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尾水调压井开挖支护施工方案

根据施工图纸显示，尾水调压井工程地质条件较好，围岩以Ⅰ、Ⅱ类为主，断层附近为Ⅲ类，夹少量Ⅳ类围岩。尾水调压井遇到7条断层，其中f355及f359对尾水调压井的围岩稳定有一定得影响，其余断层对围岩稳定影响较小。

锚杆Φ25，L=5000，入岩4850

锚杆Φ25，L=4000HG／T 2055.1-2015 搪玻璃人孔.pdf，入岩3850

锚杆Φ20，L=3000，入岩2850

喷混凝土C25，厚100

喷混凝土C25，厚150

尾水调压井导井开挖施工供水、供电由尾调通气洞已形成的系统接引至工作面；尾水调压井下部连接洞开挖支护、从尾水隧洞已形成的系统接引；尾水调压井一次、二次及三次扩挖支护施工由尾调通气洞已形成的系统接引至工作面。

供风管线采用DN125焊接钢管，按照相关要求固定在岩壁上，开挖时距离作业面前30m采用橡胶管；供水管线采用DN80焊接钢管，按照相关要求固定在岩壁上，开挖时距离作业面前30m采用橡胶管。

尾水调压井下部连接洞的施工由尾水隧洞已形成的系统接引；升管段及大井段的开挖施工由尾调通气洞已形成的系统接引。洞（井）内每15m设一盏200W/220V的白炽灯，每50m设一盏应急灯。

尾水调压井开挖施工利用尾调通气洞已形成的系统进行通风；连接洞开挖支护施工利用尾水隧洞已形成的系统进行通风；导井钻挖施工出渣时利用尾水隧洞已形成的系统进行通风；一次、二次及三次扩挖支护施工时由于已形成自然通风的环路，通风可采用自然通风为主，特殊情况下启动尾水隧洞及尾调通气洞的通风系统加快洞内空气流动速度。

尾水调压井导孔施工中产生的废水可直接通过尾调通气洞设置的排水系统排出；尾水调压井扩挖施工中产生的废水可直接通过导井壁流入尾水洞与4#施工支洞交叉部位底板上预先挖设的集水坑内，并利用坑内设置的2"潜水泵通过原4#施工支洞排水系统将该施工废水排放到洞外污水处理池内，净化达标后排放。

1）施工道通道为通风洞至尾调通气洞至尾调通气洞（WT0+415.523～WT0+522.623）或尾水隧洞至连接洞。进出洞人员利用交通车出入，非特殊情况下不允许步行进洞。

2）尾水调压井开挖施工中爆落的石渣经下部连接段、尾水洞、4#施工支洞、3#施工支洞运至交通洞洞外的弃渣场弃渣。

3）而为了解决施工中可能遇到的提升设备故障修理时施工人员的上下交通问题，另需沿井壁至上而下布置一道带靠背护栏的固定钢爬梯，并沿爬梯边侧每隔20m设置一歇脚平台，爬梯距扩挖工作面约4m处改接一道软梯（可拆卸）至掌子面。

4）在尾水调压井下部连接洞处进行出渣施工，出渣采用3.0m3侧翻装载机装15t自卸车运至指定弃渣场。

在井口值班室与施工作业面各设两部对讲机（一部备用）以满足作业面与井口的相互联系，井口值班室与洞口值班室采用固定有线对讲机进行联系。

（7）尾水调压井提升设备调整

前期投标时一次、二次及三次扩挖支护施工期间采用JT10T型卷扬机配合自制的圆台型吊篮进行施工所需材料、工器具及施工人员的运输。根据业主、监理要求竖井、斜井提升系统不准采用卷扬机，而是采用提升绞车用于竖井和斜井提升升降人员、材料、工具和设备等，提升绞车设备投入费用业主应给予施工单位补偿，2013年8月21日由业主组织、监理带队到清远蓄能电站参观竖井、斜井提升绞车，双筒绞车设有液压齿轮离合器及调绳联锁装置，调绳准确迅速；操纵台设有深度指示器，整机具有结构紧凑、操纵方便、安全可靠等优点。

