【正文】 中 國(guó) 水 利 水 電 第 三 工 程 局施 工 工 法 設(shè) 計(jì)斜 井 施 工 工 法編 寫：趙 剛皮 高 華姬 脈 興中 國(guó) 水 利 水 電 第 三 工 程 局二00六年十月十日目 錄前言 4工法特點(diǎn) 4適用范圍 4工藝原理 4 斜井導(dǎo)井施工工藝原理 4爬罐導(dǎo)井施工 掘進(jìn)升降機(jī)安裝與運(yùn)行培訓(xùn) 6 爬罐施工前準(zhǔn)備 6 爬罐安裝 6 爬罐反導(dǎo)井開(kāi)挖 6 ALIMAK爬罐安全操作規(guī)程 爬罐施工安全措施預(yù)案 12 12反井鉆導(dǎo)井施工 1施工工序 1施工方法 1技術(shù)保證措施 14 1安全保證措施 15人工正導(dǎo)井施工 1施工工序 1施工措施 1斜井正導(dǎo)井施工中應(yīng)注意問(wèn)題 安全保證措施 20斜井?dāng)U挖施工 2施工方案綜述 2施工特點(diǎn) 2施工工序 2施工準(zhǔn)備 2測(cè)量放樣 2斜井初始段開(kāi)挖 2擴(kuò)挖輔助設(shè)施安裝 2擴(kuò)挖施工 2斜井施工的工序銜接問(wèn)題 25斜井施工技術(shù)保證措施 25安全保證措施 2爆破作業(yè) 2卷?yè)P(yáng)機(jī)操作 261文明施工 271經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益分析及工程實(shí)例 27 2經(jīng)濟(jì)效益 2推廣應(yīng)用 28工法設(shè)計(jì) 斜井施工工法 斜井施工工法 前言本施工工法旨在明確斜井施工各個(gè)環(huán)節(jié)的具體操作，以規(guī)范施工，確保斜井施工快速、安全。目前采用通用斜井開(kāi)挖方法為“先導(dǎo)后擴(kuò)法”即先進(jìn)行導(dǎo)井開(kāi)挖再擴(kuò)挖至設(shè)計(jì)斷面的方法。在擴(kuò)挖方法上一般采用從上而下的擴(kuò)挖方法，基本上采用人工鉆爆方式進(jìn)行施工。只是在導(dǎo)井開(kāi)挖上有所區(qū)別，按施工導(dǎo)向分為：正導(dǎo)井法和反導(dǎo)井法；按照采用的施工手段分為：純?nèi)斯ら_(kāi)挖法、人工輔助設(shè)備施工法、機(jī)械施工法。在斜井施工中比較常用的導(dǎo)井開(kāi)挖方法為：人工輔助設(shè)備施工法（掘進(jìn)升降機(jī)）和機(jī)械施工法（反井鉆法）。目前國(guó)內(nèi)常用爬罐法進(jìn)行施工，它具有快速、安全、高效、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)。具有很高的應(yīng)用前景和推廣價(jià)值。通過(guò)山西西龍池抽水蓄能電站斜井（目前中國(guó)第一長(zhǎng)斜井）、北京十三陵抽水蓄能電站斜井施工以及河南寶泉抽水蓄能電站等斜井的施工已經(jīng)證明了其可靠性和適應(yīng)性。工法特點(diǎn)本施工工法特點(diǎn)，爬罐為施工人員提供了一個(gè)快速、便捷、安全可靠的施工平臺(tái)和交通工具，并且可以方便的操控整個(gè)系統(tǒng)，快速準(zhǔn)確的完成鉆爆施工工。適用范圍本施工工法適用于長(zhǎng)度超過(guò)60m以上，傾斜角度超過(guò)350以上的斜井施工。并且考慮到施工投資經(jīng)濟(jì)原則選用此工法。