q：炸藥量kg;

K：單位巖石的硝銨炸藥消耗量kg/m3

本爆破炮孔直徑初步定為42mm，孔深1.5m，爆破巖石厚度H設(shè)計為1m，其它爆破參數(shù)根據(jù)現(xiàn)場由實驗確定。

調(diào)壓井下彎段借助VCR采礦法原理，施工工藝流程：（1）a底板要求平整無浮渣;b按設(shè)計布孔;c安裝YQ100潛孔鉆機;d打孔;e檢查炮孔的偏斜、深度、數(shù)量等指標必須符合要求。（2）爆破：a進場后檢查頂板是否安全，清理孔口雜物;b準備材料，進行測孔;c復(fù)測孔底高程，高度無誤后開始堵塞;d下起爆藥卷，每孔的第一次裝藥量控制在每孔總裝藥量的60%以內(nèi);e測每孔第一次裝藥后的藥定高度;f計算爆破高度，第二次裝藥，保證裝藥高度一致;g孔口堵塞，把導(dǎo)爆管連接在導(dǎo)爆索上;h收集所有與導(dǎo)爆索連接好的導(dǎo)爆管尾部，并連接上起爆導(dǎo)爆管;i施工人員撤離;j敷設(shè)起爆網(wǎng)絡(luò)至安全地帶起爆。

根據(jù)本工程調(diào)壓井下彎段及平洞布置條件，為確保安全，施工順利進行，采用YQ-100潛孔鉆在阻抗孔平臺一次性鉆進炮孔，將剩余部分從下往上分段封堵、全斷面爆破（孔底裝沙袋炮泥堵塞，中間裝藥卷，上部用細沙土封堵）;下彎段開挖進尺2.5m，采用1m3側(cè)卸式裝載機配15t自卸汽車經(jīng)平洞運輸洞出渣。下彎段上部與豎井相交處需進行適當(dāng)?shù)臄U挖，鉆孔前澆筑20cm的混凝土（混凝土內(nèi)埋設(shè)導(dǎo)向鋼管）找平平臺，以滿足潛孔鉆的布置。

3.3.2鉆爆作業(yè)

（1）測量

測量是控制開挖輪廓準確度的關(guān)鍵。每一循環(huán)都由測量技術(shù)人員在掌子面標出開挖輪廓和炮孔位置。

（2）鉆孔

鉆孔用鉆孔臺車或氣腿鑿巖機施作，并按以下要求鉆孔。

鉆眼完畢，按炮眼布置圖進行檢查，有不符合要求的炮眼重鉆，經(jīng)檢查合格后，才能裝藥起爆。

（3）裝藥

火工品運輸采用吊籃運輸，炸藥和雷管分開運輸，并做好防護工作。

（4）堵塞

堵塞炮孔可以提高炸藥能量利用率，從而減少炸藥用量，降低爆破振動效應(yīng)。裝藥后要求炮孔堵塞好，裝藥和堵塞工作按有關(guān)安全規(guī)程執(zhí)行，以確保安全。

（5）聯(lián)結(jié)起爆網(wǎng)路

為了保證起爆準確可靠，采用塑料導(dǎo)爆管傳爆雷管復(fù)式網(wǎng)路，即每處傳爆雷管都用2發(fā)。傳爆雷管宜用低段，以保證延期準確度;連線時導(dǎo)爆管不打結(jié)不拉細;聯(lián)結(jié)的每簇雷管個數(shù)基本相同且不超過20個。傳爆雷管用黑膠布纏好。網(wǎng)路聯(lián)好后由專人檢查驗收，無誤后方可起爆。

3.3.3人員上下措施

豎井開挖較淺時，作業(yè)人員主要通過爬梯進出豎井。豎井開挖較深時通過龍門吊下放和提升吊籃，供作業(yè)人員進出豎井。

3.3.4材料運輸

在施工過程中，錨桿、手風(fēng)鉆、鉆桿等材料器具均通過吊籃運輸，運輸材料的吊籃與人員上下的吊籃要分開設(shè)置，吊籃尺寸規(guī)格與上述人員運輸?shù)趸@的一致。

3.3.5調(diào)壓井開挖出渣運輸

在開挖中，利用20T龍門吊垂直運輸石渣，用自卸汽車拉棄至棄渣場。井下挖渣采用沃爾沃EC55D小型挖機（見下圖），挖機重5.5T，在龍門吊荷載范圍內(nèi)。

4結(jié)束語

隨著經(jīng)濟社會發(fā)展，類似百色灌區(qū)這種重大民生水利項目逐步加快實施，而大直徑調(diào)壓豎井施工項目，不論從安全、質(zhì)量、或是進度方面，往往在整個施工周期中占有重要的地位，因此，對于大直徑調(diào)壓豎井正挖技術(shù)研究課題的開展是十分有必要的，其研究成果將對今后的工程有較高的借鑒意義，技術(shù)成果應(yīng)用前景十分廣闊。

參考文獻：

[1]陳錦.大直徑超厚地連墻施工技術(shù)研究.文化科學(xué)，2018-12.

[2]周學(xué)寧.大直徑、超長旋挖鉆孔樁施工技術(shù)研究.文化科學(xué)，2018-10.