竖井反向施工方案

竖井反向施工综合技术方案一、工程概况本工程为市政排水竖井工程，设计直径8.2m，井深68m，采用反井法施工工艺。工程地处城市建成区，周边20m范围内分布有既有建筑物及地下管线，地质勘察资料显示场地土层分布为：①素填土层（厚1.5-2.3m）→②黏土层（厚3.2-5.7m，含水量28%）→③中风化灰岩（厚52-58m，单轴抗压强度35-42MPa），地下水位埋深6.8m。根据设计要求，竖井需穿越两层破碎带（埋深22m及45m处），最大涌水量预计15m³/h。二、施工准备（一）技术准备测量控制网建立采用全站仪按二级导线精度建立井位控制网，设置4个永久控制点（采用Φ25钢筋埋入基岩0.5m），井口周边布设6个水准点。导井轴线控制采用"十字线挂垂球"法，每5m深度进行一次偏斜校正，确保导孔偏斜率≤0.5%。施工图纸深化完成导井扩孔刀具布置图、井壁支护结构图、出碴系统布置图等6套专项图纸深化，重点优化破碎带段支护参数，将原设计250mm厚喷射混凝土调整为"200mmC25喷射混凝土+Φ8@150×150钢筋网+Φ22中空注浆锚杆（L=3.5m，间距1.2m×1.2m）"复合支护体系。（二）现场准备场地布置划分5个功能区：①钻机作业区（布置LM-200型反井钻机，基础采用C30混凝土浇筑，尺寸4m×6m×0.8m，预埋8个Φ30地脚螺栓）；②出碴区（设置2m×3m集碴坑，配备ZL50装载机）；③材料堆放区（钢材、水泥等原材料架空堆放，离地高度≥30cm）；④混凝土搅拌区（布置JS500搅拌机，配置自动计量系统）；⑤办公生活区（采用集装箱式临建，距离井口25m）。设备进场验收主要施工设备清单及技术参数：反井钻机：LM-200型，最大扭矩200kN·m，液压系统工作压力31.5MPa导孔钻头：Φ216mm镶齿滚刀钻头，刀圈硬度HRC58-62扩孔钻头：Φ2.5m偏心扩孔器，配备12个YG8硬质合金刀具提升系统：2JK-3.5型卷扬机，额定拉力300kN，钢丝绳直径28mm通风设备：JK58-2型轴流风机，风量280m³/min，风压3500Pa（三）材料准备钢材：Φ22中空注浆锚杆（屈服强度≥335MPa）、Φ8钢筋网（抗拉强度≥400MPa）、H型钢支架（HW200×200×8×12）混凝土：C25喷射混凝土（初凝时间≤15min）、C35模筑混凝土（抗渗等级P8）、M30水泥浆（水灰比0.5-0.55）防水材料：1.5mm厚EVA防水卷材、遇水膨胀止水条（膨胀倍率≥300%）三、主要施工工艺（一）导井施工正向导孔钻进开孔阶段：采用Φ216mm先导孔钻头，钻压控制在8-12kN，转速15r/min，每钻进0.5m提钻检查钻头磨损情况正常钻进：钻压15-20kN，转速20-25r/min，采用正循环泥浆护壁，泥浆配比为"水:膨润土:CMC=100:8:0.5"，泥浆密度维持在1.15-1.20g/cm³终孔验收：导孔深度70m（超挖2m），孔径216±5mm，孔底沉渣厚度≤100mm反向扩孔刀具安装：在地面完成Φ2.5m扩孔器组装，检查刀盘偏摆量≤2mm，刀具径向跳动≤1.5mm扩孔参数：钻压80-120kN，扭矩120-180kN·m，转速8-12r/min，每小时进尺控制在0.8-1.2m排碴系统：采用"孔内自重落碴+井底皮带输送机"连续出碴，岩碴粒径控制在≤300mm，日处理碴量≥200m³（二）井身开挖全断面正向开挖采用"钻爆法"施工，分6个作业循环：钻孔：YT28风钻造孔，周边眼间距500mm，抵抗线600mm，掏槽眼采用楔形布置，孔深3.5m装药：周边眼采用Φ32乳化炸药（不耦合系数1.5），连续装药结构；掏槽眼采用Φ45乳化炸药，间隔装药，总装药量控制在12kg/m³起爆：非电毫秒雷管分段起爆，段间隔50ms，采用"V"型起爆顺序，最大单响药量≤20kg支护施工喷射混凝土：分两层施工，初喷50mm厚封闭岩面，终喷至设计厚度，喷射压力0.4-0.6MPa，喷头距岩面1.2-1.5m锚杆施工：采用MQT-130锚杆钻机钻孔，孔径42mm，注浆压力2.0-2.5MPa，注浆饱满度≥90%钢筋网安装：分片铺设，搭接长度300mm，与锚杆焊接固定，保护层厚度≥30mm（三）混凝土衬砌模板工程采用6m高整体钢模板（面板厚度6mm，背楞采用[10槽钢，间距300mm），分4段浇筑至设计标高。模板安装偏差控制：轴线位移≤5mm，垂直度≤8mm，接缝错台≤2mm。