[发明专利]一种内嵌式竖井开挖施工工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种岩基的内嵌式竖井，具体地说是一种内嵌式竖井开挖施工工艺，属于岩基的内嵌式竖井领域。

背景技术

竖井开挖技术在煤炭、矿山及大型水利水电工程中得到了广泛的应用，但是在中国国内水电工程施工的竖井一般深度在300m之内，超过300m的竖井较为少见，设计部门一般不设计高深竖井。由于高深竖井施工成本高、难度大、施工进度慢，极易出现安全事故。 随着水电站进入上游河段的开发，水电站的施工难度加大，同时根据上游河段的特点不可避免的需要设计小直径的深竖井。由于小直径的深竖井在世界上还处于初期试验阶段，并没有大规模的应用。

竖井断面狭小，施工作业面窄，花岗岩质地硬脆、不易受炮成型，加之岩石风化严重、裂隙发育，如何保证安全施工是主要的难点和重点。

发明内容

为了解决上述问题，本发明设计了一种内嵌式竖井开挖施工工艺，对现场岩石地质情况复杂的竖井施工适应能力强；对现场场地要求不是很高，可以满足现场狭窄的施工要求；安全保证效率高；质量控制方便；速度快，能缩短施工周期，提高施工进度。

本发明的技术方案为：

一种内嵌式竖井开挖施工工艺，，包括以下步骤：

S1、先导洞施工：

S1-1、在拟建竖井底部开凿水平隧洞；

S1-2、竖井开始施工前，先在拟建竖井顶部地面上将拟建竖井位置中心用全站仪放样出来，利用潜孔钻在拟建竖井位置中心竖直钻孔径为110mm的先导洞，先导洞底部与水平隧洞相通，钻孔时调整好潜孔钻钻机的位置，保证孔斜偏差在10cm以内，先导洞位置复核无误后，在先导洞两侧竖直再钻两个孔径为110mm的孔作为吊篮提升穿绳孔，吊篮提升穿绳孔底部与水平隧洞相通，先导洞与吊篮提升穿绳孔连通，先导洞和吊篮提升穿绳孔钻孔完成后，在拟建竖井位置中心顶部架设卷扬机，卷扬机钢丝绳采用钢丝绳，钢丝绳由上至下穿过吊篮提升穿绳孔，到达底部水平隧洞位置，将吊篮固定在钢丝绳上，开动卷扬机提升吊篮至作业面，即可进行先导洞施工；

S1-3、在先导洞和水平隧洞内设置供风装置和供排水装置，以及供电与照明装置；

S1-4、先导洞施工时，自下而上施工先导洞，用卷扬机将吊篮提升吊篮至作业面后，用汽腿式风钻采用湿式凿岩法在先导洞侧壁的岩石面上预先钻一排垂直于先导洞侧壁的深1m的锚杆孔，锚杆孔呈扇形分布在先导洞侧壁上，钻下一排锚杆孔时，将上一排钻好的锚杆孔中插入直径Φ25mm锚杆，锚杆外露1m，将吊篮放置在锚杆上固定好，即开始自下而上进行下一排爆破孔钻孔；

S1-5、每排爆破孔钻孔完成后，将吊篮放下至水平隧洞地面，将钻机卸下，装入爆破用品，提升至锚杆孔位置将吊篮放置在锚杆上固定好，进行装药，装药时，将雷管导线统一集中至先导洞侧壁一侧固定起来，保证不因吊篮下放影响已装好的雷管和炸药，装药完成后，将吊篮在水平隧洞内卸下，由装载机运至水平隧洞外，用卷扬机将钢丝绳卷起，避免爆破对钢丝绳的损坏，先导洞爆破顺序为由下至上，每一次爆破弃渣都会落入下部的水平隧洞内，利用装载机将水平隧洞内的爆破弃渣运至水平隧洞外，先导洞施工时，在水平隧洞进口设置一台轴流风机，将风管连接到先导洞底部，需要通风时开启轴流风机，向先导洞内不停送风，将先导洞内有害气体由先导洞向顶部外排出；

S2、竖井断面扩挖：

S2-1、利用全站仪将竖井四个角放样出来，在四个角外侧布置延伸控制桩，控制桩布置在距离标准尺寸1m处，下一爆破循环开始钻爆破孔时，采用吊线锤利用顶部延伸控制桩进行放线，每3次爆破循环后，采用全站仪进行校核；

S2-2、用汽腿式风钻采用湿式凿岩法，利用先导洞侧壁为临空面由上至下进行分段爆破，周边爆破孔光面爆破；竖井断面扩挖时根据断面尺寸分2-3段爆破，最上部钻孔爆破时，先钻爆先导洞周边部分，使竖井水平断面呈 “台阶状”斜向先导洞倾斜，竖井全断面扩挖时，分段分序爆破，先起爆先导洞周边爆破孔，后起爆断面周边孔，利用“台阶状”爆破，形成临空面，周边爆破孔光面爆破，爆破冲击将部分弃渣抛入先导洞内，采用人工在作业面出渣，将弃渣由先导洞落入底部水平隧洞，再由装载机将弃渣运至洞外；

S2-3、最初几个爆破循环出渣时，人工将石渣出至先导洞内，暂不运出洞外，使先导洞内石渣堆积至作业面以下3m，之后的爆破循环出渣时，由装载机在水平隧洞出渣，每次出渣高度保证先导洞内石渣距离作业面高度在3m以内，保证上部人员作业安全，同时保证先导洞洞壁自身稳定；