水利水電工程斜井施工技術(shù)的發(fā)展探討

1、水利水電工程斜井施工技術(shù)的發(fā)展探討 【摘要】水利水電工程斜井施工技術(shù)比較復(fù)雜，其施工質(zhì)量直接影響整個(gè)水利水電工程的施工進(jìn)度和施工質(zhì)量，加強(qiáng)對(duì)水利水電工程斜井施工技術(shù)的探析具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。在本文中，作者主要針對(duì)長(zhǎng)斜井的導(dǎo)井開(kāi)挖的施工過(guò)程就斜井開(kāi)挖與支護(hù)、斜井襯砌等相關(guān)施工技術(shù)進(jìn)行闡述，以供大家參考。 【關(guān)鍵詞】水利水電工程；斜井施工；施工技術(shù) 0.引言 在斜井開(kāi)挖之前必須準(zhǔn)確掌握工程地質(zhì)及水文地質(zhì)資料，這也是保證安全施工的一個(gè)關(guān)鍵要素。而斜井工程在開(kāi)挖中出現(xiàn)最多的問(wèn)題都與地質(zhì)因素有著密切關(guān)系。為此，要全面了解并掌握工程的地質(zhì)資料，這樣才能科學(xué)有效地設(shè)計(jì)開(kāi)挖方案，確保工程得以順利施工，進(jìn)而保證

2、工程的整體質(zhì)量。 1.斜井開(kāi)挖與支護(hù) 1.1施工方法 在斜井開(kāi)挖時(shí)應(yīng)根據(jù)地形條件、交通條件、斷面尺寸、長(zhǎng)度、傾角、圍巖特性、施工技術(shù)水平、施工設(shè)備與工期要求等因素來(lái)確定適合的施工方法。斜井傾斜角度小于30時(shí)，通過(guò)自上而下全斷面開(kāi)挖的方法進(jìn)行。傾斜角度為在3045之間時(shí)，采取自上而下全斷面開(kāi)挖的方法進(jìn)行，而且要做好井口支護(hù)，保證斜井井口的穩(wěn)定性；若采取自下而上的開(kāi)挖方法，必須具有扒渣和溜渣的相關(guān)措施。若傾斜角度大于45時(shí)，可先挖導(dǎo)井，再自上而下的進(jìn)行擴(kuò)挖；若斷面尺寸較小，可以不挖導(dǎo)井，采取直接自下而上的全斷面進(jìn)行開(kāi)挖的方法。 目前，斜井導(dǎo)井的施工設(shè)備能力為：爬罐一般不超過(guò)400m；反井鉆機(jī)一般不

3、超過(guò)300m。因此，若斜井長(zhǎng)度超過(guò)450m時(shí)，需要開(kāi)設(shè)施工支洞。施工過(guò)程中若一條斜井分為上、下兩段并同時(shí)施工時(shí)，應(yīng)該在上、下兩段之間保留巖塞，并且其長(zhǎng)度應(yīng)不小于2倍斜井直徑（不小于10m），其目的是確保上、下兩段安全隔離。斜井與施工支洞相交處至少要設(shè)25m長(zhǎng)的平段，并且該平段與斜井應(yīng)該在一個(gè)鉛垂面內(nèi)，不能出現(xiàn)空間轉(zhuǎn)彎，以保證斜井內(nèi)人員及材料運(yùn)輸?shù)男枰Ｐ本c平洞連接處，必須加強(qiáng)支護(hù)或加固連接段后再進(jìn)行開(kāi)挖，確保圍巖穩(wěn)定。 斜井開(kāi)挖爆破通常采用防水炸藥。乳化炸藥具有防水性能好，爆破后有害氣體少的優(yōu)點(diǎn)，在斜井開(kāi)挖施工中普遍采用。起爆雷管通常采用非電雷管，不受雜散電流影響，因此在地下工程中使用較為安

