一種復(fù)雜地質(zhì)條件下取水豎井的施工方法
【專利摘要】一種復(fù)雜地質(zhì)條件下豎井的施工方法，提出了取水豎井開挖采用人工機(jī)械破除與小藥量爆破相結(jié)合的掘進(jìn)方式。取水豎井襯砌采用井下注漿固結(jié)、臨時支護(hù)、永久襯砌平行作業(yè)的施工方案，增加支護(hù)和襯砌頻率，減小單回次襯砌高度。針對不同巖性的地層情況，采用不同的開挖掘進(jìn)方法。松散巖類和流砂層采用風(fēng)鎬開挖掘進(jìn)，短進(jìn)尺，磚砌墻臨時支護(hù)緊跟等綜合施工措施。本發(fā)明的有一效果是：在整個施工過程中實施有效的動態(tài)管理，施工方案考慮到各種不利因素，并制定相應(yīng)的措施。施工當(dāng)中發(fā)現(xiàn)問題能夠及時的得到處理，加強(qiáng)了現(xiàn)場管理，精心組織施工，確保了取水豎井施工的安全及高質(zhì)量。
【專利說明】一種復(fù)雜地質(zhì)條件下取水豎井的施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及施工領(lǐng)域，特別是一種復(fù)雜地質(zhì)條件下豎井的施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]取水豎井施工屬于地下作業(yè)，危險性較大，加上地質(zhì)條件復(fù)雜，地層巖性變化大，出現(xiàn)大面積溶洞和流砂，給取水豎井的施工又增加了難度和危險性。根據(jù)地質(zhì)資料，豎井下部在地層破碎帶中，破碎帶內(nèi)巖體破碎，呈碎塊狀結(jié)構(gòu)，發(fā)育無序，結(jié)合很差，間隙被黃褐色粉細(xì)沙充填。而且該層位地層巖溶發(fā)育，溶洞規(guī)模很大，空間被流砂充填，流砂層沒有粘聚力，易坍塌，且隨水流動。豎井要穿越破碎帶和巖溶地層，掘進(jìn)施工過程中會出現(xiàn)危巖和流砂坍塌問題，需要采取臨時支護(hù)以保證施工順利和安全。由于破碎帶和巖溶地層透水性好，地下水受水庫地表水影響大，施工中井筒涌水量大，降排水施工困難，而且不確定因素較多，需要充分考慮掘進(jìn)施工中洞內(nèi)突水問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明為了解決上述問題，提出了取水豎井開挖采用人工機(jī)械破除與小藥量爆破相結(jié)合的掘進(jìn)方式；取水豎井襯砌采用井下注漿固結(jié)、臨時支護(hù)、永久襯砌平行作業(yè)的施工方案，增加支護(hù)和襯砌頻率，減小單回次襯砌高度；針對不同巖性的地層情況，采用不同的開挖掘進(jìn)方法:松散巖類和流砂層采用風(fēng)鎬開挖掘進(jìn)，短進(jìn)尺，磚砌墻臨時支護(hù)緊跟等綜合施工措施。
[0004]采用的工藝流程:測量放線一垂向探測孔施工一豎井土石方掘進(jìn)(爆破)一砌磚墻臨時支護(hù)一鋼筋混凝土襯砌施工一井外注漿固結(jié)地層一循環(huán)施工至設(shè)計標(biāo)高。
[0005]中等風(fēng)化和微風(fēng)化圍巖采用全斷面分層向下鉆爆法開挖，弱爆破。易坍塌砂層采用人工開挖，每層開挖深度0.5-1.0m,開挖后立即砌磚墻倒護(hù)，然后采用安裝可拆卸式(拼裝式)鋼模板，綁扎鋼筋，溜灰管下料，分段整體性澆筑混凝土襯砌井壁。澆筑時在井壁預(yù)留注漿管，注漿管采用DN25鍍鋅鋼管，澆筑井壁后壓注水泥漿固結(jié)井壁四周巖土體。對于溶洞中流砂留下的空洞空間，襯砌時預(yù)留大口徑導(dǎo)管，采用地泵壓注細(xì)石混凝土的方法充填固結(jié)，保證井筒四周巖土體穩(wěn)定。在井口塔架安設(shè)卷揚(yáng)機(jī)提升Im3吊桶出碴，ZLC — 40裝載機(jī)配合IT自卸機(jī)動三輪車運(yùn)至棄碴場。
