常祖華

（重慶市乾力建筑工程有限公司　重慶市　黔江區(qū)　409000）

豎井開挖施工技術(shù)及其質(zhì)量控制

常祖華

（重慶市乾力建筑工程有限公司重慶市黔江區(qū)409000）

建筑中最重要的一項(xiàng)建筑，在施工時(shí)要對(duì)豎井開挖施工技術(shù)嚴(yán)格要求，這不僅關(guān)系著經(jīng)濟(jì)利益也關(guān)系著人們的財(cái)產(chǎn)安全，人工導(dǎo)井施工方法對(duì)井深有一定的限制，深度越深，施工難度越大、安全隱患更多。反井鉆機(jī)進(jìn)行豎井及斜井的導(dǎo)井施工進(jìn)度快、安全性高、操作簡(jiǎn)便。

水電站；豎井開挖；施工技術(shù)；質(zhì)量控制

引言

近年來(lái)隨著我國(guó)地鐵建設(shè)的發(fā)展，越來(lái)越多的城市修建地鐵。而地鐵深基坑工程因地質(zhì)不同具有開挖難度大、工期長(zhǎng)、費(fèi)用高及對(duì)周圍環(huán)境的影響大等問題，它已經(jīng)成為城市建設(shè)中一個(gè)亟待攻克的難題，面臨著大規(guī)模水電站能源工程的開發(fā)和建設(shè)，大量山體開挖是不可避免的。因此，豎井開挖施工技術(shù)及其質(zhì)量控制的研究具有十分重要的意義。

1　豎井開挖施工方案

1.1正井開挖

它是通過手風(fēng)鉆人工鑿巖爆破，采用人力裝碴，卷?yè)P(yáng)機(jī)提升出碴；把鎖口的鋼筋混凝土放到開挖線以外，即鎖口后的混凝土面與開挖面齊平，并在井口混凝土面設(shè)置控制點(diǎn)，豎井?dāng)U挖吊線控制開挖體型尺寸，并在井口安裝安全防護(hù)欄網(wǎng)和起吊設(shè)備結(jié)構(gòu)件。它是通過多臂鉆機(jī)鑿巖爆破，采用抓斗提升出碴，可從上而下開挖導(dǎo)井，并且直徑可達(dá)十幾米，但是每次清碴不夠干凈。

1.2反井開挖

反井鉆機(jī)成井法已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于許多水電站和礦山的施工中，豎井全風(fēng)化巖及強(qiáng)風(fēng)化巖以上地層初期支護(hù)采用工25a型鋼鋼架，間距0.5m+300mm厚網(wǎng)噴混凝土+注漿錨管聯(lián)合支護(hù)，共計(jì)18.2m；中風(fēng)化地層采用工16a型鋼鋼架，利用反井鉆頭直接鑿成直徑為φ1200mm-1600mm的導(dǎo)井；采用泥漿泵將高壓洗井液注入鉆桿內(nèi)，再?gòu)你@頭的排水孔壓出，將石碴從鉆桿與孔壁間的環(huán)行空間排至排碴槽。導(dǎo)孔貫通后在下平洞將導(dǎo)孔鉆頭卸下，并安裝擴(kuò)孔鉆頭，再由下向上擴(kuò)孔。擴(kuò)孔時(shí)的石碴經(jīng)過冷卻水的沖刷和自重墜落到下平洞。它主要通過爬罐從下往上鉆爆成井，采用平洞機(jī)械裝運(yùn)爆碴，成井快，出碴時(shí)間短。

2　豎井?dāng)U挖施工技術(shù)

2.1豎井開挖機(jī)具

豎井開挖造孔適合采用向上式鉆機(jī)，吊籠內(nèi)需要兩人操作，并且籠內(nèi)要配備通訊設(shè)備與低壓照明電源。平面擴(kuò)挖，要下小型設(shè)備倒渣，井下有設(shè)備，占地方，且要保護(hù)設(shè)備不被砸壞，就不能全斷面一次擴(kuò)挖、一次噴護(hù)。每一層都分成兩次鉆爆，無(wú)形中增加工序，降低效率。每層都可以全斷面深孔錯(cuò)數(shù)臺(tái)一次性擴(kuò)挖、一次性噴護(hù)。炮渣充分利用地形絕大部分自然溜入導(dǎo)井，工作效率高、爆破效果好，生產(chǎn)成本低，在100m2左右的豎井?dāng)U挖斷面上，廣泛采用這一擴(kuò)挖方式。吊籠僅僅作為鉆爆施工時(shí)的作業(yè)平臺(tái)，為避免爆碴飛落時(shí)損壞或者掩埋吊籠，在爆破時(shí)需要將吊籠移出豎井。

