斜井開挖及支護工程施工安全技術方案精品

1、廣東省清遠抽水蓄能電站水道及廠房系統(tǒng)土建工程標斜井開挖及支護工程施工安全技術方案中國水利水電第十四工程局有限公司清遠抽水蓄能電站項目經(jīng)理部二一二年二月五日 審查：校核：編制：斜井開挖及支護工程施工安全技術方案1 工程概述清遠抽水蓄能電站引水隧洞斜井樁號為Y1+025.998Y1+380.874，由上彎段、直線段、下彎段組成，直線段傾角為50°。斜井沿洞軸線總長為354.876 m，其中直線段長292.119m，上彎段長為30.643m、下彎段長為32.114m，斜井開挖斷面為圓形斷面，開挖半徑均為5.3m。斜井開挖采用RHINO-400H型反井鉆機把先導孔擴成1.4m直徑的導井后，再

2、進行斜井的擴挖，擴挖分兩次進行。次擴挖采用反井法自下而上將1.4m導井擴挖成3.5m導井；次擴挖采用正井法，自上而下擴挖至設計斷面。斜井上彎段和下彎段開挖采用人工手風鉆開挖，為方便斜井次擴挖時裝載機出碴，在斜井的下彎段應進行擴挖一部分。為滿足后期斜井滑模安裝和下彎段容渣空間的需要，并方便斜井開挖過程中的裝渣運輸，斜井二次擴挖前在斜井下彎段及下平洞范圍內(nèi)進行二次開挖。次擴挖時采用8T卷揚機（鋼絲繩直徑26mm）牽引小車至工作面，工人站在1.2m小車平臺架上進行打鉆、裝藥等工作。在小車里設計安裝一套緊急停車按鈕。次擴挖時采用2臺10T卷揚機（鋼絲繩直徑36mm）牽引斜井擴挖臺車進行開挖，采用1臺8

3、T卷揚機（鋼絲繩直徑36mm）牽引送料小車運送人員、材料至擴挖臺車，在擴挖臺車上進行打鉆施工。根據(jù)不同圍巖類別支護參數(shù)開挖一段支護一段。斜井次擴挖時風、水管固定在導井井壁上部，通訊管路隨小車升降；次擴挖爆破時收掉爆破危險區(qū)域風、水、通訊管路，并適時延伸各種管路。2 編制依據(jù)（1）爆破安全規(guī)程（GB 6722-2003）；（2）金屬非金屬礦山安全規(guī)程（GB 16423-2006）； （3）一般用途鋼絲繩（GBT 20118-2006）； （4）建筑卷揚機（GB/T 1955-2008）； （5）施工現(xiàn)場機械設備檢查技術規(guī)程（JGJ 160-2008）； （6）錨桿噴射混凝土支護技術規(guī)范（GB 5

4、0086-2001）； （7）施工技術方案斜井開挖及支護工程施工技術措施（FCB2011B2-02-028）；（8）施工現(xiàn)場布置。3 提升系統(tǒng)安全3.1卷揚機選擇及鋼絲繩受力分析次擴挖時使用的自制小車自重約1.0T，設計承載施工人員3人、施工設備材料等重1T，總共2T，考慮摩擦力、動荷載等需要的最大提升拉力為2T×1.5×sin50°=2.28T。配繩速16m/min、 8T卷揚機，卷揚機的鋼絲繩繞過提升架定滑輪后與小車牽引。如圖1所示：圖1：次擴挖示意圖次擴挖時卷揚機的安全系數(shù)驗算：80KN÷22.8 KN =3.51；鋼絲繩安全系數(shù)驗算：26mm纖維

5、芯鋼絲繩最小破斷拉力為325KN，鋼絲繩的安全系數(shù)為： 325KN÷22.8 KN =14.259。次擴挖時采用自制送料小車運送施工人員、材料，送料小車自重約5T，設計承載3人，施工設備材料等1T，總共6T，采用1臺8T卷揚機牽引；擴挖臺車自重約9.76T，人員、材料重3T，采用2臺10T卷揚機繞過滑輪牽引?？紤]摩擦力、動荷載等需要的送料小車最大提升拉力為6.8T×sin50°=5.17 T，提升擴挖臺車單臺卷揚機最大提升拉力為12.76T÷2×sin50°=4.85T。圖2：次擴挖示意圖次擴挖時卷揚機的安全系數(shù)驗算： 80KN

