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1、煤炭系統豎井施工工藝在水電工程中的應用與發展鄭煤集團工程有限公司是煤炭系統內的一支專業建井隊伍,具有30多年的施工經驗和18座大、中型煤礦的建設史，尤其擅長豎井開挖和用滑模襯砌施工，有一套完整的豎井施工工藝和嚴密的科學施工組織.特別是多年來與水電系統合作，分別在北京十三陵抽水蓄能電站、豐滿III期擴建工程、山西萬家寨引黃工程等承擔了豎井開挖和砼襯砌工程施工，成功地將煤炭系統中豎井開挖的施工工藝應用到水電工程中，取得了良好的效果,為水電豎井的開挖和混凝土襯砌開辟了廣闊的前景。1 豎井開挖施工工藝及成果在煤炭豎井施工中，根據煤層的埋藏深藏度，豎井深淺不一，一般在300500in左右.近年來隨著深部2、煤層的開采，有的井深達到1000m以上，且穿過的地層復雜，地質條件多變，給豎井開挖增加了難度，但也鍛煉了施工隊伍，豐富了施工經驗,提高了施工技術.無論是水電工程，還是煤炭工程,豎井開挖都是施工難度大、勞動強度高、危險性大的工程。鄭煤集團工程有限公司利用自身的優勢，結合水電系統的具體情況，通過多年水電施工的實踐，將豎井的一套完整的施工技術和施工工藝予以充分發揮,通過施工實踐發展了自己。現介紹在豎井施工中所采用的施工工藝和通過嚴格管理、科學組織所取得的成果。1。1 山西萬家寨引黃I、II級泵站豎井施工我公司1989年10月一1999年7月在山西引黃工程一條電纜井（D=10.5m）、一條調壓井（D13、2m）、兩條進（出）水壓力井（D=5.8m)開挖施工中,利用煤炭系統豎井施工工藝、施工設備，結合水電工程的特點，均取得了較好效果。現以2#電纜井的擴挖為例來介紹其施工工藝。2電纜井開挖直徑10.5m,井深135m，臨時支護采用掛網錨噴支護，錨桿長度4m，噴混凝土厚度15cm。在井口布置“門”形桁架梁,在地面布置兩臺10t卷揚機和一臺3t卷揚機，一臺10t門機，負責人員、材料和工作盤的提升。在井內工作面上方45m處懸掛一工作吊盤，在打眼出渣時，工作盤起保護作用，防止井口墜物；錨噴支護時，工作盤作為工作平臺，打錨筋孔、噴混凝土都在此工作臺上進行。1.1.1 施工方法 用導井法施工。先用反井鉆機開挖4、2。4m導井,然后自上而下進行擴挖。利用YT27手風鉆進行人工打眼，炮眼深4m，最小抵抗線6070cm.為了作好光面爆破，周邊眼眼間距30cm，非電毫秒雷管起爆（四段）,電雷管引爆。采用人工扒渣，落人小導井底部的渣由裝載機配合汽車外運.每炮進尺3.23。5m，采用“三掘一噴方式，即開挖三炮進尺9.610。5m左右時打錨桿、掛金屬網噴砼。砼噴射機設在井口的料棚中，由輸料管送到工作面。砼噴射機安放在井口的優點是改善了工作面的工作環境、減少了粉塵對工人的危害.當砼噴射到開挖工作面附近時，進行下一循環。l.l.2 勞動組織及勞動力配備采用定人定崗“滾班”作業方式：打眼班15人（負責打眼，包括打錨桿孔和5、裝藥連線）；出渣12人；噴砼10人;其它輔助5人；管理后勤5人；共計47人。2電纜井的開挖通過精心組織，科學管理,平均日進尺達到4.5m，月進尺120m。開挖斷面成型好，通過斷面測量驗收和砼澆筑量校核,超挖量控制在10以內，做到了快捷優質。和相鄰的1電纜井開挖相比，由于采用的施工工藝不同，勞動組織的差異，工期縮短了50,超挖量減少了1/3,得到建設單位和監理的一致好評。通過2電纜井的開挖取得的成績，總承包單位相繼把l、2出水調壓井（壓力井)交付我公司施工，我們都順利快捷地完成了任務。 