圖1　

2.2豎井?dāng)U挖施工

鉆機(jī)開鉆以后孔內(nèi)的偏差無(wú)法檢測(cè)和控制，只能依靠經(jīng)驗(yàn)，不同的圍巖類別采用不同的主副泵工作壓力和轉(zhuǎn)速，嚴(yán)格控制鉆進(jìn)速度；同時(shí)適時(shí)地掏槽孔與周邊孔的偏差不能超過50mm，其它炮孔的孔位偏差不能超過100mm。為減少鉆孔工作面的清碴工作量和方便爆破石碴直接落入到引水隧洞，鉆孔的工作面要保持為35°左右的斜面。深孔爆破也不破壞圍巖的自身穩(wěn)定能力，對(duì)豎井自身穩(wěn)定承載及安全支護(hù)工作非常有利，在100m2左右的豎井?dāng)U挖斷面上，應(yīng)首選溜斗形狀錯(cuò)數(shù)臺(tái)擴(kuò)挖方式為最佳。將傳爆線引到井口的安全距離內(nèi)，用火雷管點(diǎn)火引爆；爆破后可以通過采用手風(fēng)鉆的供風(fēng)管進(jìn)行純壓式臨時(shí)通風(fēng)散煙，為減少洞內(nèi)的煙塵，爆破后可以采取灑水降塵措施；通過增加中部施工支洞就很好的解決了鉆進(jìn)深度不足的問題，并且增加施工支洞所增加的額外費(fèi)用與新購(gòu)進(jìn)口設(shè)備要經(jīng)濟(jì)很多。通過人工爆破擴(kuò)挖雖然開挖速度不如一次性成型好，但成本要比采購(gòu)新設(shè)備低很多。

2.3擴(kuò)挖循環(huán)作業(yè)

鉆通以后測(cè)得實(shí)際的偏斜率為1.03%，略大于允許偏差1%，但是通過計(jì)算在這種情況下，導(dǎo)孔的邊壁和豎井邊壁基本重合，沒有超出豎井設(shè)計(jì)開挖斷面，認(rèn)為導(dǎo)孔質(zhì)量合格，可以進(jìn)行反鉆擴(kuò)孔。土方開挖前必須嚴(yán)格按工程監(jiān)測(cè)的要求進(jìn)行，并做好各種不同類型的監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置，做好資料的收集工作?？觾?nèi)的管線結(jié)合施工做好拆改或懸吊方案。光爆處理井壁打注漿插筋，就滿足了豎井工程的安全。但光爆殘留半孔壁上有裂紋，或進(jìn)行過二次欠挖處理。就破壞了表層圍巖的自身穩(wěn)定，應(yīng)薄噴混土3～5cm，防止巖碴散落傷人。

2.4反井鉆機(jī)導(dǎo)井法

反井鉆機(jī)導(dǎo)井法主要利用反井鉆機(jī)鉆進(jìn)原理：由電機(jī)帶動(dòng)液壓馬達(dá)，利用液壓動(dòng)力將扭矩傳遞給鉆具系統(tǒng)，帶動(dòng)鉆具旋轉(zhuǎn)，并向上、下升降，采用鐮齒盤形滾刀破巖，滾刀在鉆壓的作用下沿井底滾動(dòng)，從而對(duì)巖石產(chǎn)生沖擊，擠壓和剪切作用，使其破碎。導(dǎo)孔施工時(shí)排碴：采用泥漿泵將高壓洗井液注入鉆桿內(nèi)，再?gòu)你@頭的排水孔壓出，將石碴從鉆桿與孔壁間的環(huán)行空間排至排碴槽。導(dǎo)孔貫通后在下平洞將導(dǎo)孔鉆頭卸下，并安裝擴(kuò)孔鉆頭，再由下向上擴(kuò)孔。擴(kuò)孔時(shí)的石碴經(jīng)過冷卻水的沖刷和自重墜落到下平洞。

