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摘要：青海省海北州大通河納子峽水電站，該電站引水發(fā)電隧洞由上平段、上彎段、豎井、下彎段、引水隧洞下平段組成。其中上平段長(zhǎng)度為236.57m，上平段后由轉(zhuǎn)彎半徑R=18.0m、轉(zhuǎn)彎角θ=87.71°的上彎段轉(zhuǎn)入豎井段，豎井段總高度39.28m，豎井段后緊接著進(jìn)入轉(zhuǎn)彎半徑R=18.0m、轉(zhuǎn)彎角θ=87.71°的下彎段，最后為下平段，下平段長(zhǎng)度為150.02m。豎井段開(kāi)挖方法采用反導(dǎo)井法，首先進(jìn)行施工放樣，然后搭設(shè)作業(yè)平臺(tái)、鉆孔、裝藥爆破、通風(fēng)排煙和排險(xiǎn)出碴。

關(guān)鍵詞：豎井反導(dǎo)井開(kāi)挖

中圖分類號(hào)：U455文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

一、工程簡(jiǎn)況

青海省海北州大通河納子峽水電站，地處大通河上游末段，是大通河流域年調(diào)節(jié)的“龍頭”電站。該電站引水發(fā)電系統(tǒng)布置在大壩左岸，由進(jìn)水口、引水隧洞上平段、上彎段、豎井、下彎段、引水隧洞下平段、壓力鋼管段和廠房組成。其中引水發(fā)電隧洞首端為12.0m長(zhǎng)的漸變段，由6.0m×6.0m的矩形漸變?yōu)橹睆?.0m的圓形，上平段長(zhǎng)度為236.57m，上平段后由轉(zhuǎn)彎半徑R=18.0m、轉(zhuǎn)彎角θ=87.71°的上彎段轉(zhuǎn)入豎井段，上彎段洞底高程為3166.54m，豎井段總高度39.28m。豎井段頂高程為3151.55m，底高程為3112.27m，豎井段后緊接著進(jìn)入轉(zhuǎn)彎半徑R=18.0m、轉(zhuǎn)彎角θ=87.71°的下彎段，下彎段底高程為3091.34m，最后為下平段，下平段長(zhǎng)度為150.02m。

二、總體施工方案

由于上平洞開(kāi)挖工程量較下平洞大且圍巖破碎等因素影響，致使上平洞開(kāi)挖支護(hù)施工進(jìn)度滯后于下平洞開(kāi)挖支護(hù)施工，因此，開(kāi)工前已上報(bào)批復(fù)的“正導(dǎo)井法”開(kāi)挖方案已不能滿足實(shí)際施工進(jìn)度需要，根據(jù)工程進(jìn)展和豎井段圍巖完整性好的情況，采用“反導(dǎo)井法”為主，“正導(dǎo)井法”為輔的開(kāi)挖方案，具體如下：

1、下彎段底▽3091.34m～▽3097.89m段，在下平洞作業(yè)面采用傳統(tǒng)鉆爆法施工。

2、下彎段▽3097.89m～豎井段▽3146.55m之間采用“反導(dǎo)井法”(洞徑為2.5m)開(kāi)挖，共分為33層每層高度為1.5m。

3、上彎段▽3166.54m～▽3151.55m段采用“正導(dǎo)井法”（洞徑為1.5m）開(kāi)挖方案。

4、在反導(dǎo)井施工過(guò)程中，利用其出碴時(shí)間進(jìn)行▽3166.54m～▽3151.55m段正導(dǎo)井的開(kāi)挖。當(dāng)正導(dǎo)井開(kāi)挖至▽3151.55m時(shí)暫停正導(dǎo)井的開(kāi)挖，待反導(dǎo)井開(kāi)挖至▽3146.55m時(shí)，先在▽3151.55m工作面采用潛孔鉆機(jī)鉆中導(dǎo)孔（孔徑120mm），然后自上而下用5米鉆桿手風(fēng)鉆進(jìn)行鉆孔施工，將正、反導(dǎo)井予以貫通。