4、全。斜井出渣采用卷?yè)P(yáng)機(jī)向上運(yùn)輸時(shí)，鋪設(shè)在斜坡上的軌道應(yīng)可靠地固定在巖石上，防止軌道下滑。軌道斜坡段與平段應(yīng)以曲線連接，并在適當(dāng)位置設(shè)置能夠控制的擋車裝置。牽引繩應(yīng)與斜坡段軌道中心線一致，并設(shè)地滑輪承托。車輛運(yùn)行速度不宜超過(guò)lm/s。斜坡段應(yīng)設(shè)置人行道與安全扶手，人行道邊緣與車輛外緣的距離不宜小于30cm。斜井內(nèi)宜每隔100m左右設(shè)1個(gè)避車洞。 1.2導(dǎo)井開(kāi)挖 斷面面積大于18o的斜井，宜先開(kāi)挖導(dǎo)井，再擴(kuò)挖到設(shè)計(jì)開(kāi)挖邊線。導(dǎo)井位置應(yīng)視斜井?dāng)嗝婷娣e和導(dǎo)井施工方法、鉆進(jìn)精度等因素綜合確定。采用爬罐或人工開(kāi)挖的導(dǎo)井宜布置在斜井?dāng)嗝娴南虏浚嘈本O(shè)計(jì)開(kāi)挖底邊線70100cm，以利于爆破后向?qū)Ь畠?nèi)扒渣，同

5、時(shí)為開(kāi)挖導(dǎo)井時(shí)底部留有保護(hù)層。采用反井鉆機(jī)施工的導(dǎo)井，因反井鉆機(jī)施工精度的限制，若導(dǎo)井布置在斜井?dāng)嗝娴闹行耐?，將使?dǎo)井的導(dǎo)孔偏出斜井?dāng)嗝嬉酝狻?目前，長(zhǎng)斜井的導(dǎo)井開(kāi)挖通常采用的施工方法主要是反井鉆機(jī)法和爬罐法兩種。按照反井鉆機(jī)和爬罐的技術(shù)性能，其施工長(zhǎng)度小于250m、傾角大于45的斜井時(shí)，導(dǎo)井開(kāi)挖宜采用反井鉆機(jī)，也可采用爬罐；若施工長(zhǎng)度大于250m的斜井時(shí)，宜采用爬罐開(kāi)挖反導(dǎo)井。當(dāng)采用爬罐開(kāi)挖較長(zhǎng)（超過(guò)300m）斜井的反導(dǎo)井時(shí)，同時(shí)采用人工自上而下開(kāi)挖正導(dǎo)井相配合，是加快施工進(jìn)度的有效措施；正導(dǎo)井的長(zhǎng)度不宜超過(guò)150m。早在20世紀(jì)90年代初，我國(guó)水電水利工程就引進(jìn)反井鉆機(jī)，開(kāi)始應(yīng)用于斜井導(dǎo)井

6、施工。反井鉆機(jī)法的施工程序?yàn)椋菏┕?zhǔn)備鉆機(jī)基礎(chǔ)施工鉆機(jī)安裝調(diào)試開(kāi)孔鉆進(jìn)導(dǎo)孔鉆進(jìn)拆導(dǎo)孔鉆頭安裝擴(kuò)孔鉆頭擴(kuò)孔鉆進(jìn)及井底部出渣完孔及拆機(jī)。反井鉆機(jī)開(kāi)挖斜井導(dǎo)井月進(jìn)尺可達(dá)150m左右。 1.3擴(kuò)大開(kāi)挖 斜井導(dǎo)井形成后，擴(kuò)挖應(yīng)自上而下進(jìn)行。長(zhǎng)斜井因人員上、下交通及材料、機(jī)具運(yùn)輸需采用卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引的軌道車，該運(yùn)輸系統(tǒng)不便重復(fù)安拆，所以應(yīng)一次擴(kuò)挖至設(shè)計(jì)開(kāi)挖邊線。通過(guò)設(shè)立爬梯可解決短斜井的運(yùn)輸系統(tǒng)。因此，較大斷面的斜井?dāng)U挖可分上半洞和下半洞兩部分進(jìn)行，以降低施工難度。斷面較大（開(kāi)挖直徑超過(guò)6m）的長(zhǎng)斜井?dāng)U挖施工應(yīng)配備作業(yè)臺(tái)車，其輪廓尺寸略小于斜井開(kāi)挖直徑，其作用是為鉆孔爆破、安全處理、錨噴支護(hù)作業(yè)和存放機(jī)具、材