4.1、施工总程序框图

尾水调压井主要有下部连接管开挖支护施工、导井开挖支护施工、一次扩挖支护施工、二次扩挖支护施工及三次扩挖支护施工组成，根据不同的断面型式、不同的围岩类别及地质条件，采用不同的开挖支护方法。

尾水调压井下部连接洞段、升管段、大井段开挖爆破的石渣，在尾水调压井下部连接段位置，采用WA380型侧翻式装载机装碴，15.0t自卸车运碴经4#施工支洞、3号施工支洞至本标段碎石系统毛料堆场。

5.2、开挖支护施工措施

根据工程师提供的电站测量控制网点建立连接洞开挖施工的测量放样控制点。测量控制网点和测量放样控制点的建立采用全站仪进行，同时定期对测量导线进行复测，确保连接洞开挖施工精度。开挖施工要求每排炮进行测量放样控制，采用红油漆画出设计开挖边线、洞中心线，并现场作测量放样技术交底。

出碴施工采用WA380型侧翻式装载机装碴，采用15.0t自卸车运碴至本标段碎石系统毛料堆场。弃碴要求弃碴堆放整齐，严禁乱倒碴。

开挖工作面采用人工配合反铲清面。

连接管开挖爆破设计参照附图附图01~附图02。

开挖爆破作业循环时间见下表。

每天2个循环，循环进尺2.7m，平均月进尺90m，最高月进尺120m。

根据设计图纸要求以及开挖出露的实际围岩情况，采取随机锚杆、系统锚杆、喷砼、挂网等支护形式。支护施工使用的原材料要求：锚杆采用Ⅱ级螺纹钢筋，水泥采用标号不低于P.042.5的普通硅酸盐水泥，砂采用最大粒径不大于2.5mm的中细砂，速凝剂采用不含对锚杆有腐蚀作用成分的速凝剂，水泥砂浆配合比由电站中心试验室提供并且强度等级不低于20Mpa。同时，上述施工材料必须按规定进行取样和检验。

5.2.2、井口防护围栏制安

为防止井口周围石渣、块石及其它异物掉入井中伤及井下施工作业人员，待尾水调压井开挖进尺10.0m后，宜在尾调通气洞上室廊道与调压井相交断面处临时设置一道横向防护围栏，围栏框架由每间隔2.0m布置的一道竖向插筋（插筋规格为Ф22，L=150cm，入岩30cm）与两道环向布置、间距为60cm的ф12钢筋焊接连接，并在钢筋框架外侧设置一道竹帘，竹帘与框架间采用10#铁线绑扎固定。待调压井井口平台形成后，防护围栏重新移设。

5.2.3、绞车提升系统布置及运行

尾水调压井开挖进尺≥20m后，在尾调通气洞上室廊道适当位置分别布置2台10t提升绞车，提升绞车座在预先浇筑好的C25砼基础上，其机座与地锚（地锚钢筋选用Φ25，入岩2.5m，外露0.5cm）焊接固定。而其钢丝绳则通过固定在尾水调压井顶拱和井口附件的导向轮分别与扩挖平台采用钢丝绳夹连接固定。绞车提升系统布置完成后，应先分别在空载和荷载状态下试运行，并形成记录。待确定设备运行状态良好后方允许正式使用。

5.2.4、绞车提升系统结构设计

（1）尾水调压井顶拱天锚设计

为了尾水调压井扩挖、混凝土衬砌提升系统布置的需要，在尾水调压井顶拱应设置2个天锚固定导向轮，天锚由锚杆束组成，锚杆规格为Φ25，长度为5.0m，入岩4.7m，岩石与锚杆夹角为75°,沿上室廊道轴线方向左右各布置2排，间排距0.4×0.5m，共计20根。

