压力管道斜井扩挖安全措施

缅甸瑞丽江水电站工程

斜井扩挖施工安全技术措施

中国水利水电第十四工程局

瑞丽江电站工程项目部技术部编制

2007年4月

瑞丽江水电站工程压力管道斜井扩挖安全技术措施

压力管道斜井扩挖安全技术措施

一、工程概况

缅甸瑞丽江水电站工程引水系统共布置2条压力管道，每条压力管道各

包含2条斜井，斜井倾角皆为60。。其中1#压力管道上斜井起止桩号为

P0+5.653〜P0+120.603（P0+5.653〜P0+22.974为上弯段，R=20m,空间转角：

9=64°20'27.94"；P0+103.282〜P0+120.603为下弯段，R=20m,a=60°）,

洞轴线起止高程为EL677.1m〜EL518m；1#压力管道下斜井起止桩号为

P0+410.603-P0+507.887（P0+410.603-P0+427.924为上弯段，R=20m,a=60

°；P0+490.566〜P0+507.887为下弯段，R=20m,a=60°）,洞轴线起止高

程为EL518m〜EL389.5m；2#压力管道上斜井起止桩号为P0+5.653~

P0+120.603（P0+5.653〜P0+22.974为上弯段，R=20m,空间转角：0=64°20

'27.94"；P0+103.282〜P0+120.603为下弯段，R=20m,a=60°）,洞轴线

起止高程为EL677.1m〜EL518m；2#压力管道下斜井起止桩号为P0+450.603-

P0+547.887（P0+450.603〜P0+467.924为上弯段，R=20m,a=60°；

P0+530.566〜P0+547.887为下弯段，R=20m,a=60°）,洞轴线起止高程为

EL518m〜EL389.5m。

根据2007年4月16日下午会议讨论结果，把四条斜井的开挖断面由原

来的圆形断面（R=3.2m）调整为马蹄形断面，断面尺寸如下：

二、施工方法简介

斜井开挖先采用RHIN0400H型及LM280型反井钻机扩成4>1.4m直径的

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导井，再进行斜井的扩挖，扩挖分两次进行，一次扩挖采用自下而上扩挖的

施工方法将反井钻61.4m导孔扩挖成“3.5m导洞，二次扩挖自上而下扩挖成

型。

三、一次扩挖设备及安全施工措施

一次扩挖采取自下而上扩挖的施工方法，利用斜井吊笼运送人员、材料、

并作为施工平台进行向上钻孔打钻。为防止斜井吊笼上下运行发生旋转或发

生不安全因素，在斜井吊篮下方设置有一移动式安全平台，安全平台的上下

移动由井口卷扬机提升系统控制，平台上安装有八个滚轮，滚轮可在光滑的

导井中滚动。在安全平台上还设计安装一动滑轮组，通过提升系统、动滑轮、

实现平台上下移动的目的。安全平台上下移动的钢丝绳安装时、穿过斜井吊

笼钢绳滚轮，达到斜井吊笼稳绳的目的；使其斜井吊篮在上下运行过程中达

到平稳安全。

一次扩挖时井口设置一道围拦，利用井口井架和岩面锚杆制作成高L2米

的封闭安全围栏，在围栏合适位置设置一双开门，便于施工人员通行。为确

保施工电源停电后斜井中的施工人员可以安全出井，在卷扬机附近安装一台

柴油发电机作为备用电源。施工配电变压器引入到卷扬机的电源线与柴油发

电机引入到卷扬机的电源线分别安装空气开关，当使用变压器电源时，备用

电源空气开关应关闭；使用备用电源时，施工配电电源空气开关必需关闭；

禁止施工配电电源与备用电源开关同时闭合。

3.1一次扩挖台车安全方面设计说明

一次扩挖台车总自重1.35吨，设计承载施工人员6人、施工设备等1吨，

总共2.65吨，考虑施工动载动后所需要提升力约为4吨；配10T快速卷扬机；

卷扬机最大荷载10T,提升安全系数为2.5设计；满足施工作业要求。斜井井

架设计承载力为20吨，井架上有两个转向定滑轮，经过力合成后井架所承受

的力与地面近似垂直，使井架侧翻的力约为零。井架实际承受压力为5.6吨，

满足一次扩挖施工要求。为防止意外，扩挖台车还备有一组钢丝绳，在扩挖

台车提升钢丝绳或吊耳出现意外时，备用钢丝绳起到保险作用。

3.2制作与安装安全要求

本扩挖设施、提升系统等金属结构加工使用的钢材、图中有特别注明外，

均为工程常用材料A3钢。金属结构制作应满足《钢结构施工与验收规范》。

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严格按照图中规格及尺寸进行加工，若需要采用代替材料，应事先与技术部

