超深竖井施工安全管理技术

超深竖井施工安全管理技术摘要新疆某引水工程二期隧洞内涉及有上游S1-1和下游S1-2竖井及主洞工程，井深分别为532.203m、554.995m，净空直径均为7.6m，主要施工程序为井颈段施工、井筒段施工、马头门施工，其中井颈段、井筒段施工依次凿岩爆破、出渣清底、初期支护、钢筋绑扎、立模浇筑；工程区内分布有II〜V类围岩，且在S1-1马头门施工时遭遇小断层破碎带，在光面爆破、小导洞先行开挖到位，再由里向外刷大成型的施工基础上还需坚持“勤探测、超前支护、弱爆破、短进尺、强防水、快封闭”的总体原则。关键词：竖井工程；井颈施工；井筒施工；马头门施工1工程概况新疆某引水工程二期某隧洞内涉及有上游S1-1和下游S1-2竖井及主洞工程，该工程位于清河县境内，属于阿勒泰山南坡剥蚀丘陵区，地势略有起伏，主要为荒漠地。S1-1竖井桩号为194+250m，井深532.203m，对应控制的主洞柱号192+550m〜195+503m，与主洞交点高程563.005m，井深554.995m，净空直径7.6m；S1-2竖井桩号为203+653m，井深639.94m，对应控制的主洞柱号202+200m〜205+153m，与主洞交点高程559.365m，井深639.94m，净空直径7.6m。2施工工艺技术S1-1、S1-2竖井围岩为II、III、W、V类围岩，开挖断面尺寸分别为①9.56m、①9.2m、①8.6m、①8.7m；施工程序为锁口施工、井颈段施工、井筒段施工、马头门施工，锁口施工结束后，正式进入竖井施工期，井深0-18m段采用YT-28气腿式凿岩机打眼，浅孔光面爆破；井深18m以下采用伞钻打眼，中深孔爆破。掘砌循环段高4米，钻爆开挖、出渣平底、施作支护、钢筋绑扎、立模浇筑循环进行直至井底［1。2.1凿岩爆破井颈段施工采用10台YT-28风钻配3m长B22钎杆、640mm一字型钻头直眼掏槽，掏槽眼深度2.7m，辅助眼和周边眼深度2.5m，共布置5圈炮眼。爆破采用2#岩石乳化炸药，直径32mm，导爆管雷管，导爆管长4.5m，电针配起爆器起爆，前13m采取防护措施，用钢丝网草帘子等进行覆盖，防止渣石飞出。井筒段选用FJD-6.9型伞钻，直径为55mm的“球齿”型合金钻头直眼掏槽，炮眼角度90°，辅助眼角度90°，周边眼角度91°，以井筒中心为同心圆布置，井筒共布5圈炮眼，圈距650mm-800mm，周边炮眼间距700mm，辅助眼眼距750mm-770mm。打眼时用主提升钩头将伞钻下放至工作面，16t稳车将伞钻换钩悬吊于井筒中心，并通过支撑臂将伞钻固定在井筒中央，连接风水管后开始打眼。打眼完成，收拢伞钻并用主提升绞车将伞钻提到地面保养维护。爆破采用645mm、2#岩石乳化炸药，反向装药，1~11奇数段毫秒延期导爆管雷管爆破，约15发导爆管雷管组成一组，共8组，用8个导爆管雷管引爆，这8个起爆管用1个电子雷管引爆。马头门段施工，采用光面爆破、小导洞先行开挖到位，再由里向外刷大成型的施工方案，小导洞选择在马头门底部中心位置，为便于钻爆开挖，导洞规格设为宽X高二4X2.5m。YT-28风钻配2.5m长B22钻钎、642mm一字型钻头直眼掏槽，掏槽眼深度2.5m，辅助眼和周边眼深度2.3m。由里向外刷大时，顶部采用垫碴打眼，炮眼深度3.5m，严格控制周边眼角度，防止超挖。爆破选用632mm，2#岩石乳化炸药，反向装药，1〜10段毫秒延期导爆管雷管，电子雷管引爆，立井放炮电缆在地面起爆室内的激发器起爆［2,3］。