通過山西萬家寨引黃工程2#電纜井的施工不難看出,在施工中我們做到了以下幾點： (l）搞好擴挖和支護的關系 擴挖6、和支護是相輔相承的，兩者不能相互影響，我們的措施是“三掘一噴(根據當時的地質條件），即每炮進尺必須達到3.2m3。5m，三炮9.610.5m噴一次，整個循環時間為48h。 （2）擴挖不“堵井” 擴挖能否順利進行，不堵井是關鍵。2電纜井初期由其他隊伍施工深8m左右時，曾幾次堵井,影響工期3個月而無法施工才改由我公司承擔。我們在施工中為了防止堵井,采取了“多打眼少裝藥”的措施，控制爆破巖塊的粒徑，并且做到導井下口及時清渣.1。1.3 錨噴支護速度快，質量好 由于冬季施工,為了噴砼的質量,在井口搭設砼保溫棚、設置水加熱器,井口采用敷設巖棉被保溫，井內采用爐火加溫，使井內溫度始終不低于5。1。1。4 7、合理的勞動組織和經濟政策 按人員情況、技術要求，組成打眼、扒渣、錨噴3個專業組，采用滾動作業方式，減少了工序時間，實現了正規循環。采用延米單價、工資承包責任制，使工人報酬和工程量、安全、質量密切掛鉤。1。2 十三陵抽水蓄能電站豎井擴挖 由我公司承擔十三陵蓄能電站中的7條豎井施工,其中出線豎井和兩條尾水調壓井施工難度較大.由于地質條件不好，這些豎井都處在復雜成分礫巖中,巖石較為堅硬，但有3條較大的斷層 f30、f22、f23均穿過豎井。有的豎井地下水較活躍，特別是由于自然條件的限制，使大型鑿井設施無法使用，這些都給豎并擴挖增加了難度。現介紹出線豎井和尾水調壓井的擴挖施工。1.2。1 出線豎井 位8、于地下廠房主變室下游，下口與交通廊道相聯，上口與中支洞相接，450020900In，設計井深164m,直徑8。6m。在90.00m處有一斷面為 4m X5m、深50.5m的消防水池。整個井筒處于復成分礫巖中，設計采用20mm，L=3.5m系統砂漿錨桿及10cm厚C20噴射砼作為臨時支護，70cm厚C20砼永久襯砌。在該工程擴挖、錨噴施工中,平均超挖11crn，最高日進尺2.83m，總工期72d。1.2。1 1#、2尾水調壓井施工 上口10040m,下口29.50m,井深為70.90m，擴挖斷面 85。6m2，D8.6一9.6m，25，L=3.6m砂漿錨桿，15cm厚C20噴射砼臨時支護；70c9、m厚C20永久襯砌。該程擴挖前已形成2mX2m的導井，1993年9月10日開工，同年10月17日竣工，歷時107d，有效工作日72d，最高日進尺3。3m,平均日進尺1。99m，平均超挖僅8。8cm.1.2.3 豎井擴挖質量好，材料消耗省我們僅用6個月的時間,完成了3個豎井累計241m（不含消防水池56.5m）的擴挖、錨噴任務，平均日進尺2。0m最高日進尺3.3m.炸藥單耗僅0。89kgm3（定額為 1.17kgm3）、雷管1.31發m3（定額1。54發m3）,鉆頭0.06個m3(定額 0.075個m3），鉆桿 0.43kgm3（定額 0。46）；平均超挖僅17cm（規范20cm）；無任何安全事10、故。 由上述可知，3條豎井的擴挖不僅速度快，而且施工質量好、材料消耗低、勞動效益高，沒有發生人身傷亡事故,真正做到了安全、優質、高效、低耗。2 特殊地質條件下的特殊豎井施工 近年來，我國煤礦豎井施工技術發生了巨大變化，其技術水平和施工速度有了大幅度提高，施工機械和工藝得到不斷改進和完善。對于復雜地層，用正常豎井方法無法施工時，創造了多種施工方式。當豎井穿過流砂、淤泥、卵石、砂礫等含水的不穩定地層時，采取特殊的施工方法。