A、岩石—砂岩—f=0.45B、锚固剂

C、锚杆：I级钢230N/mm2、钻孔径—Ф42mm、

L=4700mm、K—1.4（安全系数）

2）单根锚杆的抗拔力（N）

Rt=πdLf=3.14*42*4700*0.45=278926N=27.89吨

As=（KRt）/Rg=（1.4*278926）/230=Ф16.97mm

天锚采用锚杆规格为Φ25，入岩4.7m，经计算Ф25>Ф16.97mm完全符合设计要求

4）单根锚杆的抗拉强度值（б）

б=πR²*230N=3.14*12.5²*230N=11290N=11.3吨

10根锚杆的抗拉强度值：10*11.3吨=113吨

注：如果考虑锚杆部分剪力因素（国家规定抗剪值为抗拉值的≈58～60%，按58%计算113吨*58%=65.54吨）

5）重力与锚杆许用应力值比较

尾水调压井扩挖台车、设备及施工人员总重约为6.5t，用两个天锚起吊6吨扩挖台车，则65.54吨*2÷6.5吨=20倍。

从以上计算得出结论、天锚的安全系数为20倍，完全符合设计要求和国家规定的14倍的规定值。

（2）提升绞车钢丝绳选用

10t提升绞车运行时的最大允许荷载按6.5t计（含扩挖平台自重3t），则扩挖平台运动过程中单根钢丝绳承受最大拉力P=25×（1+a/g）=25×（1+4/9.8）=35.2kN，施工中人员上下交通主要通过扩挖平台进行，因载人运行时安全系数为14，则钢丝绳选用时最小破断拉力不得小于35.2×14=492.8kN，查五金手册选用钢丝绳直径d=28mm的（6×19W+IWR圆股钢丝绳）钢丝绳公称抗拉强度1570Mpa，钢丝绳最小破断拉力为438kN，经计算最小钢丝破断拉力总和为438×1.308=572.9kN，满足安全使用要求。

按照选用的钢丝绳直径及额定起重量（6.5t），配套选用的起重滑车为单轮开口吊钩型，滑轮直径d=400mm。

（4）按照选用的钢丝绳直径，配套选用d=500mm的导向轮，满足安全使用要求。

5.2.5、施工中的通讯

尾水调压井开挖施工中的通讯拟采用对讲机和电铃共同控制，其中：井下作业人员和井口平台警戒人员应各配备一台对讲机；而在提升绞车操作棚内及扩挖平台上应分别设置一部电铃，并制定相应的信号规则。

5.2.6、反井钻井布置

2.5×1.6×2.8

2.9×1.4×3.2

3.2×1.7×3.4

2.9×1.9×3.4

3.1×1.6×4.6

图1LM－200型反井钻机

图5.2－2反井钻机施工平面布置图

尾水调压井导孔在调压井中心线位置钻设，在钻设导孔时遇不良地质条件或断层，采用膨润土泥浆加火碱拌制成泥浆护壁，若仍产生塌孔灌注C15混凝土并等强48小时后继续钻设。导孔形成后，在连接洞段安装扩孔的钻头，钻头直径为2.0m，扩孔钻头安装结束并达到安全可靠后开始反井钻设开挖施工，钻设施工严格按钻机操作规程进行，导井钻挖结束，拆除反井钻机。导井出渣视导井开挖情况，在钻机停机时集中进行，采用3m3装载机装15t自卸车运至弃渣场。导井钻孔及扩孔示意见附图03。

5.2.8、第一次扩挖

反井钻机钻出的导井为直径1.4m的圆井，断面较小，如果尾水调压井大井一次扩挖到设计边线，容易堵井。一旦发生堵井很难处理，处理堵井非常危险，而且很费时间。所以对直径1.4m的导井必须分两次扩挖，保证不堵导井。