[0006]本發(fā)明的有益效果是:在整個施工過程中實施有效的動態(tài)管理，施工方案考慮到各種不利因素，并制定相應(yīng)的措施。施工當(dāng)中發(fā)現(xiàn)問題能夠及時的得到處理，加強(qiáng)了現(xiàn)場管理，精心組織施工，確保了取水豎井施工的安全及高質(zhì)量。
【具體實施方式】
[0007]1.根據(jù)目前豎井層位特點(diǎn)和水文地質(zhì)條件，采取以下技術(shù)控制措施，以保證豎井
施工質(zhì)量。
[0008](I).施工前，對開挖面5m范圍內(nèi)進(jìn)行全斷面注漿，注漿材料采用水玻璃水泥漿液或速凝水泥漿液，對地層裂隙和巖溶進(jìn)行全面固結(jié)。
[0009](2).取水豎井開挖掘進(jìn)施工根據(jù)井壁巖土體的狀況確定準(zhǔn)確進(jìn)尺深度，每次進(jìn)尺
0.5-1.0m，在機(jī)械破除可以掘進(jìn)的情況下嚴(yán)禁采用爆破方式。
[0010](3).在流砂層位的豎井開挖工作面范圍要超出豎井外壁600_，作為砌筑臨時擋墻空間，擋墻采用MlO水泥砂漿砌磚，厚度不低于500mm。
[0011](4).每次掘進(jìn)深度達(dá)到1.2m后，綁扎鋼筋并安裝模板澆注混凝土襯砌，混凝土標(biāo)號C25。
[0012](5).澆注混凝土前，在井壁四周預(yù)留注漿管，注漿管為DN25鋼管制作。注漿段均勻設(shè)置注漿孔，注漿孔直徑5 — 6_。
[0013](6).每回次鋼筋混凝土襯砌完成后通過注漿孔壓注水泥漿液，漿液水灰比
0.5-0.6，注漿壓力 1.5-2.0MPa0
[0014](7).混凝土初凝前，采用4臺大功率污水泵排水.保證井內(nèi)沒有積水。
[0015](8).對于較大的溶洞，施工擋墻和襯砌時預(yù)先安放Φ 108鋼管，襯砌完成后及時壓注細(xì)石混凝土填充空洞，固結(jié)井筒四周巖土體。
[0016]2.爆破施工技術(shù)控制措施:在堅硬的基巖中開挖掘進(jìn)，需要采用小藥量爆破方式破除巖石，按鉆孔、爆破等方面控制施工質(zhì)量。
[0017]2.1 鉆孔時的安全措施和注意要點(diǎn):(I).鉆孔前，在洞內(nèi)平行洞體軸線方向打探測孔，準(zhǔn)確了解巖層地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件。爆破炮眼沿洞體圓截面四周均勻布置，鉆工要熟悉炮眼布置圖，嚴(yán)格按照鉆爆設(shè)計實施，盡量減少對圍巖的擾動。
[0018](2).鉆孔施工定人、定位、對周邊眼、掏槽眼由經(jīng)驗豐富的司鉆，保證施工準(zhǔn)確程度和施工質(zhì)量。
[0019](3).嚴(yán)格控制炮眼間距，誤差不得大于6cm，方向相互平行，嚴(yán)禁相互交錯，硬巖炮眼利用率達(dá)90%以上，中硬巖達(dá)85%以上，軟巖開挖輪廓要圓順、符合隧道設(shè)計輪廓線尺寸的要求。
[0020](4).嚴(yán)格控制周邊眼鉆孔外插角度，相鄰兩茬炮之間錯臺不大于10cm。
[0021]2.2爆破的安全措施。
[0022](I)裝藥作業(yè)要定人、定位、定段，根據(jù)施工段巖體情況確定爆破進(jìn)尺和裝藥量。
[0023](2).裝藥前，所有炮眼必須用高壓風(fēng)槍吹凈塵沫。
[0024](3).嚴(yán)格按設(shè)計的裝藥結(jié)構(gòu)和藥量進(jìn)行裝藥。
[0025](4).嚴(yán)格按鉆爆設(shè)計的聯(lián)接網(wǎng)絡(luò)實施引爆裝置連接。
[0026]3.施工安全控制措施。
[0027]3.1爆破施工安全控制措施。
[0028](I).裝配起爆藥卷,應(yīng)在井上距井口.50m以外的加工房內(nèi)進(jìn)行,起爆藥卷應(yīng)由爆破工攜送下井，除起爆藥卷外，不得攜帶其它炸藥。
