豎井施工方案

/4.4.豎井的施工方案、技術措施、施工工藝和方法4.4.1.概況芨芨溝豎井設計為進口端通風豎井，井口斷面為圓形，凈空直徑3米；井口頂面高程2930.93米，井底高程2615.93米，井身長315米。豎井開挖5044m3；井身接受C20噴射砼支護，模筑砼襯砌，豎井襯砌1793m3；豎井井身除地表旁邊為第四系地層外，其余絕大部分位于三疊系地層之中，由淺黃色、黃綠色砂巖、頁巖夾薄層煤組成。井身自上而下地層依次為粘質黃土層，厚2.53米；碎石土層，厚4米；砂巖夾頁巖及薄煤層，軟硬相間，節(jié)理發(fā)育～很發(fā)育，屬較軟巖及軟巖，弱富水，厚308.07米。。。。。。4.4.2.總體施工方案豎井接受鉆爆法施工，自上而下邊開挖邊支護；HK-4中心回轉式抓巖機裝碴，卷揚機提升吊桶運輸；開挖中接受吊泵排水；濕式砼噴射機噴混凝土支護，下行式金屬模板模筑砼襯砌。洞外接受8T自卸礦車運碴到棄碴場。4.4.3.豎井快速機械化施工配套方案為使豎井能夠快速、平安、優(yōu)質的施工，本著盡量提高豎井施工機械化程度的原則，配置豎井施工的各種機械。豎井快速施工的機械化配套方案參見表4-XX。4.4.4.豎井的施工工藝豎井的施工工藝流程圖參見圖4-XX。豎井快速施工機械配套表表4-XX序號設備名稱規(guī)格型號實力數(shù)量（臺）備注1環(huán)形鉆架φ3600（mm）1鑿巖2抓巖機HK-440m3/h1裝碴3座鉤式吊桶Φ13202m32提碴3翻碴裝置座鉤式14自卸汽車CZ1415T2洞外運碴5主提升2JK-3.5/206.6m/s118.5t1提升設備6副提升JK-2.5/204.7m/s60.8t1提升設備7井架拼裝鋼井架1副8吊盤雙層1平臺、愛惜9吊泵80DGL-7-150150KW1抽、排水10空壓機L-22/722m3/min211砼噴射機TK-9615m3/min212金屬模板MJY1套模筑襯砌13砼攪拌機JSY50012m3/h2砼施工4.4.5.豎井的施工方法4.4.5.1.開挖豎井開挖接受鉆爆法施工，環(huán)形鉆架（和YTP-26HJ鉆機配套運用）鉆孔，直眼掏槽，光面爆破，視圍巖地質條件，每排炮進尺1.5～2m，開挖后剛好進行噴砼支護。豎井開挖的炮眼布置參見圖4-XX豎井開挖炮眼布置圖。爆破參數(shù)見表4-19炮眼爆破摻數(shù)表。炮眼爆破參數(shù)表表4-19開挖面積鉆孔直徑眼距最小抗拒線炸藥直徑裝藥集中度(m2)(mm)（cm）（cm）(mm)(Kg/m)12.574050～707022～320.15～0.45說明：表中小數(shù)值為周邊眼的爆破參數(shù)，大數(shù)值為掘進眼的爆破參數(shù)。4.4.5.2.開挖技術措施4.4.5.2.1.環(huán)形鉆下井安裝前，進行地面預組裝試驗。風水管路應通過壓力為8×105pa的試壓15min，不降壓、無滲漏。4.4.5.2.2.運用前，將環(huán)形形鉆架水平對中，以保證打眼質量。4.4.5.2.3.運用時作業(yè)面和環(huán)形形鉆架間，環(huán)形形鉆架和吊盤間設平安軟梯，便于人員上下。建立牢靠的聯(lián)系信號，防止吊桶著陸損壞外伸跑道，和在井下發(fā)生涌水或其它事故時，保證人員設備平安。4.4.5.2.4.鉆眼結束，將環(huán)形形鉆架提升至適當?shù)钠桨哺叨?，防止爆破損壞環(huán)形鉆架部件、鑿巖機具、風水管路等。4.4.5.2.5.懸吊機具應保持完整無損，經常檢查懸吊風動絞車制動裝置是否牢靠，確保平安。4.4.5.2.6.鉆眼后進行吹孔，并用炮棍檢查深度是否合格，合格后立刻用木楔將炮孔口臨時堵塞，以免碴子落入孔中。木楔長約50cm，有水時應高出井底水面。