研究决定。提升系统及井口系统制作安装完成后、须经安监部、质量部、技

术部检查、机电物资部等联合检查，验收合格后方可使用。

3.3使用说明和注意事项

一次扩挖采取自下而上扩挖的施工方法，斜井扩挖台车用于运送人员、

材料、并作为打钻的施工平台。下井时卷扬机把扩挖台车送到作业工作面，

扩挖台车把施工人员和材料送到位后进行打钻等施工操作，爆破前，卷扬机

再把扩挖台车提升到井口。斜井扩挖属高危作业，在施工过程中必须以下事

项：

331、严格按照斜井一次扩挖技术交底进行施工；

332、一次扩挖提升使用卷扬机作为提升系统，卷扬机操作必须按照安

全部下发的《卷扬机操作规程》操作。

3.3.3、需要下井作业的所有人员必须正确佩戴安全帽、防尘（毒）口罩、

反光衣服等防护用品，并系好安全带，严禁不系安全带下井作业；

3.3.4、扩挖作业时，相关施工设备在扩挖台车上放置必须稳固，对容易

滑落的设备还需要做加固处理；

335、下井作业前须检查井口是否有松动石块等杂物，如果有必须清除

后在下井施工；

336、每次下井作业前先系统检查卷扬机、扩挖台车等相关设施是否完

好，在确保安全的情况下才可以下井作业，并做好相关记录；

337、在井口预备一跟足够长安全绳，在突发停电等情况下，卷扬机司

机把安全绳放入井中便于作业人员出井；

3.3.8、在任何情况下扩挖台车施工人员，听到异常声音，必须停止作业

立即检查相关设备，发现异常后立即发送电铃信号，请求离开工作面，如果

扩挖台车无法上井则通过电铃发送放安全绳；电铃信号一停、二上、三下降。

3.3.9爆破时必须把扩挖台车提到井口，防止被冲击波破坏；

3.3.10、每天进行必要的检查维护，发现焊缝出现开裂或者有裂纹时及时

处理，需要润滑的部位要及时加油。

3.3.11、每班在施工作业前，必须召开班前安全会，并做好记录。

四、二次扩挖设备及安全措施

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二次扩挖采取自上而下扩挖的施工方法，利用斜井扩挖台车进行开挖，

通过送料小车运送材料至扩挖台车施工平台上进行打钻施工。

二次扩挖台车及送料小车是有轨输送小车，在安装扩挖台车前首先要进

行轨道安装，轨道又分上平段轨道、弯段及斜井段轨道，斜井段乂分固定轨

道及活动轨道两种，活动轨道是每次开挖前将活动轨道下降至开挖位置固定，

运行扩挖台车至打钻位置进行施工，打钻结束后扩挖台车运行回撤10米的安

全位置，拆出活动轨道至安全位置既可。下次循环时再安装、拆出。

4.1、扩挖台车及送料小车轨道安全方面设计说明

由于开挖面凸凹不平，为保证台车行走，扩挖台车必须有行走轨道，根

据施工现场和相关施工经验，扩挖台车的轨道设计为24kg/m的钢轨（兼作压力

钢管安装轨道），轨距为2.5m,轨道通过底板排筋固定，排筋每组两根，间距

0.75米，在超挖部位需要加密，并浇筑混凝土将轨道固定牢固。轨道安装必

须注意：轨道高度要紧贴底部开挖的凸面岩石，左右相同高程处的轨道高度

必须相同，误差不得大于1cm（可用水平尺校正），校正合格后再用排筋焊接固

定轨道，应采用连续焊，且焊缝高度不应小于6mm,钢轨接头应用连接钢板

焊接成整体，避免应力集中破坏轨道。

4.2、扩挖台车及送料小车安全方面设计说明

扩挖台车由四层工作平台组成的主体结构、底盘、爬梯、行走轮机构、牵

引用滑轮横梁、油轮等部分组成，最上层用于堆放材料•、斜井扩挖支护用相

关设施，并作为喷锚支护的施工平台，下面三层作为扩挖时打钻的操作平台；

爬梯作为四层操作平台之间的通道。台车除满足施工要求外，为保证施工安

全，在最上层设置有安全护栏和护脚板，在操作平台铺有钢筋网。

台车结构是根据扩挖打钻的施工要求并结合相关扩挖经验经过优化后进

行设计的，台车的各构件材料规格和结构承载能力均经过计算，在严格按照

焊接规程和金属结构制作规程进行制作的前提下，扩挖台车的各构件的承载

能力为实际载荷的3—5倍，符合相关设计规范。具体设计计算这里就不做详

细介绍，台车详细结构见设计图。

扩挖台车通过10吨卷扬机提升和下降，卷扬机钢丝绳绕过扩挖台车上的

四个滑轮后锁定在井口的锁定混凝土墩上，钢丝绳的此种绕法相当于卷扬机

承担台车的1/2牵引力。卷扬机基础30mm厚为C20混凝土，并且有不小于9

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根入岩2.5米的锚杆直接焊接在卷扬机上。每根锚杆按6吨水平剪切力、10