6、47;51.7KN=1.54；100KN÷48.5KN=2.061，鋼絲繩安全系數(shù)驗算：36mm纖維芯鋼絲繩最小破斷拉力為676KN 鋼絲繩的安全系數(shù)為：10T卷揚機676KN÷48.5 KN =13.949；8T卷揚機676KN÷51.7=13.079。根據(jù)金屬非金屬礦山安全規(guī)程.3條和6.3.5.8，加速度限制0.75mS2，速度限制12ms，載人用鋼絲繩的安全系數(shù)不應小于9，運送物料用鋼絲繩的安全系數(shù)不應小于6.5。次擴挖時8T卷揚機速度為16m/min，次擴挖時10T卷揚機速度為45m/min；鋼絲繩的安全系數(shù)符合金屬非金屬礦山安全規(guī)程規(guī)定。3.2卷揚機受

7、力驗算次擴挖時擬定主卷揚機參數(shù)為：自重2.2T，牽引為80KN，鋼絲繩直徑26mm，繩速16m/min。次擴挖時擬定主卷揚機參數(shù)為：自重7.2T，牽引為100KN，鋼絲繩直徑36mm，繩速45m/min。卷揚機以9根錨桿固定于基巖面上，錨桿規(guī)格為25，L=2.0m，入巖1.5m。（1）抗剪驗算 次擴挖卷揚機在運行過程中，其支座抗剪能力應滿足下式要求：Kc×F/（9××d2÷4）fv其中，Kc：安全系數(shù)，F(xiàn)：鋼繩牽引力，d：支座錨桿直徑，fv：鋼材抗剪強度設計值。根據(jù)鋼結構設計規(guī)范（GB 50017-2003）第條，fv=125MPa，并取安全系數(shù)Kc=2

8、.0，F(xiàn)=22.8KN，將數(shù)值代入公式得：2.0×22800/（9×3.14×d2÷4）125 d22.56mm所以，次擴挖時初選的9根25錨桿滿足卷揚機抗剪強度要求。次擴挖卷揚機在運行過程中，其支座抗剪能力應滿足下式要求：Kc×F/（9××d2÷4）fv其中，Kc：安全系數(shù)，F(xiàn)：鋼繩牽引力，d：支座錨桿直徑，fv：鋼材抗剪強度設計值。根據(jù)鋼結構設計規(guī)范（GB 50017-2003）第條，fv=125MPa，并取安全系數(shù)Kc=2.0，F(xiàn)=4.85T，將數(shù)值代入公式得：2.0×48500/（9×3

9、.14×d2÷4）125 d32.89mm經(jīng)過計算次擴挖時一臺10T卷揚機初選的9根25錨桿不能滿足要求，改為12根32錨桿，2.0×48500/（12×3.14×d2÷4）125，d28.49mm，即可滿足要求。2.0×51700/（12×3.14×d2÷4）125 d29.41mm通過計算次擴挖時8T卷揚機選12根32錨桿才能滿足要求，（2）抗傾覆驗算A、錨桿抗拉強度分析根據(jù)力矩平衡有：F×L1F×L2 F F×L1 /L2 式中F-鋼絲繩牽引力；L1、L2-力

10、臂，m。由于采用上出線方式時L2L1。驗算如下： （F÷2）÷（×d2/4）選用25錨桿時，取F1=22.8KN，1=23.23 Mpa； 選用32錨桿時，取F2=51.7KN，2=32.158Mpa；取F3=48.5KN，3=30.167Mpa。HRB335鋼筋屈服強度ReL=335MPa，所以所選25錨桿、32錨桿均滿足抗拉強度要求。B、錨桿錨固長度La根據(jù)錨桿噴射混凝土支護技術規(guī)范（GB 50086-2001）第4.2小節(jié)，采用全長粘結型25普通水泥砂漿錨桿，水泥砂漿強度M25，42鉆孔。 La=K·Nt/（·D·qr） （-2