混凝土施工配合比：C35P8混凝土，水泥:砂:石:水:外加剂=1:1.85:3.26:0.42:0.012，坍落度180±20mm浇筑工艺：采用HBT60混凝土输送泵，导管直径150mm，底管长度≥4m，浇筑速度控制在2m/h，分层厚度500mm，振捣采用Φ50插入式振捣棒，振捣时间15-30s养护：覆盖土工布洒水养护，养护期≥14d，混凝土试块强度达到设计值75%后方可拆模四、质量控制措施（一）原材料控制钢材：每60t为一批次进行力学性能检验，Φ22锚杆增加3%抽样进行抗拔力试验（要求≥150kN）混凝土：每50m³制作3组试块（标养、同条件、抗渗各1组），抗渗试块采用逐级加压法试验（0.6MPa恒压8h无渗漏）（二）工序控制导井施工建立"三检制"：①班组自检（每2m测斜）→②技术部门复检（每5m测斜）→③监理验收（每10m测斜），偏斜超限时采用"扫孔纠偏法"处理，每次扫孔深度≤3m。支护施工实施"五量控制"：①锚杆间距（允许偏差±100mm）；②喷射混凝土厚度（采用凿孔法检查，每100m²检查10点，合格率≥90%）；③钢筋保护层厚度（采用电磁感应仪检测，允许偏差+10mm，-5mm）；④注浆压力（稳压时间≥3min）；⑤混凝土强度（回弹法检测，每20m井段检测1组）。（三）试验检测现场试验建立移动试验室，配备混凝土含气量测定仪、锚杆拉拔仪等设备，开展：①混凝土坍落度（每工作班检测4次）；②喷射混凝土早期强度（采用贯入法，24h强度≥10MPa）；③锚杆抗拔力（每30根检测1组，最小值≥设计值90%）。第三方检测委托第三方机构进行：①超声波检测（井壁混凝土缺陷检测，检测比例20%）；②地质雷达扫描（破碎带注浆效果检测，扫描分辨率≤2cm）。五、安全保障体系（一）危险源管控重大危险源清单辨识出7项重大危险源：①高处坠落（设置1.2m高防护栏杆，满挂密目安全网）；②物体打击（作业平台满铺50mm厚木板，设置20cm高踢脚板）；③中毒窒息（配备4台四合一气体检测仪，O2浓度＜19.5%时立即停止作业）；④涌水突泥（在井深20m、43m处各设置1道防水闸墙，采用C30混凝土浇筑，厚度1.2m）。应急准备配置应急物资：①救生设备（6套自救器、4个逃生呼吸器）；②排水设备（2台Φ150潜水泵，扬程80m，流量50m³/h）；③通讯设备（2部防爆对讲机，信号覆盖全井深）。每月开展1次防坍塌应急演练，演练时长不少于40min。（二）专项安全措施反井钻机作业钻机操作实行"双人监护制"，开机前检查液压系统压力（正常工作压力31.5MPa±0.5MPa）钻杆连接时采用扭矩扳手（额定扭矩800N·m），确保丝扣连接紧密扩孔时设置声光报警装置，井内有人作业时严禁启动扩孔系统爆破作业采用"一炮三检"制度（装药前、爆破前、爆破后检查瓦斯浓度，≤0.5%方可作业）爆破警戒半径300m，设置8个警戒点，每个警戒点配备1名警戒员和1面红旗瞎炮处理采用"二次爆破法"，距瞎炮孔300mm处平行钻孔，装入原药量1/3的炸药起爆（三）监测监控井壁监测在破碎带段布设12个测斜仪（量程±30°，精度0.1°），每2h采集一次数据，当井壁位移速率＞5mm/d时启动预警，采取"加密锚杆+超前管棚"加固措施。设备监测对反井钻机设置6个监测点：①主轴温度（≤70℃）；②液压油污染度（NAS8级）；③钻杆振动频率（正常范围15-25Hz），超标时自动停机保护。六、施工进度计划（一）关键线路施工总工期150d，关键线路为：施工准备（15d）→导井施工（40d）→井身开挖（60d）→混凝土衬砌（30d）→竣工验收（5d）。（二）进度保障资源保障配置2套作业班组（A、B班），实行"两班倒"作业（每班12h），高峰期投入劳动力65人（其中钻工12人、爆破工5人、混凝土工8人）。技术保障在破碎带段采用"超前注浆预加固"技术（Φ42小导管，L=4.5m，环向间距300mm，注浆压力1.5-2.0MPa），预计缩短该段施工工期8d。设备保障建立"1+1"备用机制：①备用1台YT28风钻；②备用2套Φ22锚杆钻头；③反井钻机易损件库存满足30d用量。七、环保与文明施工（一）扬尘控制施工区降尘设置3台雾炮机（覆盖半径30m），出碴车辆安装自动冲洗平台（冲洗水压≥0.3MPa），弃碴运输采用密闭式罐车，出场前覆盖篷布。噪声控制对反井钻机设置隔音棚（采用50mm厚吸音棉，降噪量≥25dB），空压机安装消声器，夜间22:00至次日6:00停止爆破作业，噪声排放符合《建筑施工场界环境噪声排放标准》（GB12523-2011）要求。（二）废水