豎井開挖

豎井開挖

豎井常見於水利水電地下工程中,採用該結構的水工建築物主要有:引水系統的豎井、調壓井、閘門井、出線井、通風井及交通井等。常用的開挖方法有:全斷面開挖、先導井後擴大開挖法,採用導井開挖時採用較多的為:導井開挖法、擴大開挖法。

簡介

發電引水系統布置在大壩右岸,由進水口、引水隧洞上平洞、調壓井、豎井和引水隧洞下平洞組成。進水口距壩軸線上游約50m,為豎井式。引水隧洞上平洞為圓形有壓洞,長3345.2m,開挖洞徑4.0m,在樁號3+335.2m設2#支洞,在上平洞末端(樁號3+345.2m)下接豎井,上接調壓井。豎井開挖洞徑3.2m,總高度為53.2m,起始高程為▽303.5~▽356.7m。豎井下接下平洞。調壓井上室內徑9.2m,下室內徑5.7m。豎井軸線與調壓井軸線位於同一垂直面上,調壓井及上平洞3+345.2m~2+960m段已施工完畢 。

總體施工方案

1、先將豎井▽303.5~▽345m段採用反導井(洞徑為2m)進行開挖。

2、在反導井施工過程中,利用其出碴時間進行▽350~▽356.7m段正導井的開挖。當正導井開挖至▽350m時暫停正導井的開挖,待下導井開挖至▽345m時,自▽350m位置採用自上而下用5米鑽桿進行鑽孔施工,將正、反導井予以貫通。

3、導洞全部貫通後,再自上而下擴挖全洞成形 。

施工方法

施工放樣

反導井施工時,為控制導井軸線,在豎井底部測設四個控制點(用錨筋錨入基岩形成),將成對角的兩點均用弦線拉起,兩弦線的交點即為豎井中心點,每排鑽孔施工時,用弦線掛重錘對準該中心點,即可放出掌子面處的豎井中心點。對該四個控制點,測量人員每隔三~五排進行一次校核,當洞挖施工人員發現有異常時,可隨時要求測量人員進行檢查校核,正導井施工時,豎井軸線控制同此法。

豎井高程控制採用在洞壁上設高程點,用鋼捲尺丈量的方法進行高程的傳遞。

鑽孔施工

導井施工時,採用一台YT24型汽腿式風鑽,配φ22的對邊鋼釺、一字型合金鑽頭進行鑽孔作業,鑽孔採用濕式鑿岩法。下導井利用圓木自豎井底部至掌子面以下3m左右搭設框架,框架中間每隔1m設橫木,作施工人員梯道。框架頂部明鋪放木板形成作業平台。上導井利用沿井壁布設的錨筋(採用Φ25*250,錨入深度50cm,外露30cm),焊接鋼爬梯形成上下通道。下導井每隔15米左右挖一避炮洞,用以擺放鑽機、鑽桿等機械、配件。全斷面自上而下擴挖時,採用二台YT24型汽腿式風鑽進行鑽孔施工。為防止人員掉入導井及便於施工,導井用鐵柵欄滿鋪(鐵柵欄用直徑12mm的鋼筋焊制而成,每塊長2.5m,寬0.4m,柵欄孔徑15×15cm)。鐵柵欄兩端擱置在光爆予留層上,並用Φ14錨筋插入岩石內,防止鐵柵欄滑動。

裝藥引爆

炸藥在無水部位選用2#岩石硝銨炸藥;有水部位選用乳化炸藥。導井及擴挖時的輔助眼採用連續裝藥結構,用非電塑膠導爆管起爆。光爆層採用不偶合間隔裝藥結構,選用導爆索同時起爆(爆破參數及洞挖循環時間詳見《發電輸水隧洞施工組織措施》(2003—措施—03)。

通風排煙

反導井施工時,在下平洞末端近豎井部位設一台吸出式5.5km通風機,向外排出煙塵,在豎井內用6m3空壓機對掌子面進行通風,將煙塵壓到豎井底部,經該部位的吸出式風機抽出洞外;正導井用空壓機向工作面通風后,將煙塵壓出豎井內,因調壓井的先行貫通,壓出的煙塵可經自然通風而排除。當豎井導洞貫通後,下平洞經豎井與調壓井形成一條自下而上的自然風道,通風條件很好,故豎井擴挖時不再考慮人為通風的措施。

施工照明

採用36V的安全電壓,用絕緣電纜敷設至工作面,放炮前,撤到洞外。

出碴

下導井及全斷面擴挖的洞碴直接落入豎井底部,下平洞內用人工裝拖拉機出碴;上導洞出碴方法是:在豎井頂部上2m高度左右,設一隻轉向滑輪,滑輪固定在一根直徑15cm的橫木上(與此處的安全棚架連成整體),工作面處用土筐(圓柱形,裝碴後總重量小於20公斤)人工裝碴,再人工通過滑輪用繩索提升土筐至上平洞部位,卸入拖拉機內,棄至2#支洞的棄碴場。

施工安全保證措施

1、在調壓井井口四周設定隔離帶並懸掛醒目標誌,提醒井下有人作業;同時在豎井頂部上2m高度左右,用方木搭設安全棚架,上部鋪柴草作緩衝層,將整個調壓井斷面全部封住,以防止上部落石直接墜入豎井內。