4.4.5.2.7.豎井裝藥接受串裝法，即把幾個藥卷串在一起裝入炮眼。豎井內有水時，用防水藥包或膠質炸藥。裝藥時，禁止在兩個吊盤上進行其它作業(yè)。4.4.5.2.8.豎井內運輸起爆藥包時，須將藥包放在專用木箱中，不得運用底卸式吊桶，禁止同時運輸起爆藥包和炸藥。4.4.5.2.9.炸藥裝好后，立刻按爆破設計堵塞炮孔。炮孔堵得密實，可以提高爆破效果使掌子面爆得平整；若堵得不密實或不堵塞，則會使炮根段的巖石爆破得很碎，給清底及進一步施鉆等下步工作帶來困難。4.4.5.2.10.起爆時，禁止運用火雷管、導火索起爆。起爆雷管嚴格防水，起爆前要嚴格檢查，以免出現(xiàn)瞎炮。4.4.5.4.通風排煙4.4.5.2.1風量計算以工作人數(shù)計算：須要風量87m3/min；按洞內同一時間爆破運用的最大裝藥量計算：需風量為53m3/min；洞內無內燃設備，無須按內燃設備計算風量。按井內最小風速驗算：須要風量：113m3/min；風機工作風量：風筒直徑600mm，百米漏風率1.5%，Q=PQ隧則Q=113×1.05=119m3/min；4.4.5.2.2風量修正豎井井口頂面高程2930米，風量應進行修整，修正按以下公式計算：Q高=（760/516）×186=175m3/min；4.4.5.2.3風壓計算豎井的摩阻系數(shù)取0.025，風筒直徑600mm，管道內摩阻系數(shù)取0.021。通風總阻力=風管段阻力+隧道段阻力,通過計算風壓為945Pa。4.4.5.2.4風壓修正豎井井口處空氣密度取0.92kg/m3，海平面空氣密度1.2kg/m3，修正后風壓為1228Pa。4.4.5.2.5風壓選型依據以上計算結果,選用JBT52-2型風機，風量145～225m3/min；風壓500Pa～2400Pa。風機布置在洞口外地面上，接受直徑600mm的風筒向豎井內壓入通風。4.4.5.4.管、線路豎井內的管、線路接受井內固定吊掛法，在井壁上打短錨桿，將各種管、線路靠近井壁固定。參見圖4-25井內管路固定示意圖。管線包括高壓風管、高壓水管、排水管、砼振動下料管、動力電纜、照明電纜、信號電纜、通風筒、吊桶喇叭口等。參見圖4-26，吊盤結構示意圖。4.4.5.4.井蓋和吊盤豎井井蓋接受鋼梁和木梁制作骨架，骨架上鋪鋼板。骨架嵌在井口的井壁上。井蓋上設有井蓋門及其他懸吊設備通過的孔口，井蓋門在吊桶通過前開啟，通過后關閉。其他孔口不通過懸吊物應用蓋板蓋嚴。當豎井作為施工豎井時，出碴接受罐籠，井蓋上鋪設鋼軌，和井口運輸軌道連接。吊盤選用雙層吊盤，由鋼圈和鋼梁做骨架、上鋪木版組成，盤上布置通過吊桶、吊泵、平安梯和各種管線路的孔口，位置和井蓋布置相對應；盤邊設可伸縮的插銷以固定吊盤的位置。4.4.5.4.豎井出碴豎井接受HK-4靠壁式抓巖機裝碴，生產實力40m3/h；井內設吊桶，吊桶容積2m3，接受2JK-3.5/20卷揚機提升，提升速度6.6m/s。井口設拼裝鋼井架及座鉤式翻碴裝置，碴提升至井口后，由自卸汽車運到棄碴場。參見圖4-27，井口拼裝鋼架示意圖。4.4.5.4.噴砼支護豎井開挖后，要剛好進行噴砼支護。噴砼接受濕噴工藝。當井深較淺時，將砼噴射機布置在井口地面上，噴射手在井下進行噴射。井深較深時，將噴射機移至井內吊盤上，攪拌機仍設在井口，用砼振動溜管送料，濕噴機噴射砼支護。參見圖4-29井下噴射砼布置示意圖。4.4.5.5.豎井模筑襯砌豎井井壁模筑襯砌混凝土，接受下行式金屬滑模工藝，依據圍巖穩(wěn)定程度，每開挖2～5m后，進行模筑襯砌。攪拌機設在井口，混凝土經漏斗、套管、輸料管、緩沖器、活節(jié)溜筒輸送到模板內。為防止混凝土產生離析和堵管現(xiàn)象，混凝土的水灰比不大于0.65，坍落度用8～12cm。