工藝原理 斜井導(dǎo)井施工工藝原理目的：在現(xiàn)有的技術(shù)條件下難以一次開(kāi)挖成型或施工難度較大，為減少施工難度，降低安全隱患，先行在開(kāi)挖作業(yè)面開(kāi)挖一條小型導(dǎo)洞，為擴(kuò)挖施工提供通同道和爆破臨空面。導(dǎo)井開(kāi)挖一般分為：正井法和反井法，人工正導(dǎo)井的方法：是從上至下的開(kāi)挖方法，一般施工鉆爆開(kāi)挖，人工或輔助一定小型出渣設(shè)備通過(guò)導(dǎo)井在導(dǎo)井頂部出渣的施工方法。正導(dǎo)井法由于鉆爆成本高，出渣困難，在實(shí)際施工中采用較少；在條件允許的情況下一般選用反導(dǎo)井開(kāi)挖的方法，與正導(dǎo)井開(kāi)挖相比反導(dǎo)井開(kāi)挖具有：快速、安全、出渣便捷等優(yōu)點(diǎn)。而反導(dǎo)井開(kāi)挖一般選用爬罐法和反井鉆施工方法。4．爬罐（ALIMAK掘進(jìn)升降機(jī)）法，是利用爬罐作為施工平臺(tái)人工進(jìn)行導(dǎo)井鉆爆作業(yè)的方法，同時(shí)也作為施工人員往返于工作面的交通工具。具體工藝如下： ．2 反井鉆法反井鉆一般常用于豎井施工，近年來(lái)由于設(shè)備技術(shù)進(jìn)步和性能的改進(jìn)，反井鉆也常用來(lái)進(jìn)行斜井施工，但受鉆孔精度限制，一般施工長(zhǎng)度較短，特別是國(guó)產(chǎn)反井鉆，精度和功率及擴(kuò)孔鉆頭的直徑都無(wú)法滿足施工需求。工藝原理：①導(dǎo)孔鉆進(jìn)（正鉆）使用電力驅(qū)動(dòng)液壓控制鉆桿及鉆頭將巖體磨成細(xì)小顆粒在用流動(dòng)水將顆粒攜帶出地面，導(dǎo)孔一般22cm（國(guó)產(chǎn)L300型反井鉆）。②導(dǎo)孔形成后，在將導(dǎo)孔鉆頭換下，安上擴(kuò)孔鉆頭（ ,不超過(guò)2m）反拉將導(dǎo)孔擴(kuò)大成導(dǎo)井。它的優(yōu)點(diǎn)是：無(wú)安全隱患，施工速度快，使人員從繁重的體力勞動(dòng)中解放出來(lái)，同時(shí)導(dǎo)井面光滑便于溜渣。爬罐安裝運(yùn)行程序框圖爬罐導(dǎo)井施工、掘進(jìn)升降機(jī)安裝與運(yùn)行培訓(xùn)：STH5 《ALIMAK掘進(jìn)升降機(jī)故障排除與修理手冊(cè)》STH5 《ALIMAK掘進(jìn)升降機(jī)技術(shù)要求》STH5 《ALIMAK掘進(jìn)升降機(jī)使用維護(hù)說(shuō)明書》STH5 《ALIMAK掘進(jìn)升降機(jī)安裝與掘進(jìn)作業(yè)》 爬罐施工前準(zhǔn)備、導(dǎo)井尺寸確定根據(jù)廠家提供的爬罐施工平臺(tái)的尺寸設(shè)計(jì)斜井導(dǎo)井的開(kāi)挖尺寸，設(shè)計(jì)時(shí)考慮安全空間。、爬罐安裝平臺(tái)及安裝空間及位置確定根據(jù)工程特點(diǎn)在滿足設(shè)備基本條件的前提下合理設(shè)計(jì)爬罐的安裝空間及安裝平臺(tái)的設(shè)計(jì)形式，并保證爬罐運(yùn)行期間的安全，同時(shí)滿足施工時(shí)作業(yè)空間及機(jī)械設(shè)備運(yùn)行要求。爬罐反導(dǎo)井施工、爆破設(shè)計(jì)爬罐導(dǎo)井施工中爆破設(shè)計(jì)也是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，特別是點(diǎn)火方式，在保證安全的前提下，經(jīng)濟(jì)高效的點(diǎn)火裝置，會(huì)提高爬罐施工的效率，降低施工成本。