山東泰安某抽水蓄能電站

 

一、工程概況

　　　220KV電纜出線豎井位于主變洞的下游側，通過一段11.75m長的豎井交通道與主變洞相通，其開口斷面中軸線的樁號為廠左0+48.175，廠下0+80.45。220KV電纜出線豎井開挖支護由五部分組成：即EL346.00以上豎井井口周圍土石方的明挖區；EL339.80以上豎井段與廠內電纜道相連段；EL339.80～EL326.00之間10.8m×10.5m豎井段；EL326.00～EL115.40之間10.4m×10.1m豎井段；EL115.40～EL108.40之間3.1m×3.25m豎井段；其中豎井交通道的開挖支護也并入該措施內。豎井交通道在主變洞內的開口斷面底板高程為EL115.4，其斷面中軸線樁號為廠左0+51.4，其開挖斷面呈城門洞型，尺寸為3.55m×3.5m，是220KV電纜出線豎井開挖的出碴通道。

　　　為了保證施工質量及相關技術要求，特編寫220KV電纜出線豎井及豎井交通道開挖與支護等項目的施工措施，指導現場施工。

　　　

二、主要設計工程量

　　　本措施所指的工程量主要包括220KV電纜出線豎井的石方井挖，噴錨支護，排水孔，以及豎井交通道的石方洞挖、噴錨支護、排水孔等項目，根據設計圖紙進行統計，主要工程量（不包括EL346.00以上井口附近邊坡土石方明挖與支護）如下：

序號 名稱 單位 工程量 備注

　　　220KV電纜出線豎井深237.6米，計劃采用反井鉆機先鉆φ1.4m的導井，然后分三層（三次）使用手風鉆自上而下進行擴挖，由豎井交通道出碴至主變洞，再由主變洞另行集中出碴。在豎井第三次擴挖時錨桿孔的施工緊隨擴挖進行，即在施工爆破炮孔的同時將周圍井壁的系統錨桿孔也一并施工。然后再進行相應噴錨支護。因此總體安排為：

　　　井口開挖支護處理—>反井鉆機鉆設導井（豎井交通道開挖支護）—>手風鉆第一次擴挖—>手風鉆第二次擴挖—>手風鉆第三次擴挖、支護

—>EL115.4~EL108.4之間開挖、支護。

四、施工進度安排

　　　現電纜通道已貫通，主變洞第二層開挖已完成，開關站隧洞開挖也將于9月20日全斷面貫通，計劃可于9月25日左右進行豎井井口土石方明挖及邊坡支護。經現場查看，從開關站隧洞洞口開挖至220KV電纜出現豎井，需一個星期，故計劃在10月15日前安裝調試完成反井鉆機并開始鉆設導孔，10月22日左右可將導孔打通，此時可在電纜通道內安裝反井鉆φ1.4m鉆頭進行導井的開挖，40天后即12月2日前可完成導井的開挖。并與豎井交通道實現貫通，此后隨即進行豎井的第一次、第二次、第三次擴挖以及支護施工。2003年1月20日可完成第一次擴挖，3月25日可完成第二次擴挖，5月10日可完成第三次擴挖及支護工作，在實際施工時，也可將二、三層結合起來錯面開挖施工，以加快進度。

五、施工臨建布置

1.施工通道

　　　出碴通道：由于導井開挖是自下而上進行，故所產生的石碴經由已開挖的導井進入電纜通道，并由人工從電纜通道運至主變洞。同樣，導井貫通后擴挖的石碴也由導井溜碴至主變洞集中運出。

　　　施工人員、機械通道：由反井鉆機鉆設導孔、導井，此時的施工通道已得到解決，但在擴挖時，需在井口搭建卷揚機龍門支架，并在相應位置安裝一臺10t卷揚機，由此形成一條沿豎井方向的施工豎向通道。

2.施工用水

　　　用1”塑料管，接二級高位水池引水管引水至開關站346m高程，向反井鉆供水。為保證豎井開挖的持續供水，需砌筑一水池（3×5m），擴挖時用2”供水管從水池處接取并向豎井開挖掌子面供水，2”鋼管可通過加焊插筋固定在井壁上。制一水包，以便在開挖掌子面時，通過膠管向掌子面供水。

3.施工用風

　　　擴挖豎井時用2”供風管從220kv開關站附近的17m3移動式電動空壓機引風至井內距掌子面30～50m，然后制一風包，并用軟管引風到工作面，2”供風鋼管固定方式與供水管相同。