為使灌注混凝土后能盡早進行爆破作業(yè)，混凝土內摻速凝劑。下行式金屬滑模主體在井筒圓周上，由上中下三個槽鋼圈及立柱形成剛性支撐框架，框架上焊接鋼板作為模板，滑模長3.5米，每板可澆筑3米左右?；？蚣苡娩摻z繩懸吊在吊盤地面上。模板下設單獨懸吊的托盤。下行式金屬滑模工藝可以和工作面的開挖平行作業(yè)。參見圖4-30砼筑壁施工示意圖。4.4.5.6.豎井砼壁座豎井井壁砼施工中，在第四系和三疊系的巖層分界處設砼壁座，砼壁座的形式參見圖4-31豎井砼壁座形式圖。圖4-31豎井砼壁座形式圖4.4.5.7.井內排水工作面開挖臨時集水坑，接受80DGL-7-150吊泵排水，也可以接受立式立式梯臺開挖以便于剛好排水。參見圖4-33立式梯臺開挖剖面圖。圖4-33立式梯臺開挖剖面圖4.4.5.8.井底斜井段的施工井底斜井段接受有軌運輸，小型電動裝碴機裝碴，礦車運碴，提升容器由吊桶改為罐籠，將礦車推入罐籠后，再由卷揚機提升到井上。4.4.5.9.進度指標依據豎井施工的機械配套及綜合生產實力，結合豎井井身材所處的圍巖地質條件，豎井每月進度為55米。4.4.5.10.豎井信號豎井信號接受傳統(tǒng)和現(xiàn)代技術相結合的原則進行布置。首先，在井下布置音視頻雙功能電子監(jiān)視器，連接到洞口值班房和井口信號員處，設專職人員全天不間斷地通過監(jiān)視器對井下狀況進行監(jiān)視，并通過井口信號員指揮升降機的操作。傳統(tǒng)的信號設施主要有電鈴和色燈，凡罐籠或吊桶的提升、下降、慢行、上人、下人、運長材料、運炸藥以及井筒的閉塞和開通，用明確的音響和色燈信號顯示，并加設專用電話。信號系統(tǒng)以井口為中心，在井口設總信號顯示，在井口和井底之間和井口和提升機房之間分別設信號信號電纜及裝置，用鈴聲、色燈、音視監(jiān)視器聯(lián)系井上、井下的作業(yè)。鑿井時在吊盤上加設信號機。4.4.5.11.豎井平安設施4.4.5.11.1.要保證提升裝置上深度指示器和防過卷裝置能正常工作。4.4.5.11.2.當接受礦車出碴時，通向豎井的井口軌道設阻車器，防止車輛墜入井內。4.4.5.11.3.罐籠提升時，罐頂設鐵蓋，罐底必需滿鋪鋼板并不得有孔洞。4.4.5.11.4.豎井井架天輪棚加裝避雷針，利用鋼井架角柱作為引下線，引下線設置兩條。防雷裝置接地電阻超過10Ω時，應增加接地極。4.4.7.豎井施工總體布置及規(guī)劃4.4.7.1.人員支配本標段設豎井工程隊，專業(yè)進行豎井的施工及管理。工程隊設管理人員18人，包括行政管理、施工技術、支配、財務、材料供應、勞動工資、辦公室、后勤勤雜等人員。施工隊設掘進工班、臨時支護工班、出碴清底工班、立模砌壁工班、機電工班等人員，共計98人。豎井施工的勞力配置參見表4-26豎井施工勞力配置表。豎井施工勞動力配置表表4-26序號工種類別單位井下工地面工在冊1管理人員個182掘進工班個144223臨時支護工班個66154出碴清底工班個135205立模砌壁工班個107216機電個207個1164.4.7.2.施工規(guī)劃依據豎井工期的要求，并依據現(xiàn)場平導的施工進度，豎井施工隊支配在2004年5月份進場或提前，進場后先進行場地清理、臨建設施修建、機電設備安裝調試等工作，豎井的施工確保在平導掘進至豎井前三個月貫穿。4.4.7.2.1.臨時占地和臨時房屋豎井施工臨時占地1200m2，其中井口、井架及卷揚機占地400m2，生產及生活房屋、場地占地800m2。參見圖4-314.4.7.2.2.施工及生活用水豎井井口旁邊沒有可利用水源，通過現(xiàn)場踏勘，用汽車拉水是較為經濟的方案。因此，施工時，用水車從隧道進口拉水，供豎井施工及生活運用。