11、） =1.6×9×1000÷（3.142×42×1.0） =109mm式中，K安全系數(shù)，取1.6； Nt軸向拉力設計值（kN）； D錨固體直徑（mm）；qr水泥結石體與巖石孔壁間的粘結強度設計值。所以，入巖1.5m的錨桿完全滿足錨固長度要求。4 安全管理措施4.1相關安全技術措施（1）卷揚機卷筒中心與第一個導向輪滑輪的偏角必須符合規(guī)范要求，兩者定位時可借助測量儀器定位。（2）在卷揚機鋼絲繩上用紅布等顯眼物品標志未挖段井深位置，并每排炮后及時進行更新標志位置。（3）次擴挖時風、水、通訊管路固定在導井壁頂部，不布設照明線，井內(nèi)施工照明采用礦燈照明，

12、每人一把，一把備用。（4）電鈴線和電話線采用36V電壓，同時采用電鈴、對打電話機兩種信號系統(tǒng)。（5）電纜、開關、電話、信號線、按鈕等全部要采用防水性能較好的，并在施工過程中要保護好以上各種裝置不被損壞，并采取有效措施防止巖石滲水對上述設施的影響。（6）提升系統(tǒng)必須設置兩組限位器（機械和光電各一組）。（7）第一次正式載人前必須做荷載試驗（荷載試驗為設計荷載的1.25倍），待運行正常后，方可載人進行下井作業(yè)；每班提升系統(tǒng)運行前必須進行上、下空載試運行，正常后方可作業(yè)。 4.2爆破安全管理措施（1）嚴格按項目部安全生產(chǎn)管理辦法進行火工產(chǎn)品領用、爆破作業(yè)申請，相鄰單位負責人在爆破作業(yè)申請單上簽字后準允

13、實施爆破。（2）爆破危險區(qū)范圍內(nèi)的人員必須撤至安全地帶，具體撤離路線如下：次擴挖時作業(yè)人員撤至安全距離以外；次擴挖時作業(yè)人員、井口人員撤至安全距離以外，并在派專人在下平洞與3#施工支洞相交位置設卡。4.3制作與安裝安全要求本提升系統(tǒng)等金屬結構加工使用的鋼材，除圖中有特別注明外，均為工程常用材料A3鋼。金屬結構制作應滿足鋼結構施工與驗收規(guī)范。嚴格按照圖中規(guī)格及尺寸進行加工，若需要采用代替材料，應事先與工程管理部研究決定。4.4提升系統(tǒng)的維護（1）卷揚機的日常保養(yǎng)工作十分重要，應經(jīng)常保持清潔和充分潤滑；制動器閘瓦間隙調(diào)正在1.01.2mm，最大不能超過3mm，以保證制動靈活有效，如果間隙超過3mm

14、應及時調(diào)整閘瓦間隙。（2）各部軸承、肖軸、制動器鉸鏈等處，每工作班潤滑12次，導向滑輪減速箱軸承，每48小時潤滑一次。（3）卷揚機在工作100300小時后，進行一級保養(yǎng)，全面清洗機械，更換潤滑油，檢查調(diào)正制動器。（4）在工作600小時后，進行二級保養(yǎng)，除執(zhí)行一級保養(yǎng)外，需測定電機絕緣電阻和拆檢電動機、減速箱、制動器、鋼絲繩、卷筒及鋼絲繩磨損情況等。（5）滑輪根據(jù)工作繁重、環(huán)境的惡劣程度，定期進行檢查加油。（6）滑輪檢修時，應將零件用汽油洗刷干凈并涂上潤滑液和防銹油，軸承內(nèi)注入黃油，然后將零件重新裝配好。（7）滑輪若長期不用時，應清洗并涂以防銹油，避免銹蝕。（8）鋼絲繩應每天檢查一次，每隔3個月

15、試驗一次，其安全系數(shù)為：升降人員的安全系數(shù)應大于9，升降物料的安全系數(shù)系數(shù)應大于6；其斷絲的面積與鋼絲繩總面積只比，升降物料的應小于10%；升降人員用的不得有斷絲。提升及制動鋼絲繩直徑減小不得超過10%，其他用途鋼絲繩直徑減小不得超過15%。（9）鋼絲繩的鋼絲有變黑、銹皮、點蝕麻坑等損傷時，不得用作升降人員。鋼絲繩銹蝕嚴重，點蝕麻坑形成溝紋，外層鋼絲松動時，應及時更換。4.5斜井開挖安全措施（1）首先做好上彎段井口的防護，對圍巖進行錨噴支護處理，避免圍巖碎石掉落至斜井。（2）斜井在開挖過程中應注意爆破方式和爆破參數(shù)的控制，盡量減小因爆破裝藥量過大，對圍巖產(chǎn)生擾動破壞。開挖完成后及時進行支護，圍