7、料提供一個(gè)移動(dòng)式平臺(tái)。長(zhǎng)斜井直徑較小時(shí)，可以不專門設(shè)置擴(kuò)挖臺(tái)車，只設(shè)置運(yùn)輸臺(tái)車。擴(kuò)挖作業(yè)臺(tái)車宜由1臺(tái)雙筒慢速卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引，或由2臺(tái)同型號(hào)慢速卷?yè)P(yáng)機(jī)同時(shí)牽引，2臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)應(yīng)調(diào)整到盡量同步。宜采用1根鋼絲繩繞過(guò)安裝在作業(yè)臺(tái)車上的平衡輪與2臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)相連結(jié)，保證鋼絲繩受力均衡，并在鋼絲繩與臺(tái)車相連處設(shè)置保護(hù)繩，保證安全。 1.4支護(hù) 斜井?dāng)U挖時(shí)，應(yīng)對(duì)井壁（包括底拱）進(jìn)行系統(tǒng)錨噴支護(hù)。井壁有不利的節(jié)理裂隙組合時(shí)，應(yīng)及時(shí)加強(qiáng)支護(hù)。直徑較大的斜井，支護(hù)作業(yè)應(yīng)在擴(kuò)挖臺(tái)車上進(jìn)行；斜井直徑較小時(shí)，可以不專門設(shè)置擴(kuò)挖臺(tái)車，支護(hù)作業(yè)可在開(kāi)挖掌子面和運(yùn)輸臺(tái)車上進(jìn)行。斜井內(nèi)噴射混凝土采用干噴機(jī)是比較方便的，噴機(jī)可設(shè)置在上平段

8、，輸料管（大部分采用鋼管）接至井下工作面。但從保護(hù)施工人員健康的角度出發(fā)，宜采用濕噴工藝?；炷翝駠姍C(jī)宜設(shè)置在井口上或擴(kuò)挖平臺(tái)車上，輸料管除噴頭部位采用一定長(zhǎng)度的軟管外，其余部分宜采用鋼管。濕噴機(jī)輸料方式分為稀薄流和稠密流兩種。前者與干噴機(jī)輸料方式類似，混凝土混合料與壓縮空氣混合形成稀薄流，物料可以向下輸送。而稠密流濕噴機(jī)輸料管內(nèi)的混凝土是緊密、連續(xù)的，向下輸送會(huì)造成物料間斷和壓力不穩(wěn)定，不能正常施工；除非將濕噴機(jī)吊放到井下，混凝土通過(guò)溜管供給濕噴機(jī)，還需要另外設(shè)置吊濕噴機(jī)的提升系統(tǒng)，這樣就給施工布置帶來(lái)困難。濕噴機(jī)需要頻繁地吊人、吊出，對(duì)施工進(jìn)度也將產(chǎn)生很大影響。 2.斜井襯砌 2.1混凝土

9、襯砌 經(jīng)過(guò)20多年的施工實(shí)踐，滑模已經(jīng)是陡傾角斜井混凝土襯砌施工成熟的技術(shù)。因此，傾斜角度不小于45的斜井鋼筋混凝土襯砌施工應(yīng)優(yōu)先采用滑模施工方式?；恳绞揭瞬捎眠B續(xù)拉伸式液壓千斤頂抽拔鋼絞線，也可以采用卷?yè)P(yáng)機(jī)、爬軌器等。 2.2鋼管襯砌 有鋼管襯砌的斜井，鋼管作為混凝土的模板，混凝土施工程序和方法相對(duì)簡(jiǎn)單，但也有其特殊性。鋼管安裝應(yīng)自下而上實(shí)施，并與混凝土施工分段交替實(shí)施，這樣有利于鋼管的穩(wěn)定，同時(shí)可減少澆筑混凝土的難度。鋼管連續(xù)安裝長(zhǎng)度不宜太長(zhǎng)，否則將增加混凝土澆筑施工的難度，對(duì)鋼管自身的穩(wěn)定也不利，一般安裝2030m鋼管后，澆筑一次混凝土。在定位節(jié)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%后，可進(jìn)行相鄰管節(jié)的安裝。鋼管外新澆筑的混凝土抗壓強(qiáng)度達(dá)到5mpa以上，可繼續(xù)安裝鋼管。 3.結(jié)語(yǔ) 水利水電工程的斜井施工是工程的重點(diǎn)，作為工程項(xiàng)目的一項(xiàng)基礎(chǔ)工程，為保證工程的整體質(zhì)量發(fā)揮著關(guān)鍵性作用，因此必須科學(xué)有效的設(shè)計(jì)工程方案，積累專業(yè)資深人才開(kāi)展工程準(zhǔn)備工作、支護(hù)安裝工作、維持施工環(huán)境穩(wěn)定及確保安全施工等一系