4.施工用電

　　　擴挖豎井時，用185mm2電纜從開關站附近布置的一臺ZBW12-10/0.4-315KVA變壓器引電，供空壓機及其它施工設備使用，從開關柜上分出50mm2電纜，通過設在井口附近的轆轤延入或提出豎井，供井內小型設備用電。施工設備可在井外先接好電源，然后和操作平臺一起進入豎井，在到達工作面后進行施工。待施工結束后可同吊籃或操作平臺一起退出豎井，電纜也通過設在地面上的轆轤提升、收起。

5.施工排水

　　　鉆設導孔時，所有廢水均隨洗井液排出至污水處理池。在導孔貫通后的所有施工廢水及滲水均經豎井流入主變洞，由主變洞內的水泵排至系統污水處理廠。

6.施工照明

　　　在井口處附近位置安裝一臺低壓柜，將照明電降壓降至36V，然后用電線延伸至工作面，再在工作面上安裝2～3盞燈(每盞125W)，即可滿足施工照明的需要。照明線路可以與50mm2電纜布置的方式進行布置。

7.施工通訊

    井口與井底、工作面、卷揚機房等分別設信號燈和電鈴進行聯絡。在吊籃或操作平臺各周邊控制點分別加設明顯的信號色燈。吊籃或操作平臺的提升、下降、慢行、停止、上人、下人、運送材料、運送炸藥及井口蝴蝶門的啟閉均有明確音響和色燈信號顯示。

六、施工方法

1.各施工區的施工方法

1.1.導孔及φ1.4m導井開挖

　　　豎井導井采用LM200型反井鉆機施工。首先在出線豎井水平井口，澆筑鉆機混凝土基礎及循環水池等，然后安裝鉆機及輔助設備，調平找正鉆機后，進行注漿孔鉆進。注漿孔開孔直徑為φ311mm，開孔深度為4m，孔口管直徑為φ245mm，預埋孔口管后便進行注漿孔（φ216mm）鉆井。注漿結束后，將反井鉆機移至溜井中心進行導井鉆進。首先自上而下鉆導孔，導孔鉆透后，在端頭處換接φ1.4m擴孔鉆頭，自下而上擴孔，巖碴沿井孔自由落至井底，并及時排出，擴孔直至導井上部。

1.2.豎井擴挖、支護

　　　導井貫通后，隨即進行豎井的擴挖，擴挖施工共分三次，第一次擴挖厚度為0.8m，即擴挖成φ3.0m的圓井。用2部手風鉆鉆孔，孔深2.5m，鉆孔直徑為φ42mm，炮孔間距80cm，采用φ32mm直徑的藥卷連續裝藥；第二次擴挖厚度為1.55～1.7m，即開挖成距井壁設計開挖線2.0m的斷面，斷面形式與豎井的設計斷面形式相同，用3～4部手風鉆鉆孔，炮孔間距為1.0～1.2m，孔深、孔徑及藥卷直徑、裝藥結構同第一次擴挖；第三次擴挖厚度為2.0m，即開挖至設計邊線，中間布置爆破孔，周邊布置光爆孔。其中爆破孔間距1.2m，周邊光爆孔間距為45cm，線裝藥密度為120g/m。

　　　爆破炸藥選用乳化炸藥及部分硝銨炸藥，爆破網絡采用非電毫秒微差延時網絡，火花起爆方式。在裝藥時采取有效的措施，控制爆破的最大單響藥量，并在爆后對爆破效果及時進行描述，如地質情況有變，應及時調整爆破參數。

　　　整個擴挖過程均采用10t卷揚機配合操作平臺作為施工人員、設備、材料的上下運輸通道（施工布置見后附圖1），操作平臺根據每次擴挖半徑的不同加工成相應尺寸的平臺。石碴均經由導井溜至井底，通過豎井交通道由主變洞運出。

1.3井口邊坡土石方明挖與支護

　　　使用正鏟、反鏟、裝載機、推土機等機械開挖土方，T20自卸汽車進行運輸。石方明挖采取手風鉆鉆孔，梯段爆破，裝載機配合T20自卸汽車運碴。并按設計要求進行相應的噴錨支護。具體見報上的《220KV開關站施工措施》中的開挖部分。