16、巖破碎時開挖采用“短進尺、弱爆破、強支護”的原則進行，并盡可能采用光面爆破，開挖過程中不斷優(yōu)化調(diào)整爆破參數(shù)，盡量減少由于爆破導致的塌方以及大面積松動現(xiàn)象的出現(xiàn)，利于施工安全。（3）爆破后的施工排險是重要的危險源，排險時施工人員將完全暴露在松動的石塊下部，易被掉落石塊砸傷，因此排險過程中需要有一人在旁監(jiān)護警示。斜段爆破后，井口設置擋渣板，并安排專人及時清理斜段口的石渣，以避免因人行走時，將石塊踢入井內(nèi)傷人。施工人員隨時觀察井內(nèi)是否有被裂隙水沖刷后易掉落的石塊，并及時清理，避免因長時間沖刷造成石塊掉落傷人。（4）井口設置一道圍攔，利用井口井架和巖面錨桿制作成高1.2米的封閉安全圍欄，在圍欄合適位置

17、設置一雙開門，便于施工人員通行。（5）對于巖壁滲水，為防止其造成局部坍塌，在滲水井段內(nèi)增加隨機錨桿數(shù)量，并及時進行掛網(wǎng)噴護，以期能固定滲水處巖壁。（6）為確保施工電源停電后斜井中的施工人員可以安全出井，項目部準備好一臺柴油發(fā)電機組以便系統(tǒng)停電后第一時間投入現(xiàn)場使用。施工配電變壓器引入到卷揚機的電源線與柴油發(fā)電機引入到卷揚機的電源線分別安裝空氣開關，當使用變壓器電源時，備用電源空氣開關應關閉；使用備用電源時，施工配電電源空氣開關必需關閉；禁止施工配電電源與備用電源開關同時閉合。（7）二次擴挖采取自上而下擴挖的施工方法，利用斜井擴挖臺車進行開挖，通過送料小車運送材料至擴挖臺車施工平臺上進行打鉆施工

18、。臺車及送料小車是有軌輸送小車，在安裝擴挖臺車前首先要進行軌道安裝，軌道又分上平段軌道、彎段及斜井段軌道，斜井段又分固定軌道及活動軌道兩種，活動軌道是每次開挖前將活動軌道下降至開挖位置固定，運行擴挖臺車至打鉆位置進行施工，打鉆結束后擴挖臺車運行回撤10米的安全位置，拆出活動軌道至安全位置既可。下次循環(huán)時再安裝、拆出。（8）現(xiàn)場管理人員要經(jīng)常檢查下彎段堆渣情況，及時出渣，以免導井堵塞。4.6斜井支護安全措施（1）施工支護前，應根據(jù)地質(zhì)條件、結構斷面尺寸、開挖工藝、圍巖暴露時間等因素，進行支護設計，制定詳細的施工作業(yè)指導書，并向施工人員進行交底。（2）施工人員作業(yè)前，應認真檢查施工區(qū)的圍巖穩(wěn)定情況

19、，需要時應進行安全處理。（3）作業(yè)人員應根據(jù)施工作業(yè)指導書的要求，及時進行支護。（4）開挖期間和每排炮后，都應對支護設施進行維護檢查。（5）對不良地質(zhì)地段的臨時支護，應結合永久支護進行，即在不拆除或部分拆除臨時支護的條件下，進行永久性支護。4.7施工用電安全措施（1）每一段地下工程都應提供連續(xù)運行的照明裝置。除一般照明系統(tǒng)外，還應為正在進行的開挖面提供專用照明，此種照明裝置應采用泛光燈、熒光燈或其他滿足施工施工需要的照明裝置。不允許電線或燈管緊靠工作面。（2）所有的動力線和照明線穿絕緣線管，保持絕緣狀態(tài)；并在斜井的一側布置。（3）所有的線路應當使用具有絕緣能力的絕緣子，將線牢靠地固定在井壁上，