、爬罐施工程序采用ALIMAK爬罐自下而上進(jìn)行反導(dǎo)井開(kāi)挖施工，爬罐安裝及施工運(yùn)行程序見(jiàn)下圖。 爬罐安裝 ①爬罐平臺(tái) 在平洞段用鋼架管搭設(shè)爬罐平臺(tái)，寬4m，長(zhǎng)10m，平臺(tái)距導(dǎo)井起弧點(diǎn)5m。爬罐平臺(tái)可滿足裝載機(jī)在平臺(tái)下方行走。②軌道安裝 安裝高程距拱頂約50cm，先在彎段安裝弧形軌道，繼而向兩端延伸。軌道采用膨脹螺栓（爬罐自帶）固定在巖壁上。③爬罐安裝 爬罐組件有5t手拉葫蘆吊至已搭設(shè)好的平臺(tái)，組件安裝在平臺(tái)和軌道上進(jìn)行，安裝嚴(yán)格按說(shuō)明書操作，安裝結(jié)束經(jīng)調(diào)試運(yùn)行進(jìn)入施工循環(huán)階段。 爬罐反導(dǎo)井開(kāi)挖 爬罐安裝前，先在彎段反導(dǎo)井井口開(kāi)挖領(lǐng)先導(dǎo)井，使爬罐能進(jìn)入斜井段。領(lǐng)先導(dǎo)井采用腳手架進(jìn)行鉆孔開(kāi)挖，開(kāi)挖深度為6~8m，斷面同反導(dǎo)井?dāng)嗝妗?（循環(huán)時(shí)間見(jiàn)表2）①鉆孔爆破 利用爬罐爬升至工作面，若需安裝軌道則先安裝軌道，再利用爬罐工作平臺(tái)進(jìn)行鉆孔、裝藥、聯(lián)線（炮孔布置及爆破參數(shù)見(jiàn)附圖）。最后將起爆雷管與起爆裝置相連，待爬罐返回平臺(tái)后啟動(dòng)起爆裝置，起爆炸藥。②除渣 反導(dǎo)井開(kāi)挖石渣順導(dǎo)井溜至平洞，由裝載機(jī)裝入自卸汽車運(yùn)至指定渣場(chǎng)。③排煙除塵 工作面上采用爬罐自帶的高壓風(fēng)、高壓水進(jìn)行強(qiáng)制排煙除塵。④危石清撬 除渣完畢后，爬管升至工作面，先對(duì)掌子面浮動(dòng)巖石進(jìn)行安全清撬，再進(jìn)行導(dǎo)軌安裝、測(cè)量放樣及鉆孔爆破。⑤支護(hù) 在反導(dǎo)井開(kāi)挖工程中，發(fā)現(xiàn)圍巖地質(zhì)條件不好時(shí)，會(huì)同設(shè)計(jì)、監(jiān)理擬定支護(hù)方案，按照規(guī)范及設(shè)計(jì)要求進(jìn)行安全支護(hù)。⑥施工交通及通訊 利用ALIMAK爬罐主、副罐上、下井，利用ALIMAK爬罐自帶的通訊電話及信號(hào)燈進(jìn)行掌子面工作人員與其他人員的交流。⑦測(cè)量 在阿里瑪克爬罐安裝時(shí)，首先要放出爬罐的安裝位置及軌道中心線，待爬罐安裝完畢后，用全站儀在掌子面上及拱頂精確地放出洞室的中心線，將爬罐自帶的激光定向儀安裝，待激光定向儀安裝完畢后，打開(kāi)激光定向儀按激光定向儀射出的激光束的位置，用全站儀檢核并調(diào)整激光定向儀光束的位置，使其光束與全站儀放出的點(diǎn)在同一位置上。反導(dǎo)井施工中將采用爬罐提供施工平臺(tái)。通過(guò)在以往的施工實(shí)踐，我們確立了采用激光定向儀控制反導(dǎo)井的測(cè)量方案，包括爬罐激光定向儀的安裝、使用，激光束的定位、檢核，放樣，收方等，下面就敘述針對(duì)采用爬罐施工的反導(dǎo)井測(cè)量控制。、反導(dǎo)井近井點(diǎn)的布設(shè)反導(dǎo)井近井點(diǎn)的布置原則仍然是保證精度、便于放樣，根據(jù)導(dǎo)井中心在各個(gè)樁號(hào)的設(shè)計(jì)坐標(biāo)來(lái)設(shè)置。