第一次扩挖支护自下而上进行，大井及升管的扩挖断面直径均为3.5m的圆形。采用10吨绞车提升吊笼运载人员、材料、及施工设备由调压井上部经φ1.4m导孔进入施工面，吊笼就位后，将吊笼底部DN50钢管伸缩脚伸出，支撑在岩壁上，形成稳固的施工体系，然后自下而上采用YT28型手风钻人工钻设水平径向辐射孔进行钻孔，人工装药，非电毫秒雷管微差网络爆破，循环进尺6.0m，爆破后石碴料落至尾水调压井下部连接段。采用3m3装载机配合15t自卸车出渣。第一次扩挖开挖示意图见附图04。第一次扩挖钻爆设计图见附图06。

5.2.9、第二次扩挖

第二次扩挖支护自上而下进行，大井及升管扩挖断面直径均为10.9m的圆形。采用提升绞车配合自制的开挖台车进行施工所需材料、工器具及施工人员的运输。吊罐与井口地面的交通连接采用钢结构工作平台，钢结构工作平台采用悬挑平台，平台采用20a工字钢上铺10号槽钢制作，工字钢根部与预埋锚杆焊接，工字钢悬挑端依靠下部斜支撑及拱部锚杆支撑稳定。在吊篮底部增加一悬挂防护井盖，防护井盖为直径为5.0m的圆形。

扩挖采用YT28型手风钻钻孔，人工装药，非电毫秒雷管微差网络爆破，周边光面爆破成型，循环进尺3m。爆破后，部分石渣落至井底，部分通过人工翻渣至井底，采用3m3装载机配合15t自卸车出渣。喷锚系统支护及时跟进，节理及断层带主要采取短进尺、弱爆破、支护紧跟作业面的方法施工，注意布孔避开岩石节理面。同时在常规掘进施工时，注意记录和观察岩石结构的走向、裂隙、渗水等情况，及时进行排水孔、随机锚杆及喷混凝土等施工。在具体施工过程中，备足进行临时支护使用的各种材料，如锚杆、钢筋网等，同时组织落实施工人员。锚杆、喷砼等支护方法参照连接洞段的支护措施。第二次扩挖开挖示意图见附图04。吊篮及井盖设计图见附图09。第二次扩挖断面爆破设计见附图07。

5.2.10、第三次扩挖

第三次扩挖支护施工全部为大井段，自上而下进行，大井扩挖断面直径为17.4m的圆形。提升系统调整为采用8t卷扬机提升防护井盖及设备，防护井盖变为直径为11.5m的圆形。采用10吨绞车提升吊笼运载开挖支护人员到工作面，扩挖采用YT28型手风钻钻孔，人工装药，非电毫秒雷管微差网络爆破，周边光面爆破成型，循环进尺3m。爆破后，部分石渣落至井底，部分通过人工翻渣至井底。

采用3m3装载机配合15t自卸车出渣。喷锚系统支护及时跟进，节理及断层带主要采取短进尺、弱爆破、支护紧跟作业面的方法施工，注意布孔避开岩石节理面。同时在常规掘进施工时，注意记录和观察岩石结构的走向、裂隙、渗水等情况，及时进行排水孔、随机锚杆及喷混凝土等施工。在具体施工过程中，备足进行临时支护使用的各种材料，如锚杆、钢筋网等，同时组织落实施工人员。锚杆、喷砼等支护方法参照连接洞段的支护措施。第三次扩挖开挖示意图见附图05。第三次扩挖断面爆破设计见附图08。

5.2.11、预防扩挖堵井

尾水调压井开挖过程中防止堵井是关键，反井钻机钻出的导井为直径1.4m的圆井，断面较小，如果尾水调压井大井一次扩挖到设计边线，容易堵井。一旦发生堵井很难处理，处理堵井非常危险，而且很费时间。为防止导井在第一次扩挖时堵井，第一次扩挖采用自下而上进行，扩挖断面直径为3.5m的圆形。扩挖钻孔时严格控制炮孔间距、排距，防止石渣出大块，石渣最大块径应不大于导井尺寸的1/3。扩挖时应及时出渣，保证在每次爆破前下部井口段石渣清理干净，避免因石渣堆积致使下井口被堵塞。