反井鉆機(jī)導(dǎo)井法施工由于不需要爆破、鉆進(jìn)速度快、效率高、比其它施工方法工期縮短很多，且施工人員不需留在井內(nèi)施工，安全性較好等特點(diǎn)。結(jié)合本工程的實(shí)際情況：①工程工期相對(duì)比較緊張；②本工程為豎井深度大；③業(yè)主建議使用反井鉆機(jī)導(dǎo)井法進(jìn)行施工。最后確定本工程使用反井鉆機(jī)導(dǎo)井法施工。

3　質(zhì)量保證措施

3.1工程測(cè)量質(zhì)量控制措施

（1）施工準(zhǔn)備完成后，用全站儀測(cè)量放樣，確定豎井位置。人工配合挖機(jī)開挖鎖口到設(shè)計(jì)深度后，及時(shí)封閉開挖井壁、綁扎鎖口段鋼筋、支設(shè)模板澆筑混凝土。高程1512-豎井底部采用重錘法控制豎井中心線。測(cè)量作業(yè)由富有經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)人員進(jìn)行測(cè)量放線、復(fù)測(cè)。

（2）豎井開挖放樣以軸線控制，每次爆破后進(jìn)行開挖掘進(jìn)細(xì)部放樣，掌子面上除標(biāo)定中心，開挖輪廊線。豎井施工循環(huán)進(jìn)尺為不超過1榀鋼架的距離，每開挖一個(gè)循環(huán)就必須進(jìn)行支護(hù)，確保施工安全。施工豎井底設(shè)置集水坑和料斗坑，作為左右線洞內(nèi)滲水的蓄積處和作為料斗的起落處。

（3）豎井開挖結(jié)束后，豎井自上而下開挖，并及時(shí)進(jìn)行初期支護(hù)，及時(shí)按照設(shè)計(jì)施作支撐，開挖到底后及時(shí)進(jìn)行封底混凝土施工。

3.2開挖爆破質(zhì)量控制措施

（1）嚴(yán)格按照招標(biāo)技術(shù)規(guī)范、設(shè)計(jì)圖紙、通知和監(jiān)理工程師的指示進(jìn)行施工；

（2）對(duì)參與爆破的有關(guān)人員，必須持證上崗；

（3）在鉆爆過程中，斷層破碎帶除常規(guī)的縮短進(jìn)尺，控制裝藥量外，關(guān)鍵在于合理的設(shè)計(jì)周邊眼部位的鉆眼、裝藥參數(shù)和裝藥結(jié)構(gòu)，盡可能維護(hù)開挖輪廓線以外圍巖的原始狀態(tài)；

（4）必須嚴(yán)格地進(jìn)行控制爆破實(shí)驗(yàn)和監(jiān)測(cè)，優(yōu)化各項(xiàng)具體參數(shù)，確保開挖質(zhì)量和被保護(hù)對(duì)象的安全；

（5）根據(jù)不同被保護(hù)對(duì)象的具體特性，保護(hù)圍巖的自身穩(wěn)定，要從開挖過程做起。鉆爆過程不破壞圍巖的自身穩(wěn)定，是豎井安全支護(hù)的關(guān)鍵所在，也是豎井工程安全的關(guān)鍵所在。最好按照設(shè)計(jì)尺寸開挖和支護(hù)，避免額外開挖增大斷面引起不安全因素和產(chǎn)生額外的費(fèi)用。在豎井的開挖中切忌一開始就搶進(jìn)度，應(yīng)該在中、下部地質(zhì)條件好時(shí)靠抓施工組織與管理?yè)屵M(jìn)度。

4　結(jié)束語(yǔ)

施工技術(shù)人員從開挖到支護(hù)再到洞內(nèi)觀測(cè)及特殊地質(zhì)圍巖較差洞段的處理，編制合理的施工方案及采取有效技術(shù)措施，進(jìn)行了周密的部署及預(yù)防，從而很好地保證了施工人員及工程安全。為了保證溢洪道的有效施工，工作人員都在加大努力，不斷的改進(jìn)技術(shù)方法，希望能為水電站能按期投入使用創(chuàng)造了有力的條件。

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[3]何洪明.水利水電工程施工安全管理研究[J].科技傳播，2011（07）.

U453.4

A

1673-0038（2015）41-0041-02

2015-7-24

常祖華（1965-），男，工程師，大專，從事土木工程工作。