1.4.小方井的開挖

　　　EL115.4～EL108.4之間有7.0m深的方井，其斷面尺寸為3.25m×3.1m，此處采用手風鉆先進行直形掏槽爆破成2m×2m的導井，再進行周邊光爆擴成3.25m×3.1m的設計斷面。

　　　以上擴挖過程，在擴至設計邊線后及時請監理工程師檢驗巖面，巖面合格后及時落實支護方案進行支護施工。

1.5.豎井交通道的開挖支護

　　　主變洞第三層開挖完成后，及時施工豎井交通道的鎖口錨桿，在鎖口錨桿達到設計強度后，對豎井交通道進行開口并掘進。由于豎井交通道斷面尺寸為3.55m×3.5m，可全斷面開挖，手風鉆鉆孔，非電引爆，周邊光爆，3m3裝載機配合T20自卸汽車自主變洞出碴。

1.6.交叉口的開挖支護

　　　由于豎井分別與一層排水廊道、電纜通道和豎井交通道有交叉口，為了保證交叉口的成型，故在進行開挖交叉口部位前必須先進行鎖口錨桿的施工，并待鎖口錨桿達到一定的強度后方可開口施工。

2.施工工序與控制

   根據以上施工安排及施工方法，在220KV電纜出線豎井開挖過程中主要有開挖與支護兩道工序。其工序流程圖如下：

施工準備—>測量放線—>炮孔布置—>造孔—>裝藥爆破—>通風排煙—>安全檢查與處理—>出碴—>清面—>支護（巖石條件允許時，可滯后開挖面一定距離）—>下一個循環施工

2.1.開挖施工

2.1.1測量放線

　　　測量人員根據監理提供的控制點和施工圖控制坐標，進行導線校驗。在布置反井鉆機時精確測定豎井中心點，并在反井鉆機安裝調試完成后再次進行復核，復核無誤后才可開鉆。在導井鉆挖完成后及時對導井進行校核，并以此數據作為擴挖的依據進行布孔。在每次擴挖前測定豎井中心線及該擴挖周邊控制線進行布孔控制（周邊控制點不少于4個）。

2.1.2布孔

　　　炮孔布設，特別是周邊光爆孔，現場技術人員必須根據爆破設計及測量放線成果精確布孔，并做好布孔記錄。在遇到特殊地質區段，可根據現場實際施工情況對個別孔位進行調整，但須保證爆破效果達到設計要求。

2.1.3鉆孔

　　　鉆孔作業人員根據現場技術人員的布置用手風鉆進行鉆孔施工。鉆孔孔徑42mm。鉆孔角度和孔深，應符合爆破設計的規定，已造好的鉆孔，孔口需進行覆蓋。對于因堵塞無法裝藥的鉆孔，應予吹孔或補鉆，鉆孔經檢查合格后方可裝藥。

2.1.4裝藥爆破

　　　現場技術人員須根據爆破設計，指導裝藥相應的裝藥、封堵及聯網布置，嚴格控制裝藥量、藥卷布置和封堵長度。裝藥過程應在現場技術人員的嚴格監督指導下進行，并須在裝藥結束后進行嚴格的檢查。嚴格控制裝藥量和不耦合系數，特別是加強周邊孔的控制。要求半孔率不低于80％，并且壁面超挖不超過10cm。爆破設計見后附圖2。

2.1.5出碴

　　　采用小型裝載車配T20自卸車，由豎井交通洞通道運往業主指定碴場。

2.1.6爆破設計

　　　爆破設計見后附圖2。

2.2.支護施工

2.2.1系統錨桿的施工

　　　本豎井工程中主要包括了φ25，L＝500cm，以及少量的φ22，L＝300cm兩種錨桿，故在鉆孔時由技術人員向施工人員交代清楚鉆孔深度、孔向、孔角。施工人員在鉆孔過程中應嚴格把關，規范操作。錨桿施工工序主要包括：鉆孔、孔深檢測、鉆孔清洗、灌注砂漿和安設錨桿等。第三次擴挖時對已開挖出的巖面在鉆設爆破炮孔時同時鉆設錨桿孔。錨桿安裝采用先注漿后插桿的方式進行施工，注漿機注漿，人工安插錨桿，并在錨桿達到一定強度后在監理工程師的監督下，做錨桿抗拉拔試驗。