[0029](2).裝藥前工作面附近的機(jī)具應(yīng)提升至安全高度。
[0030](3).豎井爆破宜采用塑料導(dǎo)爆管非電起爆。放炮前必須確認(rèn)所有人員均撤離井外后，由值班負(fù)責(zé)人下達(dá)放炮命令。
[0031](4).在吊盤上工作的工具，應(yīng)妥善的放在工具袋內(nèi)，使用時應(yīng)牢固地拴在身上或其他固定物上。
[0032](5).炸藥的分配、加工在單獨(dú)設(shè)置的工房內(nèi)進(jìn)行，加工好后編號，由專人負(fù)責(zé)裝藥，裝藥時嚴(yán)格按操作規(guī)程進(jìn)行，在裝完炸藥后用預(yù)先拌制的炮泥填塞。
[0033](6).每次實施爆破后根鋸工作面情況采用風(fēng)鎬破除松動巖體和超出襯砌范圍的四周巖體，保證頂管順利和施工安全。
[0034]3.2預(yù)防砂層坍塌的安全控制措施。
[0035](I).施工前采用超前探測地質(zhì)孔確定地層分布情況，孔深不低于計劃掘進(jìn)進(jìn)尺的2倍，精確了解工作區(qū)域地層情況和巖體裂隙、巖溶發(fā)育情況，制定實際工作輪次進(jìn)尺。
[0036](2).施工中加強(qiáng)監(jiān)控量測工作，及時掌握圍巖襯砌的應(yīng)力、應(yīng)變狀態(tài)。量測信息應(yīng)及時反饋，隨時掌握同巖和結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)，以便及時調(diào)整設(shè)計參數(shù)，制定合理的施工措施和支護(hù)手段，保證施工安全。
[0037](3)對工作區(qū)的洞內(nèi)涌水及時疏干，避免地下水在砂層層位波動，攜帶沖走流砂。
[0038]3.3預(yù)防施工中突水的安全控制措施。
[0039](I)下井施工前，按設(shè)計要求在洞口頂開挖和砌筑截水溝、排水溝，將山體地表水導(dǎo)流入水溝，避免影響井下施工安全。
[0040](2)掘進(jìn)施工前進(jìn)行鉆孔超前探測，準(zhǔn)確了解工作面前方地層情況、巖溶發(fā)育情況、巖石裂隙發(fā)育情況和地層透水情況，發(fā)現(xiàn)異常及時研究處理方案。
[0041](3)豎井中配備不少于2臺的大型抽水設(shè)備，工作面處布置集水坑，及時疏干洞內(nèi)滲水。
[0042](4)施工中發(fā)現(xiàn)巖石滲水嚴(yán)重時及時停止掘進(jìn)，打注漿孔進(jìn)行帷幕注漿封堵地下水，并準(zhǔn)備速凝劑、水玻璃等防水材料以備用。
[0043](5)對于流砂留下的巖溶空洞及時壓注細(xì)石混凝土或水泥漿充填固結(jié)，防治坍塌面積逐漸擴(kuò)大。
[0044]4.應(yīng)急措施:(I)施工前充分研究場地條件和巖土工程技術(shù)參數(shù)，并及時了解未來天氣情況，合理安排、調(diào)整施工進(jìn)度和操作工藝。
[0045](2)在現(xiàn)場準(zhǔn)備雙電源，以保證施工全過程中電力供應(yīng)順暢。
[0046](3)在井下和井上均配備大功率抽水設(shè)備，以保證突發(fā)涌水事件時的降排水效果。
[0047](4)現(xiàn)場施工中，作為管理層領(lǐng)導(dǎo)在現(xiàn)場輪流值班，以保證處理突發(fā)事件高效進(jìn)行。
[0048](5)現(xiàn)場準(zhǔn)備速效水泥、水玻璃等防水材料，以備應(yīng)急使用。
[0049](6)在豎井墻壁上安裝爬梯，井下安裝報警裝置，保證遇到突發(fā)事件時人員可以順利撤離。
【權(quán)利要求】