2、在調壓井井口四周挖排水溝,將調壓井部位的地表水引向洞外,以防止雨水直接沖刷洞壁,惡化圍岩的穩定。

3、在進行全斷面擴挖時,必須用鐵柵欄封閉好導井口,並將鐵柵欄固定以防止鬆動。鐵柵欄未安設或未固定完畢,嚴禁進行鑽孔施工。

4、在洞內進行施工作業時,洞壁上需設插筋,施工人員將安全繩一端固定於插筋上,一端拴在自身腰部。施工人員只有將安全繩正確係好後,才可開始施工。

5、進行下導井鑽孔施工時,在施工人員進入工作面之前,必須先開動空壓機通風30分鐘以上,確認工作面已將煙塵排除乾淨後,施工人員才能進入工作面。在施工人員開始進入工作面直至撤出工作面為止,不得停止空壓機供風,以保證工作面有新鮮空氣補給。當施工人員在進入工作面的途中,認為工作面煙塵尚未排除乾淨或無足夠新鮮空氣,可返回安全地帶,延遲進入工作面的時間。

6、下導井爆破後,要開動6m 空壓機,向豎井工作面供風,以排除豎井內的煙塵,並同時開動下平洞內的吸出式風機,通風30分鐘以上並確認已將下平洞內煙塵排除乾淨後,出碴人員才能進洞出碴。但豎井通風仍應繼續進行2小時以上,以切實保證將洞內的煙塵排除乾淨,尤其當豎井施工至20m以上時,還要適當延長通風時間。

7、進入豎井工作面進行施工時,必須有二人以上,否則不得進入洞內進行施工。

8、每排炮施工後,安全員要帶領豎井洞挖施工人員對已開挖段進行安全處理,清除鬆動岩石,當確認安全後,才能進行下道工作施工。

9、上、下導井當有任一工作面在從事爆破作業時,另一工作面均需撤離所有人員,不得在工作面內從事任何作業。

10、在進行上導井出碴時,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,形成保護棚(約占導井斷面的一半)。出碴人員用土筐裝好碴後,躲入保護棚下,上面的人員才能提起土筐進行出碴,且用土筐裝碴時,只能裝滿筐的3/4,不能裝滿,以防石碴太滿容易掉落。

11、豎井內施工人員必須按規定正確戴好安全帽,才能進入工作面施工。

12、在上平洞部位進行上導井進行出碴的人員必須系好安全繩進行作業。出碴過程中,要隨時將掉落在豎井口的石碴清理乾淨,以防其掉入豎井內。

13、在豎井上口邊緣外1.5m靠2#支洞方向的洞底板上設二根錨筋,並用一根15×15cm的方木固定在錨筋上,形成阻車坎,防止出碴拖拉機過份接近洞口發生危險。

14、豎井內有人作業時,在豎井上部上平洞部位派人進行值班,同時在上平洞近豎井部位的明顯位置懸掛警示牌,提示井下有人作業、嚴禁閒雜人員出入。

15、供照明的絕緣電纜應經常檢查表面有無破損,發現破損的地方必須予以更換。

注意事項

1、土方開挖必須制定專項方案,取得業主的開挖許可證並對工人進行安全技術交底。

2、挖掘土方時,必須由上往下進行,禁止採用掏洞、挖空底腳和挖"伸懸土"的方法,防止塌方事故。

3、多人同時挖土操作時,應保持足夠的安全距離,橫向間距不得小於2m,縱向間距不得小於3m。禁止面對面進行挖掘作業。

4、用十字鎬挖土時,禁止戴手套,以免工具脫手傷人。

5、挖掘土方作業中,如遇有電纜、管道、地下埋藏物或辨識不清的物品,應立即停止作業,設專人看護並立即向施工負責人報告。嚴禁隨意敲擊、刨挖和玩弄。

5、基坑、基槽的挖掘深度大於2m時,應在坑、槽周邊設定防護欄桿。

6、深基坑挖土時,操作人員應使用梯子或搭設斜道上下,禁止蹬踏固壁支撐或在土壁上挖洞蹬踏上下。

7、從基坑、基槽內向外拋土時,應拋出離坑槽邊沿至少1m,堆土高度不得超過1.5m。

8、深基坑挖土時,應按設計要求放坡或採取固壁支撐防護。

9、在設有支擋工程的地質不良地段作業時,除考慮分段開挖的同時,還應分段修建支擋工程。

10、作業中,作業人員不得在階坡及深坑和陡坎下休息。作業時,應隨時觀察邊坡土壁穩定情況,如發現邊坡土壁有裂縫、疏鬆、滲水或支撐斷裂、移位等現象,作業人員應先撤離作業現場,並立即報告施工負責人及時採取有效措施,待險情排除後方可繼續作業。

11、在斜坡面上挖土作業,作業人員應系好安全帶,坡面挖掘夾有石塊的土方時,必須先清除較大石塊,在清除危石前應先設定攔截危石的措施。作業時,坡下嚴禁車輛行人通行。

12、在電桿附近挖土時,對於不能取消的拉線地壟及桿身,應留出土台。土台半徑為:電桿1.0-1.5m,拉線1.5-2.5m,並視土質決定邊坡坡度。土台周圍應插標桿示警。

13、在道路附近進行開挖土方作業時,應在作業區四周設定圍欄和護板,設立警告標誌牌,夜間設紅燈示警。

14、每日必須檢查土壁及支撐穩定情況,在確保全全的情況下繼續工作,並且不得將土和其他物件堆在支撐上,不得在支撐下行走或站立。

15、機械操作中進鏟不應過深,提升不應過猛。

16、機械設備運進現場,進行維護檢查、試運轉,使處於良好的工作狀態。

17、機械挖土應分層進行,合理放坡,防止塌方、溜坡等造成機械傾翻、淹埋等事故。

18、機械施工區域禁止無關人員進入場地內。挖掘機工作迴轉半徑範圍內不得站人或進行其他作業。

19、挖掘機行走和汽車裝土行駛聽從現場指揮;所有車輛嚴格按規定的開行路線行駛,防止撞車撞人。

20、夜間作業,機上及工作地點必須有充足的照明。

21、開挖區域及周圍的排水必須良好,不得有積水。

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