　　　錨桿的安裝可根據實際地質情況施工。除需增加隨機錨桿外，遇到裂縫或地質斷層，在征得設計、監理工程師的許可下，可調整鉆孔方向、角度，使錨桿方向盡量與地質結構面正交。

　　　其他詳細的錨桿施工工序在《錨桿施工措施》中均有詳細的規定，在此就不再贅述。

2.2.2噴混凝土施工

　　　根據設計圖紙，220KV電纜出線豎井井壁等部位需素噴5～10cm厚的混凝土（噴混凝土厚度視巖石條件，由監理工程師指定）。噴護前，先對施噴混凝土的部位進行驗收，清洗巖石表面，并須在巖石面濕潤的狀態下，進行噴護作業。施工時應嚴格按照監理工程師批準的配合比調配混凝土，并保證噴射混凝土的強度。

　　　施工時，噴射料由攪拌機拌制，拌制均勻后，用混凝土攪拌罐車運至工作面，卸入混凝土泵的集料斗內，由吊罐吊至噴射機受料斗中，待噴射機下到井中后，再由人工手持噴射機噴頭進行噴護作業。噴射機可隨操作平臺深入井下作業。根據實際地質情況，對于地質條件惡劣的地段可由監理工程師決定是否進行掛網噴護。素噴混凝土及掛網噴混凝土的具體技術要求在以往上報的主變洞、廠房等系列施工措施中均有詳細規定，可參閱，此處不再贅述。

2.3.排水孔的施工

　　　該豎井中有300個直徑為φ50，L＝4.5m，α＝10°以及4個直徑為φ50，L＝3.5m的排水孔。考慮到施工的便利，系統排水孔可在全斷面開挖完成后，再用手風鉆換φ50鉆頭逐個鉆設，并在噴混凝土前安裝排水管或保護處理。同時設計圖中在EL108.4高程有φ100的排水孔與正壓送風井相通，此處的排水孔用地質鉆或100B鉆機進行鉆設。排水孔應按設計要求的方向，孔位，傾角嚴格施工，并經監理工程師檢驗合格后方可完工。

七、質量保證與安全防護

　　　有關質量保證、安全防護及環境保護等方面的問題，可參照此前為C2標工程已報批的相關文件。結合220KV電纜出線豎井開挖與支護施工過程中的情況，還需強調以下幾個方面：

安全防護：

　　　1、井口與井底、工作面、卷揚機房等分別設信號燈、電鈴或電話進行聯絡。在操作平臺各周邊控制點分別加設明顯的信號色燈。井內信號必須經井口信號員轉發至卷揚機房，不得直接向卷揚機房發信號。

　　　2、凡操作平臺的提升、下降、慢行、停止、上人、下人、運送材料、運送炸藥及井口門的啟閉均應有明確的報警器和色燈信號顯示。

　　　3、提升裝置應有深度指示器，在深度指示器和井架上設終端開關，當提升容器超過正常高度0.5m時能自動切斷電源，防止過卷揚。

　　　4、通向井口的軌道設車擋，防止車輛墜入井內，井口應設安全攔桿和安全門。

　　　5、在三次擴挖中的井壁上，隨開挖面下降，制作盤旋井型爬梯，供施工人員上下進行。

　　　6、每次爆破結束后，待足夠時間（一般約為30min），方可由經驗豐富的施工人員到開挖掌子面進行危石處理。危石處理時該人員必須配備足夠的安全防護設施，危石處理要干凈、徹底。

　　　7、擴挖時，所搭設的開挖蓋板必須牢固可靠（根據相應擴挖斷面及時制作，制作時考慮比開挖斷面稍大），并時常進行維修保養。

　　　8、在爆破溜碴時，豎井內、豎井交通道段內及其在主變洞的開口處10m范圍內應無施工人員、無設備在場，并在此范圍外較明顯的關鍵地段設專人負責安全，以防有人誤入此安全范圍區。

　　　9、溜碴設施、洞口防護設施、上井口卷揚機導向架、吊籃、操作平臺、纜索、卷揚機、爬梯等設施、設備運行一段時間（3～5天）后應定期進行檢查、維修、更換。

　　　10、爆破施工時應避免出現瞎炮，如有瞎炮現象，需及時進行瞎炮處理，排除隱患。

　　　11、下部溜碴設施因意外發生堵碴現象，應由經驗豐富的施工人員及時排除。在排除過程中，施工人員應用盡可能長的器具排患，同時施工人員應與石碴所經線路保持盡可能遠的距離。

