调压井开挖与支护施工方案

调压井开挖与支护施工方案1适用范围与编制依据1.1适用范围本方案适用于××抽水蓄能电站输水系统调压井（井深88.3m，开挖直径12.4m，衬后直径10.0m）的土建开挖与支护施工。若地质条件、设计断面或工期调整，须由项目部总工在24h内组织专项评审并出具书面变更单。1.2编制依据（1）××抽水蓄能电站输水系统土建标招标文件及补遗书；（2）GB50446—2017《盾构法隧道施工与验收规范》第3.2.4条竖井施工条款；（3）DL/T5099—2019《水工建筑物地下开挖工程施工技术规范》；（4）××设计院《调压井结构图（图号SJS41～SJS55）》；（5）××公司《深竖井施工安全管理红线制度（2023版）》；（6）现场超前地质预报报告（20240315版）及岩体BQ指标表。2工程地质与水文地质2.1岩性序列0～8m：第四系含砾粉质黏土，松散～稍密，γ=19.2kN/m³，c=18kPa，φ=22°；8～28m：强风化花岗岩，节理发育，RQD=25%，岩体纵波速度Vp=2.1km/s；28～65m：弱风化花岗岩，RQD=65%，单轴饱和抗压强度Rc=68MPa；65～88.3m：微风化花岗岩，RQD=85%，Rc=92MPa，局部发育硅化蚀变带。2.2水文条件井口标高以上15m为常年稳定地下水位，预测最大涌水量Qmax=185m³/h；硅化蚀变带存在承压裂隙水，水头压力0.42MPa。3总体施工思路采用“自上而下、短进尺、弱爆破、强支护、快封闭”原则，分Ⅰ～Ⅳ四个区段递进作业：Ⅰ段（0～15m）：明挖锁口+0.8m厚C30钢筋混凝土衬砌，作为后续反井吊罐提升平台；Ⅱ段（15～35m）：反井钻机先施工φ1.2m导井，再自上而下扩挖至设计断面，喷射C25混凝土+锚杆+钢筋网联合支护；Ⅲ段（35～65m）：采用LM200型反井钻机一次成井φ3.5m，随后用凿岩台车分层爆破扩挖，钢纤维喷砼+预应力锚索；Ⅳ段（65～88.3m）：改用双滚筒提升吊罐出渣，爆破循环进尺1.5m，喷射C30钢纤维混凝土厚150mm，系统锚杆@1.2m×1.2m，L=4.5m，并布设I16钢拱架@1.0m。4施工准备4.1现场“四通一平”道路：3.5m宽混凝土硬化便道，承载≥40t，纵坡≤8%；供水：在井口右侧设50m³高压水池，P=1.6MPa，管径DN100；供电：800kVA箱变一台，双回路10kV高压进洞，井下照明采用36V安全电压；通风：在锁口上部安装2×110kW轴流风机，φ1.4m柔性风筒，压入式通风，风速≥0.25m/s；场地平整：井口周边10m范围浇筑20cm厚C20混凝土硬化，设2%排水坡。4.2测量放线采用LeicaTS16全站仪（0.5″级）进行三维坐标控制，井口中心点允许偏差≤5mm；每下挖5m用垂线法复测一次垂直度，偏差>1/1000时必须立即纠偏。4.3材料与设备进场验收（1）水泥：P·O42.5，每批抽检凝结时间、强度、安定性，不合格直接退场；（2）钢纤维：选用上海贝尔MF1325，长度25mm，等效直径0.5mm，抗拉≥1200MPa；（3）反井钻机：LM200，额定扭矩42kN·m，提升力1200kN，进场须提供第三方检测报告；（4）炸药：现场临时库容量≤500kg，雷管≤1000发，双人双锁，视频监控24h。