4、導(dǎo)洞全部貫通后，再自上而下擴(kuò)挖全洞成形。

三、施工方法

1、施工放樣

反導(dǎo)井施工時(shí)，為控制導(dǎo)井軸線，在豎井底部測(cè)設(shè)四個(gè)控制點(diǎn)（用錨筋錨入基巖形成），將成對(duì)角的兩點(diǎn)均用弦線拉起，兩弦線的交點(diǎn)即為豎井中心點(diǎn)，每排鉆孔施工時(shí)，用弦線掛重錘對(duì)準(zhǔn)該中心點(diǎn)，即可放出掌子面處的豎井中心點(diǎn)。對(duì)該四個(gè)控制點(diǎn)，測(cè)量人員每隔三～五排進(jìn)行一次校核，當(dāng)洞挖施工人員發(fā)現(xiàn)有異常時(shí)，可隨時(shí)要求測(cè)量人員進(jìn)行檢查校核，正導(dǎo)井施工時(shí)，豎井軸線控制同此法。豎井高程控制采用在洞壁上設(shè)高程點(diǎn)，用鋼卷尺丈量的方法進(jìn)行高程的傳遞。

2、鉆孔施工

導(dǎo)井施工時(shí)，采用一臺(tái)YT28型氣腿式風(fēng)鉆機(jī)，一字型合金鉆頭進(jìn)行鉆孔作業(yè)，鉆孔采用濕式鑿巖法。利用下彎段▽3091.34m～▽3097.89m段部分堆存的開(kāi)挖石碴，沿洞壁一側(cè)搭設(shè)人員上下安全通道至豎井底部掌子面，下導(dǎo)井內(nèi)采用四根長(zhǎng)度為2.2m的φ48鋼管，扣件連接成“井”字形與導(dǎo)井巖壁上的8根錨桿連接，在鋼管上鋪5cm厚的木板作為施工平臺(tái)，錨桿鉆孔深度為70cm,外露30cm，使用錨固劑錨固牢靠。并利用沿井壁布設(shè)的錨桿焊接鋼爬梯形成導(dǎo)井內(nèi)上下通道。

3、裝藥引爆

炸藥在反導(dǎo)井開(kāi)挖時(shí)選用2#巖石乳化炸藥。反導(dǎo)井的掏槽孔和主爆孔均采用連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)，用非電塑料導(dǎo)爆管起爆。光爆孔采用不偶合間隔裝藥結(jié)構(gòu)，選用導(dǎo)爆索同時(shí)起爆，導(dǎo)井周邊孔間距為50cm。

4、通風(fēng)排煙

反導(dǎo)井施工時(shí)，在下平段末端近豎井部位設(shè)一臺(tái)吸出式5.5km通風(fēng)機(jī)，向外排出煙塵，在豎井內(nèi)用13m3空壓機(jī)對(duì)掌子面進(jìn)行通風(fēng)，將煙塵壓到豎井底部，經(jīng)該部位的吸出式風(fēng)機(jī)抽出洞外；正導(dǎo)井用空壓機(jī)向工作面通風(fēng)后，將煙塵壓出豎井內(nèi)。當(dāng)豎井導(dǎo)洞貫通后，下平洞經(jīng)豎井與調(diào)壓井形成一條自下而上的自然風(fēng)道，通風(fēng)條件很好，故豎井?dāng)U挖時(shí)不再考慮人為通風(fēng)的措施。

5、施工照明

在反導(dǎo)井底部安裝兩臺(tái)移動(dòng)鏑燈，向上照明，放炮前，撤到洞外。作業(yè)人員全部配置礦用頭燈，并配給兩把大光率強(qiáng)光手電，即可滿足施工要求。

6、出碴

反導(dǎo)井開(kāi)挖的洞碴直接落入豎井底部下平洞內(nèi)，人工使用長(zhǎng)竹竿對(duì)爆破后掌子面進(jìn)行安全處理，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)帶班人員和安全員共同確認(rèn)安全后，在下平洞使用裝載機(jī)配兩臺(tái)自卸汽車(chē)出碴，運(yùn)至棄渣場(chǎng)。上導(dǎo)井出碴方法是：采用人工配合機(jī)械出渣，由1t快速卷?yè)P(yáng)機(jī)配0.25m3吊罐提渣，至出井高程后人工輔助直接卸料入15t自卸汽車(chē)內(nèi)，經(jīng)上平段，沿1#臨時(shí)施工道路運(yùn)輸至上游棄渣場(chǎng)。

四、施工安全保證措施

1、在進(jìn)行全斷面擴(kuò)挖時(shí)，必須用鋼護(hù)欄封閉好導(dǎo)井口，并將鋼護(hù)欄固定以防止松動(dòng)。鐵護(hù)欄未安設(shè)或未固定完畢，嚴(yán)禁進(jìn)行鉆孔施工。