4.4.7.2.3.施工及生活用電從烏鞘嶺隧道隧道進口至豎井架設臨時10KV電力干線6.0km，在豎井臨時場地內設一臺1600KVA變壓器及配電房。4.4.8.豎井優(yōu)化方案蘭州至武威南段增建其次線建設項目，是國家開發(fā)大西北的戰(zhàn)略中鐵路部門實施的重要工程之一；盡早開通蘭武其次線，將給開發(fā)大西北戰(zhàn)略帶來極大的主動影響。而烏鞘嶺隧道是蘭武其次線的限制工期工程，因此，如何盡早開通烏鞘嶺隧道也就成了本工程中須要首要解決的問題。原設計方案中，豎井井筒直徑3米，設置的主要目的是為了解決特長隧道的通風排煙問題，對隧道的工程進度無太多的幫助。而由于工期的要求，隧道各項進度指標均較高，單靠平導獨頭掘進，工期難以有質的提高；因此，假如將通風豎井改為施工兼通風豎井，在平導和右線隧道中增加了工作面。能夠大大減輕平導施工工作面的壓力，縮短工期。4.4.8.1.具體方案一旦豎井優(yōu)化為施工豎井，則要解決三個問題：一、施工豎井能夠滿足快速出碴；二、豎井本身的成井要快；三、豎井要盡早開工，盡早形成平導施工的工作面。所以：4.4.8.1.1.將豎井井筒直徑由3米優(yōu)化為5米。其一，豎井井筒直徑擴大為5米，可以進行雙罐籠提升出碴，加快施工進度；其二，豎井井筒擴大為5米后，便于豎井本身的機械化快速施工，縮短豎井的施工工期。4.4.8.1.2.施工豎井的井底由原設計的位置降低到和平導底板平的位置，便于平導內有軌運輸，接受提升罐籠的方式出碴。4.4.8.1.3.假如豎井優(yōu)化為施工豎井，豎井施工隊伍要盡早進場、盡早準備、盡早開工。4.4.8.2.優(yōu)化后豎井機械化快速施工方法4.4.8.2.1.技術特點4.4.8.2.1.1.合理配置機械化設備，實現(xiàn)快速施工。4.4.8.2.1.2.施工各工序之間緊密連接，實現(xiàn)正規(guī)循環(huán)作業(yè)。4.4.8.2.1.3.井筒開鑿后，立刻進行永久支護，當井筒涌水量不大時，不需進行臨時支護，節(jié)約臨時支護時間和材料，既簡化了施工工藝，確保了施工平安，又有利于加快進度，降低工程成本。4.4.8.2.1.4.各工種實現(xiàn)專業(yè)化，按“滾班制”作業(yè)。4.4.8.2.1.5.在地質條件允許的狀況下，盡量提高每循環(huán)掘進進尺。4.4.8.2.2.工藝原理工藝核心：“四大一深”。即提升選用鑿井專用“大提升機”，配“大吊桶”；出碴選用“大抓巖機”；鑿井接受“傘鉆深孔”光面爆破。斷面布置圖參見圖4-35，機械化配套示意圖參見圖4-36。4.4.8.2.2.工藝流程及操作要點4.4.8.2.2.1.工藝流程傘鉆鑿眼、升井傘鉆鑿眼、升井裝藥、連線、放炮、通風出碴、找平、接管脫模、立模、澆砼出碴、清底、下傘鉆4.4.8.2.2.2.操作要點4.4.8.2.2.2.1.配備足夠的提升實力滿足快速施工的須要。選用2JK-3.5/20卷揚機作為主提升，JK-2.5/20卷揚機作為副提升。4.4.8.2.2.2.2.選用FDJ-6型傘鉆，配YGZ-70導軌式高頻鑿巖機鑿眼，優(yōu)化爆破設計方案，在圍巖穩(wěn)定條件允許的狀況下，盡量提高掘進進尺。4.4.8.2.2.2.3布置兩臺HZ-6型中心回轉抓巖機同時出碴，縮短出碴時間。4.4.8.2.2.2.4接受MJY型整體金屬刃腳下行模板，該模板脫模力強、剛度大、變形小、立模便利，由3～4臺穩(wěn)車懸吊，段高2～4m?；炷劣苫炷翑嚢枵竟?，強制式攪拌機拌料，混凝土輸送管下料。4.4.8.2.2.2.豎井機械化快速施工配套設備選型參見表4-35豎井機械化快速施工配套設備表豎井機械化快速施工配套設備表表