由于爬罐本身的結(jié)構(gòu)，為了便于控制激光，近井點(diǎn)設(shè)在下平段與斜井相交處底板上，準(zhǔn)備埋設(shè)兩點(diǎn)，分別埋在中心線偏左約40cm及中心線偏右60cm處，各埋設(shè)一塊鐵板，上面作點(diǎn)，同樣納入基本導(dǎo)線進(jìn)行施測(cè)。在反導(dǎo)井施工中，采用在近井點(diǎn)架設(shè)儀器進(jìn)行測(cè)量放樣時(shí)，每次由于儀器架高不同，測(cè)量數(shù)據(jù)必須重新進(jìn)行計(jì)算，測(cè)量比較繁瑣。另外，由于爬罐的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致只有軌道兩側(cè)可以有空隙通視，這樣儀器架設(shè)的高度也很難控制，而且每次架設(shè)儀器均需對(duì)近井點(diǎn)所在之處的堆渣進(jìn)行處理，增加了測(cè)量放樣的時(shí)間和測(cè)量人員及設(shè)備的危險(xiǎn)性，而且隨著開(kāi)挖深度的增加，通視條件逐步惡劣，為之所需要的通風(fēng)時(shí)間成倍增加，在單個(gè)工序上耗時(shí)太大，工期會(huì)受到嚴(yán)重影響。而采用激光定向儀后不但可以連續(xù)提供中心方向線，又可以定期檢測(cè)，與施工可以融洽配套，減少了工序，減少了測(cè)量危險(xiǎn)程度，具有既保證精度，又安全快捷的優(yōu)點(diǎn)。：在反井開(kāi)挖一定距離（20m）后，安裝激光定向儀。為了減少爆破石渣對(duì)激光定向儀的撞擊及便于利用爬罐平臺(tái)控制及實(shí)測(cè)激光，激光定向儀安裝在距斜井反導(dǎo)井口3~5m的頂拱上，根據(jù)多次實(shí)踐結(jié)合本標(biāo)業(yè)主提供柴油驅(qū)動(dòng)爬罐的結(jié)構(gòu)，需要將激光定向儀安裝在中心線偏左約40cm的位置上。為了保護(hù)罩能最好的保護(hù)激光及便于安裝激光定向儀，要求頂拱巖壁開(kāi)挖平整，根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)及保護(hù)罩開(kāi)孔的最佳位置，需要比設(shè)計(jì)頂拱超挖約20cm。安裝前，首先在近井點(diǎn)上架設(shè)全站儀，后視上一個(gè)基本導(dǎo)線點(diǎn)，轉(zhuǎn)至斜井方向。在預(yù)先確定的安裝位置上，在儀器的指揮下，先將激光儀安裝中心線在巖壁上放出，利用激光定向儀定位板將安裝孔位放出，鉆孔后，用膨脹螺栓將激光定向儀安裝在巖壁上。同樣方法將激光定向儀的兩目標(biāo)孔位點(diǎn)位放出并安裝。：激光定向儀安裝固定以后，首先通過(guò)測(cè)設(shè)激光管底部末端管中心線的三維坐標(biāo)及激光管口中心的三維坐標(biāo)，對(duì)激光管進(jìn)行粗調(diào)，顧及激光管的直徑（約10cm），計(jì)算后求出激光束的基本位置，然后進(jìn)行精確調(diào)整及校正。在激光定向儀調(diào)整好以后，將激光定向儀的厚鋼板保護(hù)罩安裝就位。：，即通過(guò)實(shí)測(cè)激光定向儀前方設(shè)置的目標(biāo)覘牌小孔處的坐標(biāo)、高程，從而反求孔洞相對(duì)定位關(guān)系來(lái)控制調(diào)整激光的方法。