吨竖直向上的拉力，按照相关规范，卷扬机的锚固力完全符合要求。混凝土

锚固墩内部钢筋不小于9根且入岩2.5米，外部浇筑C20混凝土，然后将内

部钢筋全部焊接在锚固钢板上，此处焊接强度设计要求50吨，锚固力满足5

-8倍要求。台车自重12吨，加上施工设备施工人员总重不超过15吨，按

15吨进行校核计算，扩挖台车在上升时卷扬机负荷最大，约为6.5吨，卷扬

机载荷符合相关起重安全规定，相关的计算此处不做详细介绍。

4.3、送料小车安全方面设计说明

送料小车由底盘、爬梯、行走轮机构和上平台等部分组成。送料小车上

混凝土仓体积为1.5方，上平台用于堆放材料、钢筋、斜井扩挖支护用相关设

施，爬梯作为平台到施工场之间的通道。为保证施工安全，在上平台和爬梯

设置有安全护栏和护脚板。

送料小车结构是根据送料要求并结合相关施工经验经过优化后进行设计

的，小车的各构件材料规格和结构承载能力均经过计算，送料小车的各构件

的承载能力为实际载荷的3—8倍，符合相关设计规范。具体设计计算这里就

不做详细介绍，送料小车详细结构见设计图。

送料小车通过8吨卷扬机提升和下降，卷扬机钢丝绳绕过斜井弯段顶部

天轮后直接固定在小车上。卷扬机基础30mm厚为C20混凝土，并且有不小

于9根入岩2.5米的锚杆直接焊接在卷扬机上。每根锚杆按6吨水平剪切力、

10吨竖直向上的拉力，按照相关规范，卷扬机的锚固力完全符合要求，送料

小车自重4.1吨，加上1.5方混凝土或钢筋总重不超过8吨，按8吨进行校核

计算，扩挖台车在下降运送混凝土时卷扬机负荷最大，约为5.4吨，卷扬机载

荷符合相关起重安全规定，相关的计算此处不做详细介绍。采购的卷扬机要

有快速双液压抱闸，同时配有手制动，并且质量合格。

4.4扩挖台车和送料小车制作与安装强制性安全要求

本扩挖台车、送料小车、提升系统等金属结构加工使用的钢材，除图中

有特别注明外，均为工程常用材料A3钢。金属结构制作应满足《钢结构施工

与验收规范》。严格按照图中规格及尺寸进行加工，若需要采用代替材料，应

事先与技术部研究决定。提升系统及井口系统制作安装完成后、须经安检部、

质量部、技术部检查、机电物资部等联合检查，合格后方可投入使用。

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4.5扩挖台车送料小车制作安装施工期间的安全措施及注意事项