2.2出渣清底井口段4m以内用挖掘机开挖，用装载机配合自卸车运至渣场，4m以下采用分别安装在井架翻渣平台和井口临时封口盘上的HZ-6中心回转式抓岩机完成井筒装渣，两台25T绞车配5.0m3/4.0m3提升吊桶。吊桶在翻渣平台座钩翻渣，通过翻渣平台渣石溜槽，将渣石装上自卸汽车运到指定渣石堆积场地⑷。2.3初期支护支护采用C30/C25喷护混凝土，厚18cm；625砂浆锚杆，长3.0m，间排距1.0m；68@200mm钢筋网片；HW150钢拱架，棉距1.0m。砂浆锚杆采用YT-28手风枪钻孔，并通过吊桶配合人工安装，采取“先注浆后插入锚杆”施工工艺。钢筋网按设计要求的材质和尺寸在洞外加工场地制作，采用绑扎或焊接方式加工成片，运至工作面，人工进行安装。钢筋网安装前，先初喷一定厚度混凝土形成钢筋保护层后铺挂，钢筋网与锚杆焊接牢固，锚杆中间部位与锚筋焊接，锚筋采用电钻打孔。在喷射混凝土之前要按照规范和标准［1-3］对开挖断面进行检验，混凝土集中拌和，采用湿喷机按照湿喷工艺流程进行施工。钢拱架在钢材加工厂加工成型，采用自卸运输汽车运送至井口后通过竖井吊装系统运输到井底施工部位，吊盘配合人工安装⑸。马头门全部钻爆开挖完成后与井筒支护同时进行，若马头门钻爆开挖后发现岩层破碎，则在施工导洞时，素喷厚度80mm的C25混凝土作临时支护，在刷大成型时，拱部采用锚网喷支护。拱部锚杆选用625mm、长度4.5m的砂浆锚杆，网片用68钢筋网，网格200X200mm，喷射混凝土厚度200mm，强度等级C30W10F50O喷射混凝土时，混凝土喷射机设置在井筒内，喷射料在地面用搅拌机搅拌后，用底卸式混凝土吊桶装运下放到喷射机旁，人工上料。2.4钢筋绑扎出渣到4.0米时开始绑筋，在工作面根据井筒中心线以半径3.75m向下砸入长400mm，外露100〜200mm左右的定位钢筋，在距离工作面200mm位置将一道环筋绑扎在定位钢筋上，从一边向四周按间排距200mm将每根竖筋绑扎牢固，确保钢筋竖直、间距均匀；竖筋调匀后，从下向上依次绑扎环筋，环筋采用18#扎丝绑扎连接。2.5立模浇筑井壁砌筑采用整体金属下行模板，模板由分块直模组成整体模板。利用汽车吊在平地对分块模板进行预组装，模板组装时要严格按照模板悬吊点进行分块模板的组装，组装完毕检验合格后，对模板进行编号，分解准备入井。绑筋结束后下放模板井下安装，并通过井筒中心线下端悬吊重锤找平修正，抄平校正后充填底部，用简易溜槽溜灰，对称分层浇筑，并用振捣棒振捣［6。马头门施工采用厚度800mm的C35混凝土衬砌，长度1200mm、宽度200mm的普通金属模板，HW150型钢制作的定型拱架；一次连续浇筑长度5-6m，形成墙拱整体式衬砌。混凝土在地面集中搅拌后，用底卸式混凝土吊桶装运下放到马头门开口位置，使用手推车转运到浇筑点，混凝土输送泵直接输入模板内，插入式振捣器捣固。3结束语新疆某引水工程二期某隧洞内上游S1-1、下游S1-2竖井及主洞工程施工程序为井颈段施工、井筒段施工、马头门施工，其中井颈段、井筒段施工依次凿岩爆破、出渣清底、初期支护、钢筋绑扎、立模浇筑；马头门施工采用光面爆破、小导洞先行开挖到位，再由里向外刷大成型的施工方案，在其施工中遭遇断层破碎带时，应坚持“勤探测、超前支护、弱爆破、短进尺、强防水、快封闭”的总体原则。参考文献［1］ 赵兴东.超深竖井建设基础理论与发展趋势［J］.金属矿山，2018(04):1-10.DOI:10.19614/ki.jsks.201804001.［2］ 赵秋林，魏军政.秦岭终南山特长公路隧道竖井设计及施工方法探讨［J］.公路,2005(08):164-167.［3］ 徐士良.特长隧道通风竖井设计与施工技术［J］.铁道建筑,2012(01):