在水電施工中大部分亦應采用此類技術,如壩基滲漏就應采用注漿法和砼注漿帷幕法施工等。 21 凍結施H注 凍結法豎井施工是在井筒開挖之前，用人 工制冷的方法，將井筒周圍的巖層凍結成封11、閉 的圓筒凍結壁，以抵抗地應力,隔絕地下 水和井筒的聯系，然后在凍結壁的保護下進行掘砌工作的一種特殊施工方法.其工藝流程為凍結設計一打凍結孔，安裝凍結器一安裝凍結站一積極凍結一維護凍結一井筒掘砌一收尾工作。凍結法施工凍結管一般采用十108159rum無縫鋼管，其耐壓強度應不小于7MP。制冷劑多采用液氨，冷媒采用氯化鈣等。凍結法施工要求開挖深度比井筒的凍結深度淺5sin。凍結段可采用鋁噴支護作臨時支護，但噴枉中應加防凍劑。襯砌礎要求人模溫度為1520. 凍結法適用于各種不穩定的沖積層、含水層和溶洞、斷層等復雜地層施工，而且基本上不受深度限制。實踐證明它是一種行之有效的施工方法。其缺點是準備時間長12、,前期投入量大，設備多，成本高。22 鉆井法施工 鉆井法是用鉆頭破碎巖石，用洗井液進行現并排渣和護壁，當井筒鉆至設計直徑和深度以后，在洗井液中進行支護的機械化施工方法。其施工工藝是:安裝鉆機一預制井壁、鉆井一加護壁泥漿一下放預制井壁一壁后充填、鉆機搬遷。 鉆井法施工適用于各種含水的沖積層及中等硬度下的巖層,缺點是井筒直徑受擴孔鉆頭的限制,鉆井的偏斜率應滿足要求。23 砂帷慕法施工 改帷干法就是預先在設計井筒周圍造成一封閉圓筒狀吐帷幕，深度必須穿過含水不穩定地層進入穩定基巖層，在其保護下安全地進行井筒掘砌作業。一般情況下,沿井筒圓周劃分23段圓弧，依次在各圓弧段內用造孔機械向下造孔，并連通形成槽13、孔，然后在槽孔內灌注旺。各段槽孔內進互相嵌接起來，即形成需要的佐帷認其施工工藝為：安裝鉆機軌道J如饑 槽孔清孔換漿一澆筑枉一開挖井筒。 進帷幕法施工適用于沖積層中有流砂、淤 泥、卵石、砂礫等含水的不穩定巖層。用室的 邊墻、大壩防滲等選用該項技術。對于井筒施 工深度不宜超過80In。 24 注法 注漿法是在裂隙含水層和松散的含水砂 土層中,注人可凝結的漿液，充填裂隙堵水或 固結砂土,減少漏水從而改善工程條件，利用井筒施工，注漿法根據施工時間可分為預注漿 和后注漿。 注漿工藝流程：一般是在井筒開鑿之前，在井筒周圍鉆進一定數量的注漿孔至含水巖層，將配制好的漿液經注漿泵通過招漿管和注漿管注入到含水層,14、經檢驗達到封水目的后，進行井筒掘砌。 注漿技術應用很廣，在水電施工中也常常采用，如十三陵抽水蓄能電站尾水調壓井及壓力管道,就是采用了后注漿施工技術,取得了良好的效果。3 結語 多年來，我公司在煤炭系統施工后又與水電系統合作，將煤炭施工工藝應用到水電工程中取得了良好效果。在井筒開挖施工中，在巖石條件許可的情況下，一般采用先利用反井鉆機開挖小導并,然后進行擴挖，是比較經濟的施工方法.而當井筒下口沒有貫通或下口是交通要道而不能出渣時，必須采用從上而下全斷面或導井提前的正井法施工.在巖石條件復雜的情況下，用普通施工方法不能施工時，建議采用特殊法施工，盡管前期投人成本高，準備工作長,但有利于實現開挖目標.在井筒開挖施工中，考慮開挖和臨時支護的相互關系，在開挖工作面上方懸吊一工作盤作為臨時支護的工作平臺是非常必要的它很好地調節了開挖和支護的施工工序. 特殊方法的施工目前在水電工程施工中應用還不十分廣泛，相信在不遠的將來,當邀到特殊的地質條件而無法躲避時,采用特殊的施工方法將取得意想不到的效果.這些在煤炭系統具有多年的施工經驗,積累了豐富的資料,取得了較好的成果,可為水電工程施工提供借鑒。