为保证堵井处理能够安全快速的完成，保证处理人员的安全制定扩挖堵井处理预案。

防止堵井，首先要在源头上控制，在开挖阶段严格按照施工方案的规定进行3次扩挖，减少一次爆破渣量，并且必须严格按照设计的爆破参数执行，控制爆破钻孔的间排距离，尽量减小爆破石渣粒径。

一旦放生堵井，首先应查清堵塞段距下井口的高度，采取可靠的措施进行疏通。工作前，施工人员相互检查安全防护用品是否配齐、佩戴牢固。施工人员不得从竖井下部进入堵塞段工作面处理堵井，按照原定处理方案进行处理。

施工人员进场后，根据不同的堵井情况确定处理方法。首先用钢钎或钻杆试探性确定石渣是否封堵牢固，如果轻微封堵且封堵料较小，采用钢钎进行人工清撬。清撬时注意相互间的协作与监视，如扔不能疏通，用钻机钻孔爆破疏通。

（2）高压水冲刷法：首先尽可能清理堵井的碎石，用卷扬机将石渣吊出，然后用高压水冲洗堵井处，将碎石冲下，减小石块间摩擦力，促使岩石自然滑落。

（1）工程测量质量控制措施

1）所有测量设备必须检验合格才能使用，控制测量采用全站仪作导线控制网，施工测量采用经纬仪配水准仪进行。测量作业由富有经验的专业人员进行测量放线、复测。

2）开挖断面测量误差不大于10cm，相对于中线的误差不大于±5cm，断面间距为5m，对起伏较大的部位，适当加测断面。

（2）开挖质量保证措施

1）严格按监理工程师批准的爆破方案进行钻孔、装药、连网。

2）钻孔质量符合下列要求：

①钻孔孔位依据测量放出的中心线、腰线及开挖轮廓线确定。

②周边孔在断面轮廓线上开孔，沿轮廓线调整的范围和掏槽孔的孔位偏差不大于5cm，其他炮孔的孔位偏差不大于10cm。

③炮孔的孔底落在爆破图规定的平面上；

④炮孔经检查合格后，方可装药爆破。

⑤炮孔的装药、堵塞和引爆线路的联结，由经过考核合格的炮工负责，并严格按爆破图的规定和要求进行作业。

⑥每次爆破后，对岩石爆破的效果进行现场实地调查并作出评价，通过仪器测定爆破对岩体完整性的影响（岩体声波测试），对爆破参数进行适当调整。

⑦光面爆破效果达到下列要求：

A、残留炮孔痕迹在开挖轮廓面上均匀分布；

B、炮孔痕迹保存率：完整岩石在80%以上，较完整和完整性差的岩石不少于50%，较破碎和破碎岩石不少于20%；

C、相邻两孔间的岩面平整，孔壁没有明显的爆震裂隙；

D、相邻两茬炮之间的台阶小于10cm。

（3）喷锚支护质量保证措施

1）材料控制：锚杆、水泥、外加剂等产品必须有生产厂的质量证明书，并按图纸要求或监理人要求进行试验。

2）锚杆钻孔应满足以下要求：

①锚杆的开孔按施工图纸布置的钻孔位置进行，其孔位偏差不大于100mm。

②锚杆孔的孔轴方向满足施工图纸的要求。施工图纸未作规定时，其系统锚杆的孔轴垂直于开挖面。

③砂浆锚杆的钻孔孔径：若采用“先注浆后安装锚杆”的程序施工，钻头直径大于锚杆直径15mm以上；若采用“先安装锚杆后注浆”的程序施工，钻头直径大于锚杆直径25mm以上。