1.一種復(fù)雜地質(zhì)條件下取水豎井的施工方法，其特征是:取水豎井開挖采用人工機(jī)械破除與小藥量爆破相結(jié)合的掘進(jìn)方式；取水豎井襯砌采用井下注漿固結(jié)、臨時支護(hù)、永久襯砌平行作業(yè)的施工方案，增加支護(hù)和襯砌頻率，減小單回次襯砌高度；針對不同巖性的地層情況，采用不同的開挖掘進(jìn)方法:松散巖類和流砂層采用風(fēng)鎬開挖掘進(jìn)，短進(jìn)尺，磚砌墻臨時支護(hù)緊跟等綜合施工措施。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)雜地質(zhì)條件下取水豎井的施工方法，其特征是:采用的工藝流程:測量放線一垂向探測孔施工一豎井土石方掘進(jìn)(爆破)一砌磚墻臨時支護(hù)一鋼筋混凝土襯砌施工一井外注衆(zhòng)固結(jié)地層一循環(huán)施工至設(shè)計標(biāo)高。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)雜地質(zhì)條件下取水豎井的施工方法，其特征是:中等風(fēng)化和微風(fēng)化圍巖采用全斷面分層向下鉆爆法開挖，弱爆破。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)雜地質(zhì)條件下取水豎井的施工方法，其特征是:易坍塌砂層采用人工開挖，每層開挖深度0.5-1.0m,開挖后立即砌磚墻倒護(hù)，然后采用安裝可拆卸式(拼裝式)鋼模板，綁扎鋼筋，溜灰管下料，分段整體性澆筑混凝土襯砌井壁。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)雜地質(zhì)條件下取水豎井的施工方法，其特征是:施工前，對開挖面5m范圍內(nèi)進(jìn)行全斷面注漿，注漿材料采用水玻璃水泥漿液或速凝水泥漿液，對地層裂隙和巖溶進(jìn)行全面固結(jié)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)雜地質(zhì)條件下取水豎井的施工方法，其特征是:取水豎井開挖掘進(jìn)施工根據(jù)井壁巖土體的狀況確定準(zhǔn)確進(jìn)尺深度，每次進(jìn)尺0.5-1.0m，在機(jī)械破除可以掘進(jìn)的情況下嚴(yán)禁采用爆破方式。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)雜地質(zhì)條件下取水豎井的施工方法，其特征是:在流砂層位的豎井開挖工作面范圍要超出豎井外壁600_，作為砌筑臨時擋墻空間，擋墻采用MlO水泥砂漿砌磚，厚度不低于500mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)雜地質(zhì)條件下取水豎井的施工方法，其特征是:每次掘進(jìn)深度達(dá)到1.2m后，綁扎鋼筋并安裝模板澆注混凝土襯砌，混凝土標(biāo)號C25。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)雜地質(zhì)條件下取水豎井的施工方法，其特征是:每回次鋼筋混凝土襯砌完成后通過注漿孔注水泥漿液，漿液水灰比0.5-0.6，注漿壓力1.5-2.0MPa0
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)雜地質(zhì)條件下取水豎井的施工方法，其特征是:對于較大的溶洞，施工擋墻和襯砌時預(yù)先安放Φ108鋼管，襯砌完成后及時壓注細(xì)石混凝土填充空洞。
【文檔編號】E03B3/10GK103510572SQ201210221170
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2012年6月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月29日
【發(fā)明者】陳玲風(fēng), 謝強(qiáng)峰, 向繼輝, 張民義 申請人:中國有色金屬工業(yè)第六冶金建設(shè)有限公司