5开挖施工方法5.1Ⅰ段明挖锁口（1）采用CAT336挖掘机开挖，放坡1:0.75，每3m设1m宽马道；（2）挖至设计标高后，立即铺设10cm厚C15混凝土垫层，24h内绑扎锁口钢筋（双层双向Φ20@150）；（3）模板采用定型钢模，φ48×3.5mm钢管支撑@600mm，混凝土一次浇筑完成，插入式振捣+附着式振捣联合，养护≥7d。5.2Ⅱ段反井扩挖（1）先用反井钻机自井口向下钻φ216mm导向孔，再自下而上扩至φ1.2m导井；（2）在导井内布置3t提升吊罐，采用Y28手风钻径向钻孔，楔形掏槽，每循环进尺1.2m，炸药单耗0.9kg/m³；（3）出渣：利用导井溜渣至井底平洞，再由ZL50装载机装15t自卸车运至弃渣场，运距2.3km；（4）通风：爆破后15min经CO、NOx检测合格（CO<24ppm）方可下井。5.3Ⅲ段深井反挖（1）LM200反井钻机一次成井φ3.5m，偏斜率≤0.15%；（2）扩挖采用三班制，凿岩台车布孔@600mm，周边孔间距450mm，线装药密度120g/m；（3）每爆破完成立即用AM500湿喷机喷砼，初喷厚50mm，复喷至设计厚120mm，回弹率控制<15%；（4）锚杆施工：MG100锚杆钻机成孔，孔径φ56mm，锚杆安装后注M30水泥浆，注浆压力0.4MPa，稳压3min。5.4Ⅳ段高应力段（1）采用“短进尺、弱扰动”方式，循环进尺1.5m，每爆破后立即进行顶拱钢拱架支护；（2）钢拱架节段长1.0m，连接板用10.9级M24螺栓，扭矩≥300N·m；（3）喷砼掺速凝剂3%，初凝≤5min，终凝≤10min；（4）每10m布设多点位移计（0°、90°、180°、270°），当收敛值>20mm时启动Ⅱ级预警，立即增设φ6.5mm钢筋网片@100mm×100mm并复喷至200mm厚。6支护参数与材料6.1喷射混凝土设计强度等级C25～C30，抗渗≥P8，与围岩粘结强度≥1.0MPa；现场每50m³取1组（3块）150mm立方体试件，强度不合格则双倍复测，仍不合格该批次全部凿除重喷。6.2锚杆（1）Ⅱ段：φ22mmHRB400螺纹钢，L=3.0m，梅花形布置@1.5m×1.5m；（2）Ⅲ段：φ25mm中空注浆锚杆，L=4.5m，@1.2m×1.2m；（3）Ⅳ段：φ32mm预应力锚索，L=8m，张拉荷载120kN，锁定值105kN，验收标准：张拉至1.15倍设计荷载保持5min，伸长量差值≤5%。6.3钢筋网φ8mmHPB300圆钢，网格150mm×150mm，搭接长度≥200mm，采用16铁丝绑扎，每节点双丝双扣。6.4钢拱架I16工字钢，节段间设φ20mm连接板，每榀拱架基脚设φ25mm锁脚锚管L=3.5m，下插角10°，注浆饱满度≥80%。7排水与降水7.1井外截水井口周边设30cm×30cm矩形截水沟，M10砂浆抹面，纵坡≥3%，接入洞口沉淀池。7.2井内排水（1）在井壁每10m设一道φ50mm软式透水管，外包400g/m²土工布，接入φ108mm钢质集水管；（2）井底设2.2kW潜水泵，扬程120m，自动浮球控制，水量>50m³/h时启动备用泵；（3）雨季（5～7月）实行“白+黑”双岗值守，水位报警值距开挖面≤0.5m。8通风、防尘与气体监测8.1通风计算按洞内最多作业人数12人、柴油设备功率180kW计算，需风量Q=252m³/min，实际供风量300m³/min，备用系数1.19。8.2气体监测配备4台MultiwarnII复合气体检测仪，每班下井前检测O₂、CO、H₂S、NO₂；爆破后增加检测CH₄，任何一项超标立即撤出人员并加大通风。8.3防尘措施（1）湿式凿岩，供水压力0.3MPa；（2）喷砼采用潮喷工艺，粉尘浓度≤2mg/m³；（3）作业人员佩戴3M3200防尘半面罩，滤棉每日更换。