竖井石头施工方案

竖井岩石施工综合技术方案一、工程概况本工程为直径8m、深度65m的圆形岩石竖井，位于城市轨道交通3号线区间隧道联络通道工程。井筒穿越地层自上而下为：①素填土（厚1.2-2.5m）→②全风化花岗岩（厚3.5-5.8m）→③弱风化花岗岩（厚56.7-59.3m），其中弱风化花岗岩单轴抗压强度35-60MPa，节理裂隙发育，局部存在中风化岩脉穿插。地下水位位于地表下6.8m，水量中等，渗透系数1.2×10⁻⁴m/s。竖井作为盾构始发井及永久通风井，结构设计为C40钢筋混凝土双层衬砌，外层为300mm厚初期支护（C25喷射混凝土+Φ22中空注浆锚杆），内层为500mm厚防水钢筋混凝土（抗渗等级S10）。施工需满足垂直度≤0.7‰、井底隆起量≤50mm的控制要求，且周边20m范围内存在既有建筑物，环境敏感等级一级。二、施工总体部署（一）施工分区规划井口作业区：设置20m×15m硬化平台，布置2台25t龙门吊（轨距12m）、混凝土搅拌站（HZS50型）、泥浆处理系统及材料堆放区。井口周边设置800mm高C30混凝土挡水墙，顶部安装全封闭防护棚（抗风载0.55kN/m²）。井下作业区：划分开挖区、支护区、出碴区三大功能分区，采用三层吊盘作业系统（上层操作盘、中层支护盘、下层出碴盘），盘间净距4.5m，通过4根Φ200mm钢立柱连接固定。辅助设施区：布置双回路供电系统（2×315kVA）、压风站（2台20m³/min空压机）、通风系统（2×110kW轴流风机，风筒直径1.2m）及三级沉淀池（总容积50m³）。（二）施工流程规划采用"反井钻机先导孔+钻爆扩挖+锚喷支护+整体衬砌"的施工工法，总工期控制在180天，关键线路如下：graphLRA[施工准备]-->B[锁口施工]B-->C[反井钻导孔施工]C-->D[上部扩挖至20m]D-->E[下部扩挖至65m]E-->F[井底清理及找平]F-->G[防水层施工]G-->H[衬砌混凝土浇筑]H-->I[设备安装及验收]三、关键施工技术（一）先导孔施工技术采用ZJ30型反井钻机施工Φ216mm先导孔，钻进参数控制：转速30-50r/min，扭矩18-25kN·m，给进压力8-12MPa。施工要点包括：孔位控制：采用陀螺测斜仪每50m测斜一次，偏差超过0.5°时采用复合式导向钻头纠偏。泥浆护壁：使用钠基膨润土泥浆（比重1.08-1.12，黏度25-30s），在弱风化岩层段添加2%聚丙烯酰胺改善护壁效果。排渣优化：采用气举反循环排渣，压缩空气压力0.6-0.8MPa，风量15-20m³/min，确保岩渣粒径≤50mm。（二）钻爆开挖工艺爆破参数设计（见表1）：参数名称周边眼掏槽眼辅助眼孔径（mm）Φ42Φ50Φ42孔深（m）2.52.82.5装药结构间隔装药连续装药连续装药单孔药量（kg）0.3-0.41.8-2.00.8-1.0起爆方式导爆管雷管导爆索+雷管导爆管雷管堵塞长度（m）≥0.8≥1.0≥0.8光面爆破控制：周边眼间距450mm，抵抗线600mm，采用Φ25×200mm乳化炸药（爆速3200m/s），空气间隔装药结构（间隔长度200mm）。采用毫秒延期雷管分段起爆，段间隔≥50ms，周边眼滞后掏槽眼150ms起爆，确保开挖轮廓平整度≤150mm/2m。出碴系统配置：上部采用2m³吊桶配合抓岩机（HZ-6型）出碴，提升速度控制在3-4m/s，设置自动计数装置（精度±1%）。下部通过Φ1.4m溜碴孔自重落碴，井底安装P-90B耙斗机集料，经皮带输送机转运至吊桶。（三）井壁支护体系初期支护：喷射混凝土：采用湿喷工艺（工作压力0.3-0.5MPa），分两层施作（初喷50mm封闭岩面，复喷至设计厚度），添加聚丙烯纤维（掺量0.9kg/m³）改善抗裂性能。锚杆施工：Φ22mm中空注浆锚杆（L=3.5m，间排距1.2×1.2m），采用风动凿岩机钻孔，注浆压力2.0-2.5MPa，水灰比1:1.2，确保锚固力≥150kN。二次衬砌：模板系统：采用液压整体钢模（面板厚度12mm，刚度≥20000kN·m²/m），分6段浇筑，段高4.5m，采用4台同步液压千斤顶（额定顶力100t）调整模板垂直度。混凝土施工：采用C40P10防水混凝土，坍落度180±20mm，掺加膨胀剂（UEA-H，掺量8%），分层浇筑厚度≤500mm，振捣时间20-30s，确保密实度≥98%。