水利工程引水隧洞豎井施工技術

朱建勇

摘 要：本文結合山西引沁入汾浮山供水工程郭店隧洞2#豎井工程的施工經驗，分析闡述了水利工程引水隧洞豎井開挖、支護的施工技術，對引水隧洞豎井工程施工具有指導借鑒意義。

關鍵詞：引水隧洞；豎井；施工技術

中圖分類號：U455 文獻標識碼：A

1.工程概況

中鐵二十三局集團有限公司負責施工的山西引沁入汾浮山供水工程郭店隧洞2#豎井位于南寺頭村東南，與總干樁號4+860相連，地面高程981.758m，主洞設計底面高程848.758m，井深133m，豎井直徑4m。地層巖性為二迭系上統石千峰組厚層砂質泥巖、泥巖與長石砂巖互層夾砂巖。主洞線位于地下水位以下30.61m，基巖的強風化帶厚17.6m。2#豎井覆蓋土層厚15.9m，井深15.9m～88.4m為Ⅴ類；井深88.4m～133.0m為Ⅳ類。

2.施工輔助系統和設施

在豎井的井壁設通風、供風、供水、排水管道，在另一側設電纜線，所有管線均緊靠井壁直接引入隧洞至工作面。

在豎井平面內設人行梯一座，人行梯采用直梯，并每隔10m設置休息平臺，供施工人員緊急情況上下使用。人行梯道的寬度不得小于50cm，踏步嚴禁使用圓鋼，并設置護圈。

2.1 通風

地面安設一臺型號FBDNo7.1/2×30對旋軸流通風機，功率2×30kW，風量410m3/min～640m3/min，懸吊一條Φ600mm的軟風筒到工作面，工作面采用壓入式通風。風筒采用鋼絲繩懸吊。

2.2 壓風

采用一臺型號BLT-180A螺桿空氣壓縮機供給壓風，功率132kW，風量24m3/min，配1.5m3儲氣罐，可滿足工作面的供風要求。從儲氣罐接3"鋼管作為供風管送至工作面，鋼管法蘭連接，并距工作面20m左右接通風軟管，通風軟管在每次爆破之前撤離到安全距離之外。風管布置在井壁，每隔10m設置一個50cm長錨桿固定。

2.3 供水

主要供鑿巖機、混凝土養護等用。由附近溪流截留取水，水泵抽至蓄水池，用1.5"鋼管引至工作面。用管卡固定在豎井洞壁上。

2.4 排水

采用Φ50鋼管管路，每10m設一吊點。涌水量較小時，也可采用吊桶提升出井筒。

2.5 供電

在進行各項施工前，需要準確知道變壓器下面的配電箱輸出端接線至配電室位置，緊接著再進行各項工作，使用三相五線制線路。

照明用電地面采用新型密閉帶罩碘鎢燈照明，井下采用36V低壓燈泡照明。

2.6 通信

井下無通信信號。采用對講機及電鈴進行通信。

2.7 提升系統

豎井井口設塔式井架。井架高36m，邊長6m。井架立柱、橫梁用Φ30卷管制作，輔以L15角鋼固定，井架頂鋪設8mm花紋鋼板。斜撐架采用Φ30卷管和L15角鋼制作。井架頂焊接I30工字鋼用以固定天輪。主天輪為六輻單槽固定天輪，型號TLG-1200/20。天輪直徑1200mm，選配鋼絲繩直徑20mm。絞車采用JTP-1.2×1.0型礦用提升絞車。該絞車的主軸裝置由固定卷筒、主軸、軸承座等部分組成。整機效率在90%以上，屬節能型絞車。

3.豎井開挖技術

3.1 土方開挖

豎井通常情況下從上面往下面進行開挖。土方位置一般使用純人工進行開挖。并緊跟布設風水電管路。

3.2 石方開挖

石方開挖自上而下分層梯段爆破。在施工過程中，如遇破碎巖石，嚴格控制進尺深度在1m～1.5m。在巖體較完整部分，爆破進尺可提高到1.5m～2m。實際施工時，根據爆破效果進行調整。渣料運輸由人工裝入吊桶，再由絞車吊出豎井，自卸車棄至渣場。

4.豎井支護技術

4.1 豎井井圈鎖口施工

為了防止井口坍塌，保證井下安全，對豎井井口進行加強防護。鎖口段高4m，噴砼厚12cm，鋼筋砼襯砌厚50cm，最下部1m范圍施工擴大壁座。上部60cm范圍為井圈鎖口，鎖口鋼筋砼襯砌厚度加強為1m。鎖口段施工工藝與井身段相同。

4.2 中空組合錨桿結構

中空組合錨桿主要有以下組成部分：止漿塞、墊板、螺母、中空錨桿體、注漿通道、出漿通道、排氣通道、錨頭等組成，由于中空錨桿出漿通道就在連接套上，可以把相關材料做到最大程度地使用，這實現了不浪費，提高經濟效益。

中空組合錨桿一般情況下會有以下優勢：中空設計，采取了注漿管的優勢，減少砂漿流失。有助于將注漿飽滿，可以進一步提高壓力注漿的限度，提升工程質量。

4.3 鋼筋網施工

鋼筋網是當前使用的重要材料之一。它具有極強的防腐蝕抗氧化、焊接牢固等特點。在實際使用中，能節省鋼筋30%左右，縮短鋼筋工程70%、相關工藝可以減少一般會發生的病態情況。在相關嚴格的制度管理下，以及工作人員的專業指導下，可以在施工的過程中熟悉掌握焊接網的實際操作工藝技術，有利于減少施工中復雜的過程步驟，減少了勞動的難度系數，有利于提升工程整體性的性質，這樣做可以確保工程的質量，使得混凝土抗裂能度系數提升。

4.4 鋼拱架施工

鋼拱架采用I14型鋼，一榀鋼架共分4節，場地內加工好后運至豎井現場拼裝，拱架拼裝連接處采用10mm厚16×16cm鋼板、M20螺栓連接。每隔90°設2根Φ25鎖腳錨桿，錨桿長2m。當鋼拱架和井壁之間間隙過大時設置墊塊。

4.5 噴射混凝土

噴射混凝土是依靠噴射機械，利用壓縮空氣實用的動力，結合實際，將材料的配比度進行中和的拌合料。這種混凝土是經過高強度的噴射后受到硬化而組成的，該材料具有很強的科學依據以及劇透很強的使用耐久性。

4.6 豎井襯砌施工

襯砌采用定型鋼模板拼裝，一環模板由12塊拼裝成，每環模板1.2m高。共加工制作3環3.6m高模板。采用Ф42mm鋼管搭設模板支撐架，鋼管支撐架的間距為50cm～70cm，澆筑分節長度為3.6m，襯砌砼由洞外自動計量拌合站生產，罐車運至井口，利用串筒進投料孔下料，混凝土澆筑應均衡上升，每層不超過50cm，用50振搗棒振搗，振搗時防止振搗棒碰撞模板，插入下層砼5cm～10cm，嚴防漏振。振搗時，混凝土不再運動，停下冒泡，基礎面上不會有變動，十分穩定，泛漿為止。砼強度達到2.5MPa后方可拆除模板。拆模完成后及時進行澆水養護，養護時間不少于14天。

結語

郭店隧洞2#豎井已經安全順利觸底，開挖斷面和初期支護符合設計要求，為正洞施工創造了良好的條件。豎井施工因其斷面小、作業空間受限，安全風險高。因此必須加強施工管理，確保工程安全、質量和工期，為業主和當地人民交一份滿意的答卷。

參考文獻

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