9爆破设计与起爆网络9.1爆破参数孔径φ42mm，孔深1.7m（循环1.5m+0.2m超深），单孔药量1.35kg，总药量42kg，雷管段别MS1～MS9，采用并串联复式网络。9.2起爆方式孔内高段位MS9，孔外低段位MS3，双发瞬发电雷管并联，确保单发失效仍能起爆；警戒半径200m，井口设岗哨3人，对讲机频道固定为CH6。9.3盲炮处理发现盲炮立即封锁现场，由持证爆破员单人处理：重新连线再次起爆；无法起爆时，平行孔距盲炮≥0.3m钻孔诱爆，严禁强行挖掏。10质量检验与验收10.1主控项目（1）井中心线偏位≤20mm；（2）井壁半径±15mm；（3）喷砼厚度10mm～+20mm；（4）锚杆抗拔力≥设计值1.15倍。10.2一般项目（1）喷砼表面无漏喷、空鼓；（2）钢拱架安装无扭曲，间距±30mm；（3）钢筋网搭接长度≥200mm。10.3验收程序每5m一个单元，由班组自检→质检科复检→监理工程师终检，三方签字后方可进入下一循环；一次验收合格率≥95%，否则停工整改并处以5000元/次罚款。11安全管理制度11.1门禁制度井口设人脸识别系统，非登记人员无法进入；下井人员必须登记工种、时间、携带设备，升井后注销。11.2提升系统（1）提升钢丝绳φ24mm，6×19S+FC，公称抗拉强度1960MPa，每班检查断丝、锈蚀；（2）防坠器采用FZS3型抓捕器，每半月做一次脱钩试验，下滑距离≤150mm；（3）严禁人货混提，吊罐乘人≤9人，超载报警器阈值1.1t。11.3动火审批井下动火必须办理三级动火票，配备2具MF/ABC8灭火器，设专人监护，动火结束后留守30min确认无火源。11.4应急预案（1）坍塌：立即启动I级响应，井下人员通过安全梯升井，启动备用通风机；（2）突水：井底作业人员通过应急逃生船撤离，关闭防水闸门；（3）中毒：佩戴正压式呼吸器，将中毒人员移至井口上风处，拨打120并实施心肺复苏；（4）每季度组织一次实战演练，演练记录保存≥2年。12环保与文明施工12.1噪声控制爆破时间限定在7:00～19:00，夜间禁止爆破；空压机加隔音罩，场界噪声≤55dB（A）。12.2废水处理井底设三级沉淀池（容积60m³），投加PAC絮凝剂20g/m³，出水SS≤70mg/m³，达标后排入业主指定沟渠。12.3弃渣管理弃渣场先挡后弃，挡渣墙高3m，顶宽1m，M7.5浆砌石；每堆高2m覆土0.5m，播撒狗牙根草籽，防止水土流失。13进度计划井口锁口：20240401～20240420；Ⅱ段开挖支护：20240421～20240610；Ⅲ段开挖支护：20240611～20240831；Ⅳ段开挖支护：20240901～20241115；总工期228日历天，关键线路为Ⅲ段扩挖，延误1天罚款2万元。14职业健康14.1噪声作业人员每半年进行纯音测听，发现高频听力下降>15dB立即调岗；14.2粉尘作业人员离职前必须进行胸片检查，费用项目部承担；14.3现场设置淋浴室、洗衣房，工作服与便服分离，防止二次扬尘。15成本控制措施15.1材料限额领料，锚杆、钢纤维按设计量+2%损耗包干，超耗部分按市场价120%扣款；15.2采用“四新”技术：钢纤维替代传统钢筋网，节省人工28%，节省钢材12t；15.3每月召开一次成本分析会，偏差>3%时启动纠偏，责任人48h内提交整改报告。16信息化管理16.1建立BIM+GIS三维模型，实时显示每循环开挖进度、支护参数；