20、且不會受到爆破影響而損壞。一般照明線路的最低亮度應當滿足規(guī)范DL/T5099-1999第13.3節(jié)中的規(guī)定。（4）照明系統(tǒng)電壓不得高于220V。（5）在不良地質(zhì)段施工應設置漏電保護器，并有斷、停電應急措施。4.8其他管理措施（1）正式開工前由項目部安監(jiān)部通知建管局安委會及項目部相關職能部門對提升系統(tǒng)、信號系統(tǒng)聯(lián)合驗收，驗收合格方可投入使用。（2）正式開工前由項目部安監(jiān)部組織所有施工人員進行安全交底。（3）每次下井作業(yè)前先系統(tǒng)檢查卷揚機、信號系統(tǒng)等相關設施是否完好，在確保安全的情況下才可以下井作業(yè)，并做好相關記錄。（4）次擴挖第一次下井時要撬掉導井的危石同時用混凝土填補導井中對小車運行有影響的坑

21、洼地帶。（5）在卷揚機旁邊布置電鈴設備，并將線控引至小車、擴挖臺車，作業(yè)人員通過發(fā)送不同的電鈴信號，來要求卷揚機操作人員對吊籠進行何種動作。（6）卷揚機操作必須按照安全部下發(fā)的卷揚機操作規(guī)程操作，卷揚機司機必須經(jīng)過培訓，且取得合格證方可上崗。（7）需要下井作業(yè)的所有人員必須正確佩戴安全帽、防塵（毒）口罩、反光衣服等防護用品，必要時系好安全帶作業(yè)。（8）項目部準備好一臺柴油發(fā)電機作為備用電源，以備系統(tǒng)停電時第一時間調(diào)至現(xiàn)場使用。（9）井下作業(yè)時，必須扭緊吊籠頂著巖面的絲桿，防止吊籠晃動過大。（10）患有心臟病、貧血、頸椎病、高血壓等不適合高空作業(yè)疾病及酒后不準參與本斜井施工。（11）協(xié)作隊操作工

22、每天必須對卷揚機的運行情況進行記錄，發(fā)現(xiàn)異常及時向現(xiàn)場管理人員報告。（12）次擴挖時，用安全井蓋封閉導井口；扒渣人員必須系好安全帶。（13）擴挖導井溜渣期間，在距下彎段15m處設立警示標志牌，安排專人值守，確保安全。（14）其他未盡事宜按建管局、項目部相關安全文明施工管理規(guī)定執(zhí)行。5 相關安全的強制性條文5.1金屬非金屬礦山安全規(guī)程（GB 16423-2006）.2 豎井施工時，應采取防止物件下墜的措施，井口設置臨時封口盤，封口盤上設井蓋門。井蓋門兩端應安裝柵欄。封口盤和井蓋門的結構應堅固嚴密。卸碴設施應嚴密，不允許向井下漏碴、漏水。井內(nèi)作業(yè)人員攜帶的工具、材料，應拴綁牢固或置于工具袋內(nèi)。不應

23、向（或在）井筒內(nèi)投擲物料或工具。.4 下列情況，作業(yè)人員應佩帶安全帶，安全帶的一端應正確拴在牢固的構件上：拆除保護巖柱或保護臺；在井筒內(nèi)或井架上安裝、維修或拆除設備；在井筒內(nèi)處理懸吊設備、管、纜，或在吊盤上進行作業(yè)；乘坐吊桶； 爆破后到井圈上清理浮石；井筒施工時的吊泵作業(yè)；在暫告結束的中段井口進行支護、鎖口作業(yè)。.3 在豎井、天井、溜井和漏斗上方作業(yè)，以及在相對于墜落基準面2m以上的其他地點作業(yè)，作業(yè)人員應系安全帶，或者在作業(yè)點下方設防附保護平臺或安全網(wǎng)。作業(yè)時應設專人監(jiān)護。.6 罐籠的最大載重量和最大載人數(shù)量，應在井口公布，不應超載運行。.10 豎井內(nèi)提升容器與井壁之間的最小間隙，350mm