2、在洞內(nèi)進(jìn)行施工作業(yè)時(shí)，洞壁上需設(shè)插筋，施工人員將安全繩一端固定于插筋上，一端拴在自身腰部。施工人員只有將安全繩正確系好后，才可開(kāi)始施工。

3、進(jìn)行下導(dǎo)井鉆孔施工時(shí)，在施工人員進(jìn)入工作面之前，必須先開(kāi)動(dòng)空壓機(jī)通風(fēng)30分鐘以上，確認(rèn)工作面已將煙塵排除干凈后，施工人員才能進(jìn)入工作面。在施工人員開(kāi)始進(jìn)入工作面直至撤出工作面為止，不得停止空壓機(jī)供風(fēng)，以保證工作面有新鮮空氣補(bǔ)給。當(dāng)施工人員在進(jìn)入工作面的途中，認(rèn)為工作面煙塵尚未排除干凈或無(wú)足夠新鮮空氣，可返回安全地帶，延遲進(jìn)入工作面的時(shí)間。

4、下導(dǎo)井爆破后，要開(kāi)動(dòng)13m3空壓機(jī)，向豎井工作面供風(fēng)，以排除豎井內(nèi)的煙塵，并同時(shí)開(kāi)動(dòng)下平洞內(nèi)的吸出式風(fēng)機(jī)，通風(fēng)30分鐘以上并確認(rèn)已將下平洞內(nèi)煙塵排除干凈后，出碴人員才能進(jìn)洞出碴。但豎井通風(fēng)仍應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行2小時(shí)以上，以切實(shí)保證將洞內(nèi)的煙塵排除干凈，尤其當(dāng)豎井施工至20m以上時(shí)，還要適當(dāng)延長(zhǎng)通風(fēng)時(shí)間。

5、進(jìn)入豎井工作面進(jìn)行施工時(shí)，必須有二人以上，否則不得進(jìn)入洞內(nèi)進(jìn)行施工。

6、每排炮施工后，安全員要帶領(lǐng)豎井洞挖施工人員對(duì)已開(kāi)挖段進(jìn)行安全處理，清除松動(dòng)巖石，當(dāng)確認(rèn)安全后，才能進(jìn)行下道工作施工。

7、上、下導(dǎo)井當(dāng)有任一工作面在從事爆破作業(yè)時(shí)，另一工作面均需撤離所有人員，不得在工作面內(nèi)從事任何作業(yè)。

8、在進(jìn)行上導(dǎo)井出碴時(shí)，在洞底掌子面以上2m高度的洞壁上打入插筋，上鋪木板，用鐵絲將其固定在錨筋上，形成保護(hù)棚（約占導(dǎo)井?dāng)嗝娴囊话耄?。出碴人員用吊罐裝好碴后，躲入保護(hù)棚下，上面的人員才能提起土筐進(jìn)行出碴，且用吊罐裝碴時(shí)，只能裝滿罐的3/4裝滿，以防石碴太滿容易掉落。

9、豎井內(nèi)施工人員必須按規(guī)定正確戴好安全帽，才能進(jìn)入工作面施工。

10、在上平洞部位進(jìn)行上導(dǎo)井進(jìn)行出碴的人員必須系好安全繩進(jìn)行作業(yè)。出碴過(guò)程中，要隨時(shí)將掉落在豎井口的石碴清理干凈，以防其掉入豎井內(nèi)。

11、豎井內(nèi)有人作業(yè)時(shí)，在豎井上部上平段部位派人進(jìn)行值班，同時(shí)在上平段近豎井部位的明顯位置懸掛警示牌，提示井下有人作業(yè)、嚴(yán)禁閑雜人員出入。

12、供照明的絕緣電纜應(yīng)經(jīng)常檢查表面有無(wú)破損，發(fā)現(xiàn)破損的地方必須予以更換。

五、 結(jié)束語(yǔ)

青海納子峽水電站引水發(fā)電隧洞豎井段采用反導(dǎo)井開(kāi)挖方法，在安全措施到位、圍巖現(xiàn)狀較好的條件下，減小了出碴難度，加快了施工進(jìn)度，經(jīng)業(yè)主、設(shè)計(jì)及監(jiān)理驗(yàn)收，均滿足設(shè)計(jì)要求。為以后的隧洞豎井段的施工積累了豐富的施工經(jīng)驗(yàn)。