根据设计图纸，各构件在厂内加工，在保证可运输到现场的情况下，根

据台车结构焊接成儿大部分，所有焊接必须符合相关焊接规范。构件在运往

安装场时，需遵守相关道路行驶规章。扩挖台车在各斜井井口的平洞内完成

最后的整体组装焊接。卷扬机、锚固墩、轨道可以安排在台车安装前或者安

装期间进行，具体可由安装单位根据施工进度确定。在台车、卷扬机、钢丝

绳安装完成后可把台车从平洞内放置到斜井直段，通过三个5吨的手拉葫芦

分别挂在已经打好承载力不小于7吨的吊环锚杆上，其中两个挂在扩挖台车

腰部上，另一个挂在台车后面，利用挂在扩挖台车前面的手拉葫芦牵引台车

下滑，前面的手拉葫芦牵引时，后面的三个葫芦同时下放。扩挖台车到弯段

可以自行下滑后，后面的三个葫芦、配合卷扬机同时下放台车就位。安装完

成后制作单位必须自检，自检合格后组织项目部相关部门现场验收。送料小

车的安装与扩挖台车方法相同，施工安全措施亦相同。

扩挖台车、送料小车安装属于高风险作业，必须高度重视，在安装过程

中相关安全要求如下：

4.5.1、认真贯彻“安全第一，预防为主”的方针。

4.5.2、建立安全管理体系和考核办法，每班应配备安全员，召开班前安

全会，并做好安全会议记录。

453、检查并落实工作中的相关安全问题。

454、进入施工现场的人员必须按规定佩戴安全防护用具，斜井段、上

弯段由于高度大坡度大，施工人员必须配带安全绳等安全用具。

455、特殊工种（如起重工、电焊工、）要求持证上岗，卷扬机司机必

须经过安全培训I,且取得合格证方可上岗。。

456、非专职电气人员不得操作电气设备。

457、开关板上每个开关应有明确的标志，同时必须安装漏电保护装置。

458、电焊机、气割设备应设专人负责，按规范要求摆放和使用。

459、在危险地方设置安全网，并随时检查。清扫各层平台上的石块、

木块等杂物，清除松动的危石，防止铁件松动、坠落，防止工具设备滑落。

4.6扩挖台车送料小车投入使用期间的安全措施及注意事项

461、严格按照斜井二次扩挖技术交底进行施工；

462、二次扩挖提升使用卷扬机作为提升系统，卷扬机操作必须按照安

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全部下发的《卷扬机操作规程》操作，卷扬机司机必须经过培训，且取得合

格证方可上岗。

463、需要下井作业的所有人员必须正确佩戴安全帽、防尘（毒）口罩、

反光衣服等防护用品，并系好安全带，严禁不系安全带下井作业；

464、扩挖作业时，相关施工设备在扩挖台车上放置必须稳定，对容易

滑落的设备还需要做稳固处理；

465、台车、送料小车运行前做必要的检查，包括：行走轮是否悬空或

被阻挡、钢丝绳固定端是否良好、钢丝绳是否有局部断裂、小车主要受力部

位焊缝断裂等；存在问题应及时处理，确保安全后方可施工，并做好相关记

录。

466、在任何情况下扩挖台车上的施工人员，听到异常声音，必须停止

作业立即检查相关设备，发现异常后修复后达到安全标准方可继续使用。

467、爆破时必须把扩挖台车回撤10米的安全距离，防止被冲击波破坏；

4.6.8、每天检查维护，发现焊缝出现开裂或者有裂纹时及时处理，需要

润滑的部位及时加油。

4.6.9、送料小车设计往下运送载荷总共不应超过5吨，向上运输时总载

荷不应超过4吨，混凝土浇筑时钢筋和混凝土分开输送。送料小车上下运行

进过程中禁止施工人员搭乘。

4.6.10、送料小车在运装轨道、钢筋等物品时必须轻放，以免损坏台车

并引起冲击载荷，堆放钢筋时必须放置稳定，必要时用铁丝等固定，并保证

运送时不碰到其它物品。

4.6.11、扩挖台车投入使用时在上弯段距离直段1米处设置一安全隔离

屏障高0.5米；待井口施工平台施工完成后拆出。

4.6.12、扩挖台车在施工、打钻、喷锚时卷扬机的手制动必需拉紧。

4.6.13.送料小车钢绳在运行过程中可能会与轨道横向连接杆相摩要求

每20米安装一个地滚轮。

4.6.14＞扩挖台车钢绳在运行过程中若出现钢绳与岩面相磨擦时，在磨

擦处要求安装油轮以保障钢绳的运行安全。

4.6.15、扩挖台车在打钻时必需要用钢丝绳把台车与轨道固定，固定牢

固后方能打钻施工。

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五、扩挖设备及提升系统的维护

5.1、卷扬机的维护保养

5.1.1、卷扬机的日常保养工作十分重要，应经常保持清洁和充分润滑；

制动器闸瓦间隙调正在1—1.2毫米，最大不能超过3毫米，以保证制动灵

活有效，如果间隙超过3毫米应及时调整闸瓦间隙。

5.1.2、各部轴承、肖轴、制动器钱链等处，每工作班润滑1一2次，导

向滑轮减速箱轴承，每48小时润滑一次。

5.1.3、卷扬机在工作100--300小时后，进行一级保养，全面清洗机

械，更换润滑油，检查调正制动器。

5.1.4、在工作600小时后，进行二级保养，除执行一级保养外，需测

定电机绝缘电阻和拆检电动机、减速箱、制动器、钢丝绳、卷筒及纲丝绳磨

损情况等。

5.2、滑轮系统维护保养

5.2.1、滑轮根据工作繁重，环境的恶劣程度、定期进行检查加油。

5.2.3、滑轮检修时，应将零件用煤油洗刷干净并涂上润滑液和防锈油，

轴承内注入黄油，然后将零件重新装配好。

5.2.3、滑轮若长期不用时，应清洗涂以防锈油，避免锈蚀。

六、扩挖设备拆除时安全措施

•次扩挖吊笼在一次扩挖完成后便可