24、。.21 豎井提升系統(tǒng)應設過卷保護裝置，過卷高度應符合下列規(guī)定：提升速度低于3m/s時，不小于4m；提升速度為3m/s6m/s時，不小于6m；提升速度高于6m/s時、低于或等于10m/s時，不小于最高提升速度下運行1s的提升高度；提升速度高于10m/s時，不小于10m；鑿井期間用吊桶提升時，不小于4m。.3 提升鋼絲繩，懸掛時的安全系數(shù)應符合下列規(guī)定：單繩纏繞式提升鋼絲繩：專作升降人員用的，不小于9；升降人員和物料用的，升降人員時不小于9，升降物料時不小于7.5；專任升降物料用的，不小于6.5。.4 使用中的鋼絲繩，定期檢驗時安全系數(shù)為下列數(shù)值的，應更換：專作升降人員用的，小于7；專作人員和物

25、料用的，升降人員時小于7,升降物料時小于6；專作升降物料和懸掛吊盤用的，小于5。.6 對提升鋼絲繩，除每日進行檢查外，應每周進行一次詳細檢查，每月地一次全面檢查；人工檢查時的速度應不高于0.3m/s，采用儀器檢查時的速度應符合儀器的要求。.8 鋼絲繩的鋼絲有變黑、銹皮、點蝕麻坑等損傷時，不應用于升降人員。鋼絲繩銹蝕嚴重，或點蝕麻坑形成溝紋，或外層鋼絲松動時，不論斷絲多少或繩徑是否變化，應立即更換。.8 豎井用罐籠升降人員時，加速度和減速度應不超過0.75m/s2；最高速度應不超過式（4）計算值，且最大應不超過12m/s。V=0.5 (4)式中：V最高速度，m/s；H提升高度，m。.17 豎井和

26、傾角大于30°的斜井的提升設備，安全制動時減速度應滿足：滿載下放時應不小于1.5m/s2，滿載提升時應不大于5m/s2。5.2水電水利工程爆破施工技術規(guī)范（DL/T 51352001） 爆破器材的運輸必須遵守下列規(guī)定：1 運輸車、船必須符合國家有關運輸規(guī)則的安全要求。2 包裝應牢固、嚴密，不允許共存的爆破器材不得混裝在一個車廂、船艙內(nèi)。4 裝卸和運輸爆破器材時嚴禁煙火和攜帶發(fā)火物品。5 裝有爆破器材的車、船應按指定路(航)線行駛。 爆破器材必須存放于專用的倉庫、儲存室，并有專人管理，不得任意存放。 爆破器材倉庫、儲存室的位置、結構和設施須經(jīng)主管部門批準，并經(jīng)當?shù)毓膊块T認可。 銷毀爆

27、破器材工作應有專人負責組織指揮，并由有經(jīng)驗的人員進行銷毀，銷毀時應遵守下述規(guī)定：2 銷毀現(xiàn)場的警戒線外圍必須設有安全警戒人員，嚴禁無關人員和車輛進入危險區(qū)，起爆前做好安全撤離和安全警戒工作。 從事爆破工作人員必須進行技術培訓，做到持證上崗。5.3水電水利工程施工安全防護設施技術規(guī)范（DL/T 5162-2002） 進入施工現(xiàn)場的工作人員，必須按規(guī)定配戴安全帽和使用其它相應的個體防護用品。從事特種作業(yè)的人員，必須持有政府主管部門核發(fā)的操作證，并配備相應的安全防護用具。 施工現(xiàn)場的洞（孔）、井、坑、升降口、漏斗口等危險處，應有防護設施和明顯標志。 在同一垂直方向上同時進行多層交叉作業(yè)時，必須設有隔

28、離防護棚。對高度超過24m的防護棚的頂部，應做雙層結構。防護棚材料宜使用5cm厚的木板。 施工用各種動力機械的電氣設備必須設有可靠接地裝置，接地電阻應不大于4。 載人提升機械應設置以下安全裝置，并保持靈敏可靠：1 上限位裝置(上限位開關)。 2 上極限限位裝置(越程開關)。3 下限位裝置(下限位開關)。 4 斷繩保護裝置。 5 限速保護裝置。 城防、人防、隧道等潮濕或條件特別惡劣施工現(xiàn)場的電氣設備必須采用保護接零。 開關箱必須裝設隔離開關、斷路器或熔斷器，以及漏電保護器。當漏電保護器是同時具有短路、過載、漏電保護功能的漏電斷路器時，可不裝設斷路或熔斷器。隔離開關應采用分斷時具有可見分斷點，能同時斷開電源所有極的隔離