四、施工安全控制（一）垂直运输安全提升系统安全：卷扬机采用JKM-2.8型摩擦式提升机，配备PLC控制系统，设置过卷保护（动作距离1.5m）、过速保护（额定速度110%）及闸瓦磨损保护（磨损量≤2mm）。钢丝绳选用6×37+FC-Φ28mm，安全系数≥9，每捻距断丝数≤12丝，定期进行张力测试（每月1次）。人员上下安全：专用乘人吊桶（载人5人/次）设置双重防坠器（制动距离≤1.5m），桶内安装缓冲垫（厚度100mm，回弹率≥80%）。井口与井下信号采用"声光+视频"双冗余系统，信号工持证上岗，每班进行3次信号模拟试验。（二）爆破安全管理爆破器材管理：建立"双人双锁"管理制度，炸药库距井口300m以上，库存量≤1t，温湿度控制在15-30℃/40-60%。爆破作业采用"一炮三检"制（装药前、爆破前、爆破后），使用煤矿许用电雷管（延期时间≤130ms），起爆电源采用专用起爆器（输出电流≤3A）。爆破振动控制：采用微差爆破技术，单段最大装药量控制在30kg以内，通过萨道夫斯基公式计算：V=K(Q^(1/3)/R)^α（K=150，α=1.8），确保周边建筑物振动速度≤2.5cm/s。爆破警戒半径300m，设置6个警戒点，采用GPS定位系统确保警戒到位，爆破前15min发布预警信号。（三）应急处置预案坍塌事故处置：配备4套快速支护系统（Φ200mm钢支撑，长度6m），在井壁出现≥50mm变形时立即安装，同步启动管棚支护（Φ108mm超前管棚，L=6m，环向间距300mm）。井下设置2个应急避难硐室（容积10m³/个），配备自救器（45min型）、压缩氧及食品储备（满足8人72h需求）。突水事故处置：安装3套排水系统（1用2备），主排水泵流量100m³/h，扬程80m，排水管采用Φ159mm无缝钢管，耐压等级1.6MPa。储备200m³速凝混凝土（初凝时间≤5min）及500m注浆管，在涌水量≥50m³/h时实施工作面封堵。五、质量与环保管理（一）质量控制措施垂直度控制：采用激光投点仪（精度±10″）配合测斜仪（分辨率0.01°），每掘进5m进行一次全断面测量，建立三维偏差数据库，及时调整钻爆参数。井壁混凝土施工采用超声波检测（声速≥4000m/s）及取芯试验（每50m取芯1组），确保密实度及强度达标。防水施工控制：防水层采用1.5mm厚HDPE防水板（搭接宽度100mm），采用热合机双缝焊接（焊缝宽度≥10mm，气压检测0.2MPa/30min不降压）。施工缝设置300mm宽钢边止水带（厚度1.2mm），采用遇水膨胀止水条（膨胀倍率≥250%）辅助防水。（二）环保管理措施粉尘控制：采用湿式凿岩（用水量≥8L/min），爆破后喷雾降尘（雾粒直径5-10μm），井口设置PM10在线监测仪（报警值0.5mg/m³）。出碴车辆安装自动篷布覆盖系统，出场前经三级冲洗平台（冲洗水量5m³/辆）处理，确保轮胎附着土≤5g。噪声控制：高噪声设备设置隔音罩（降噪量≥25dB），空压机安装消声器（消声量≥30dB），周边设置声屏障（高度3m，插入损失≥15dB）。夜间施工噪声控制在55dB（敏感区），采用低噪声施工工艺，必要时实施阶段性连续施工（办理夜间施工许可）。六、施工监测方案（一）监测内容与频率监测项目监测仪器监测频率预警值井壁位移测斜仪（精度0.01mm）开挖期1次/天径向位移50mm周边沉降水准仪（DSZ2）开挖期1次/2天沉降30mm爆破振动振动监测仪（TC-4850）每次爆破速度2.5cm/s地下水位水位计（精度±1cm）1次/3天降深5m（二）数据处理与反馈建立三维监测信息平台，采用BIM技术进行数据可视化处理，当监测值达到预警值80%时启动黄色预警（加密监测至2次/天），达到预警值时启动红色预警（暂停施工，分析原因并采取加固措施）。监测数据保存期限不少于5年，作为工程验收依据。七、资源配置计划（一）主要设备配置（见表2）设备名称型号规格数量功率用途反井钻机ZJ301台160kW先导孔施工液压凿岩台车H1352台55kW钻爆作业整体钢模定制Φ8m1套-衬砌施工提升机JKM-2.81台315kW垂直运输轴流风机FBDNo8.02台110kW通风换气（二）人力资源配置实行