大直径调压竖井开挖施工技术研究

2021-11-18李建虎

家园·电力与科技 2021年10期

关键词：竖井

李建虎

摘要：依托广西桂西北治旱百色水库灌区工程，对供水工程大直径调压竖井正挖施工技术进行研究，通过对“正井法”施工技术进行研究，总结提炼供水工程大直径调压竖井正挖施工技术防护技术，为类似工程施工积累经验、提供技术支持。

关键词：大直径;竖井;正井

1概述

本工程共有两座调压井，分别布置于总干管ZG26+816.45处侧旁山体及南干管NG22+578.738处所在山体，井中心桩号分别为ZT0+575.84及NT0+026.48。

总干调压井为圆形结构，井深43.9m，开挖内径为10.5m，调压井下端为阻抗式孔口段，与平洞连接，孔口段高度为5.05m，开挖内径为2.2m，成形内径为1.4m。南干调压井为圆形结构，井深68.40m，地下井深59.5m，地上部分高度8.9m，开挖内径为8.6m，调压井下端为阻抗式孔口段，与平洞连接，孔口段高度为22.625m，开挖内径为2.8m，成形内径为0.5m。

2施工布置

2.1施工道路

通往调压井修建一条检修道路，施工道路利用调压井检修道路路基开挖完成后铺设泥结石面层修筑而成，宽6.5m，坡度≤12%。

2.2施工供风

开挖施工期间主要用风设备为手风钻等设备用风，高峰期需用风量约为20m3/min，供风方式采用移动供风的方式。

2.3施工供电

施工用电由附近农村电网接入采用，可满足施工需要，同时备用电源采用一台50kw柴油发电机，备用电源平时布置在调压井平台合适位置，并作好防护措施。

2.4施工通风

为保证调压井施工期空气质量，在开挖时应进行井内通风散烟，用一台YWF6S-350的轴流风机通过钢管将高压风压入井内，将烟尘压出井外。

2.5施工排水

在进行调压井井挖之前，完成调压井平台边坡开口线上部及周边的截排水沟施工。在调压竖井开挖时，在井内适当位置开挖一集水坑，将渗水及施工废水集中至集水坑中。

3施工工艺技术

3.1调压井施工流程

施工首先采用挖掘机开挖调压井井口平台，然后测量确定竖井中心及井口开挖边线，施工混凝土圈梁，利用挖掘机开挖、人工手持风镐修边的方式开挖竖井上部3.0m井口段;竖井井口段3m以下井身段开挖，采用光面爆破技术，自上而下全断面开挖的方式实施开挖，采用龙门吊进行垂直吊运出渣，弃渣运输采用自卸汽车直接运至弃渣场。

3.2井口平台土方明挖

根据设计图纸标示，井口平台位于岩土分界以上，施工主要以土方开挖为主，所以采用挖掘机直接进行开挖。土方明挖按照施工规范边坡要求进行放坡，自上而下，机械开挖，机械出渣，自卸汽车拉至弃渣场。开挖边坡形成之前完成相应地表截水系统施工。

3.3调压竖井开挖

3.3.1钻爆设计

先使用150型地质钻机打直径90mm先导孔，爆破时采用3m塑料盲管防护。调压竖井以全断面自上而下采用钻爆的方式进行开挖，通过龙门吊提升出渣，采取自卸汽车直接拉弃至弃渣场。

1、炮孔布置原则

布孔时，宜使炮孔与岩石层面和节理面正交，不宜穿过与地面贯穿的裂隙，以防漏气，影响爆破效果。

2、炮孔参数的确定

最小抵抗线W=KWd，炮孔深度L=KLH，炮孔间距a=KaWd，炮孔排距b=KaWd;

W：由炮孔底至临空面的最小距离，m;

d：钻孔最大直径，cm;

KW：系数，一般取15～30，坚石用小值，次坚石用大值。

L：炮孔深度m;

H：爆破岩石厚度，台阶高度m;

KL：系数，坚石为1.0～1.15;次坚石为0.85～0.95;软石为0.7～0.9;

a：炮孔间距m;

Ka：系数，采用火雷管起爆为1.2～2.0，采用电雷管起爆为0.8～2.3;

b：炮孔排距m;

Q：炸药量kg;

K：单位岩石的硝铵炸药消耗量kg/m3

本爆破炮孔直径初步定为42mm，孔深1.5m，爆破岩石厚度H设计为1m，其它爆破参数根据现场由实验确定。

调压井下弯段借助VCR采矿法原理，施工工艺流程：（1）a底板要求平整无浮渣;b按设计布孔;c安装YQ100潜孔钻机;d打孔;e检查炮孔的偏斜、深度、数量等指標必须符合要求。（2）爆破：a进场后检查顶板是否安全，清理孔口杂物;b准备材料，进行测孔;c复测孔底高程，高度无误后开始堵塞;d下起爆药卷，每孔的第一次装药量控制在每孔总装药量的60%以内;e测每孔第一次装药后的药定高度;f计算爆破高度，第二次装药，保证装药高度一致;g孔口堵塞，把导爆管连接在导爆索上;h收集所有与导爆索连接好的导爆管尾部，并连接上起爆导爆管;i施工人员撤离;j敷设起爆网络至安全地带起爆。

根据本工程调压井下弯段及平洞布置条件，为确保安全，施工顺利进行，采用YQ-100潜孔钻在阻抗孔平台一次性钻进炮孔，将剩余部分从下往上分段封堵、全断面爆破（孔底装沙袋炮泥堵塞，中间装药卷，上部用细沙土封堵）;下弯段开挖进尺2.5m，采用1m³侧卸式装载机配15t自卸汽车经平洞运输洞出渣。下弯段上部与竖井相交处需进行适当的扩挖，钻孔前浇筑20cm的混凝土（混凝土内埋设导向钢管）找平平台，以满足潜孔钻的布置。

3.3.2钻爆作业

（1）测量

测量是控制开挖轮廓准确度的关键。每一循环都由测量技术人员在掌子面标出开挖轮廓和炮孔位置。

（2）钻孔

钻孔用钻孔台车或气腿凿岩机施作，并按以下要求钻孔。

钻眼完毕，按炮眼布置图进行检查，有不符合要求的炮眼重钻，经检查合格后，才能装药起爆。

（3）装药

火工品运输采用吊篮运输，炸药和雷管分开运输，并做好防护工作。

（4）堵塞

堵塞炮孔可以提高炸药能量利用率，从而减少炸药用量，降低爆破振动效应。装药后要求炮孔堵塞好，装药和堵塞工作按有关安全规程执行，以确保安全。

（5）联结起爆网路

为了保证起爆准确可靠，采用塑料导爆管传爆雷管复式网路，即每处传爆雷管都用2发。传爆雷管宜用低段，以保证延期准确度;连线时导爆管不打结不拉细;联结的每簇雷管个数基本相同且不超过20个。传爆雷管用黑胶布缠好。网路联好后由专人检查验收，无误后方可起爆。