　　　12、石方明挖爆破時，應采取措施控制飛石，同時還必須及時通知兄弟施工區的施工人員及時避炮。

　　　13、豎井擴挖時，應采用電雷管控制引爆的方式，確保安全；或者通過長線塑料導爆管引至井口位置。

　　　14、在井口布置鐵皮門（蝴蝶門）及安全護欄（隨層而相應增大加寬），以防井口以上的石碴、雜物等掉入井內。

質量保證：

　　　1、為了保證豎井井壁的成型，在錨桿施工結束后，暫不進行噴護施工，在所有開挖（擴挖）完成后再進行。

　　　2、豎井底部φ100的排水孔，可在開挖完成后，從主變洞內調入地質鉆或100B鉆機，換φ100左右的鉆頭進行鉆設。鉆設時嚴格控制孔向，角度等參數。

　　　3、土石方明挖、石方井挖等，按設計圖紙和規程規范的要求，嚴格控制超挖，杜絕欠挖。加強周邊爆破的控制，以保證邊坡的形成，預裂孔要求其半孔率不低于80％，并且壁面超挖不超過10cm。

　　　4、提升50mm2電纜時，不宜提升過快；下放時也不宜松放過慢，應與吊籃（操作平臺）速度保持一致或比其略快一些，防止應過快或過慢造成電纜緊張過度而斷裂。

　　　5、按照監理批準的噴射混凝土配合比，嚴格遵循操作規范進行噴射混凝土施工，保證噴射混凝土的施工質量。

　　　6、嚴格控制錨桿砂漿的配比，遵循操作規范進行注漿安裝，保證錨桿砂漿的注漿密實度和砂漿錨桿的強度。

　　　7、在噴射混凝土時須杜絕利用回彈料進行噴護。由于豎井空間限制，故在噴混凝土施工時施工人員、設備應與噴射面保持一定的安全距離。由于噴混凝土采取混凝土泵送料至噴射機，故噴混凝土操作人員須保持與混凝土泵操作人員的緊密聯系，以免發生噴料過多過剩。

八、施工機械設備配置

　　　根據以上施工方法、施工方案、施工工序，220KV電纜出線豎井在開挖與支護過程中需配置機械設備情況如下表：

序號 名稱 規格型號 單位 數量 備注

1 手風鉆 YT27、28 部 6 1～2部施工錨桿孔

2 推土機 輛 1 用于土石方明挖、場地平整

3 混凝土攪拌罐車 6m3 輛 1

4 裝載機 WA470 輛 1 側翻

5 裝載機 輛 1 斗容3 m3

6 反鏟 980F 輛 1 可用于土石方明挖

7 裝載機 CASE580L 輛 1 豎井交通洞掌子面危石處理

8 自卸汽車 T20 輛 5 土石方明挖，井挖可使用主變洞二三層的T20自卸汽車

9 注漿機 JJ400 臺 1 配合錨桿安裝

10 噴混凝土機 YDD-16 臺 1

11 鋼筋切割機 φ40mm 臺 1

12 電焊機 B×I-500 臺 2

13 水泵 2” 臺 1 上部供水用

14 空壓機 17m3/min 臺 1

15 汽車 輛 2

16 混凝土泵 臺 1

17 變電柜 臺 1 可將220V電降為36V低壓電

18 正鏟 輛 1 用于土石方明挖

19 卷揚機 10t 臺 1

20 100B/地質鉆 臺 1

九、施工人員配置

序號 名稱 數量 備注

1 管理人員 7人

2 測量、試驗人員 9人

3 鉆工 8人

4 焊工 4人

5 司機 12人

6 電工 4人

7 空壓機工 2人

8 機修、炮工及其它 10人

總計             56人

十、材料計劃

序號 材料名稱 單位 數量 備注

1 2＃巖石硝銨炸藥 t 8.59

2 乳化炸藥 t 2.15

3 柴油 t 44.5

4 汽油 t 13.3

5 水泥 t 400

6 砂 t 900

7 豆礫石 t 580

8 速凝劑 t 16

9 減水劑 t 2.3

10 膨脹劑 t 0.6

11 錨桿 根 5015 φ25，L=500cm

12 錨桿 根 32 φ22，L=300cm

13 錨桿 根 60 φ22, L=308cm

14 錨桿 根 10 φ22, L=330cm