④锚杆孔深度必须达到施工图纸的规定，孔深偏差不大于50mm。

⑤锚杆注浆满足以下规定：

A、锚杆注浆的水泥砂浆配合比，在以下规定的范围内通过试验选定：

水泥：砂1：1～1：2（重量比）

水泥：水小于1：0.45

B、先注浆的永久支护锚杆在钻孔内注满浆后立即插杆；后注浆的永久支护锚杆在锚杆安装后立即进行注浆。

C、锚杆注浆后，在砂浆凝固前，不得敲击、碰撞和拉拔锚杆。

A、喷射砼施工前56天，每种拟用的外加剂至少作三次试块试验板，试验板测定的喷射砼工艺质量和抗压强度达到要求后，才能进行喷射砼施工。

B、喷射砼作业分段分片依次进行，喷射顺序自下而上。

C、喷射机严格执行喷射机的操作规程，连续向喷射机供料；保持喷射机工作风压稳定；完成或因故中断喷射机作业时，将喷射机和输料管内的积料清除干净。

D、喷射砼的回弹率：洞室拱部不应大于25%，边墙不应大于15%。

E、喷射砼养护：喷射砼终凝2h后，喷水养护；养护时间一般工程不小于7昼夜，重要工程不少于14昼夜；气温低于5℃时，不喷水养护。

F、冬季施工喷射作业区的气温不应低于5℃；混合料进入喷射机的温度不低于5℃；普通硅酸盐水泥或矿渣水泥的喷射砼在分别低于设计强度30%和40%时，不得受冻。

（1）开挖安全保证措施

1）设立专职安全检查员，一切爆破作业需经安全员检查后才准进行爆破。并在爆破作业时设立爆破安全警戒线标志，做好人员、设备撤离、防护工作。

2）在井口及井底部应设置醒目的安全标志。扩挖时用活动盖板盖住顶部井口。

3）竖井扩挖施工时，井壁设置人行钢爬梯，爬梯设安全防护栏，隔20m设休息平台。工作面设活动工作平台，爬梯与工作平台必须与锚杆固定。

4）吊运材料时要检查提升设备及吊笼是否安全可靠，运送材料时不得超过3m/s。竖井施工人员要系好安全带。

5）吊篮载重量必须符合荷载要求，不得超载。

6）定期检查起重机和钢丝绳，钢丝绳损坏时应及时更换，钢丝绳应及时刷黄油，防止钢丝绳过卷，起重机操作必须专人专职持证上岗。

7）配备对讲机和电铃两套通信设施进行人员作业联络。电铃线路沿井壁向下敷设，电铃开关随工作面活动而移动。

（2）喷锚支护安全保证措施

1）施工之前，对洞内工作面的岩石进行安全处理，确保安全后进行施工。

2）施工人员在井内施工，在孔洞作好防护设施，施工人员系安全绳。

（3）不良地质段开挖施工安全保证措施

2）撬挖清理危石时，无关人员撤离工作面，作业人员要有安全保护措施，用撬棍进行作业。

3）发现险情预兆，人员及设备要立即撤离现场。

4）支护排架必须背实塞牢。不能拆除的支架要用钢结构或其它永久性结构，其背塞可用具有一定刚度的钢筋笼、混凝土预制块或片石填塞。

5）在处理过程中，如发现个别岩块可能坠落，且暂时又不能处理时，要用临时支柱顶住危岩。

6）拆除支护时，首先将两头联接处设法断开，防止在拆除时引起临近未拆除部分倒塌。拆除支护材料要随时运到指定地点堆存，不得任意堆放在工作面。

7）塌方体开挖过程中，必须经常检查支护，以保证良好的受力状态。如发现支撑破损、弯曲、折断、倒塌，及时修复加固。

（1）切实做好洞内通风工作DB63／T 1342-2015标准下载，保证洞内通风顺畅。

（2）机械车辆使用过程中，加强维修和保养，防止汽油、柴油、机油的泄露，保证进气、排气系统畅通。

（3）施工场地修建排水沟、沉砂池，减少泥砂和废渣的无序排放。

（4）爆破钻孔采用湿钻施工，防止空气污染。

锦丰镇冶金物流中心商务大楼工程塔吊基础专项施工方案(有计算书)（5）未尽事宜按国家、行业及地方有关规范、规定执行。

9、劳动力、机械设备及材料配备

WA380\3m3/ZL50