暗竖井施工方案.doc

暗竖井施工综合技术方案
一、工程概况
1.1 工程基本参数
本暗竖井设计深度86.5m，净直径4.2m，井壁采用C30钢筋混凝土结构，壁厚350mm。井筒穿越地层主要为第四系松散层（厚12.3m）、中风化砂岩（厚48.7m）及微风化灰岩（厚25.5m），地下水位位于地表下6.8m。设计采用"先明槽后暗挖"施工工艺，井口坐标X=32568.42m，Y=187542.93m，井底落底于微风化灰岩含水层上部。
1.2 地质水文条件
根据地质勘察报告，竖井穿越地层物理力学参数如下表：
地层名称
厚度(m)
天然密度(kN/m³)
黏聚力(kPa)
内摩擦角(°)
渗透系数(m/d)
素填土
2.1
18.6
12
18
5.2
粉质黏土
10.2
19.3
28
22
0.8
中风化砂岩
48.7
24.5
45
35
0.05
微风化灰岩
25.5
26.8
62
42
0.02
地下水主要为上层滞水（初见水位6.8m）及基岩裂隙水（稳定水位72.4m），对混凝土结构具弱腐蚀性。
二、施工总体部署
2.1 施工分区规划
将暗竖井施工划分为三个作业区：
· 井口作业区：设置井架基础、混凝土搅拌站、钢筋加工棚及材料堆放区，硬化处理地面并设置2%排水坡度
· 井筒作业区：分区分段实施掘进、支护、衬砌作业，采用短段掘砌单行作业方式
· 井底作业区：设置临时集水仓（2m×2m×1.5m）及排水系统，安装井底稳车及导向装置
2.2 施工阶段划分
1. 准备阶段（15天）：完成施工围挡、临时水电接入、设备安装调试及测量控制网布设
2. 明槽开挖阶段（20天）：开挖深度12.3m，采用0.5:1放坡结合钢板桩支护
3. 井筒掘进阶段（150天）：分74个循环段施工，平均日进尺0.6m
4. 衬砌施工阶段（90天）：同步实施钢筋绑扎、模板安装及混凝土浇筑
5. 收尾阶段（20天）：完成井筒装备安装、设备拆除及场地恢复
2.3 施工机械设备配置
设备名称
型号规格
数量
主要参数
凿井井架
JJ3-6型
1套
最大起重量10t，高度28m
提升绞车
JTK-1.6型
1台
卷筒直径1.6m，容绳量300m
抓岩机
NZQ2-0.11型
1台
斗容0.11m³，液压驱动
混凝土输送泵
HBT60型
1台
理论排量60m³/h，工作压力16MPa
激光指向仪
JZY-2型
2台
射程≥100m，光斑直径≤5mm
风动凿岩机
YT28型
6台
冲击频率38Hz，耗气量2.6m³/min
三、关键施工技术
3.1 明槽开挖与支护
采用分层开挖法，每层开挖深度2.5m，设置3道钢板桩支护（SP-IV型拉森桩，长度9m），桩顶设置双拼25a工字钢围檩。开挖前施作轻型井点降水系统，沿槽边布置单排井点管，间距1.2m，滤管埋深9.5m，配备2台真空泵（真空度≥65kPa）。
槽底验收后立即浇筑300mm厚C20混凝土垫层，设置Φ12@200mm双向钢筋网。明槽段井壁采用组合钢模板（1.5m×0.9m），模板接缝处粘贴5mm厚海绵条，采用Φ48×3.5mm钢管脚手架加固，立杆间距0.8m×0.8m，步距1.2m。
3.2 井筒掘进工艺
3.2.1 钻爆作业设计
中风化砂岩段采用光面爆破技术，炮孔布置如下：
· 周边眼：Φ42mm，孔深2.0m，间距450mm，装药量0.3kg/m
· 掏槽眼：Φ42mm，孔深2.2m，采用楔形掏槽，装药量0.6kg/m
· 辅助眼：Φ42mm，孔深2.0m，排距800mm，装药量0.45kg/m
单循环炮孔数量48个，总装药量32.6kg，采用2号岩石乳化炸药，毫秒延期电雷管起爆，起爆顺序：掏槽眼→辅助眼→周边眼，段间隔时间≥50ms。
3.2.2 装岩与提升系统
采用"抓岩机+吊桶"出矸方式，0.6m³吊桶配自动翻矸装置，提升速度控制在1.2m/s以内。设置两套提升系统：主提升（10t绞车）负责矸石提升，副提升（5t绞车）负责人员、材料运输。井口设置自动计数装置，每班记录出矸量，当实际出矸量与设计值偏差超过10%时，立即停止作业检查掌子面。
3.3 井壁支护施工
3.3.1 临时支护
松散地层段采用"喷锚网"联合支护：喷射C20混凝土（厚度100mm）+Φ22药卷锚杆（长度2.5m，间距800mm×800mm）+Φ6.5@200mm钢筋网。锚杆采用"先注浆后插杆"施工工艺，注浆压力0.5-0.8MPa，锚固力≥150kN。
3.3.2 永久衬砌
采用整体金属模板砌壁，模板高度2.0m，由6块弧形模板组成，采用法兰连接。模板安装前在岩壁上设置150mm厚找平层，钢筋保护层厚度50mm。混凝土配合比为水泥:砂:石:水=1:1.85:3.26:0.42，掺加8%粉煤灰及2%聚羧酸系减水剂，坍落度控制在180±20mm。
混凝土浇筑采用串筒下料，自由下落高度≤2m，分层浇筑厚度500mm，使用Φ50插入式振捣棒振捣，振捣时间30-45s。每模衬砌留设2组混凝土试块（标养+同条件养护），抗渗试块每5模留设1组。
3.4 排水系统设计
设置三级排水系统：
1. 掌子面积水：采用BQF-16型风动潜水泵（流量16m³/h）排至吊桶
2. 中间排水：在井深40m处设置临时泵房，安装2台150D-30×3型离心水泵（1用1备），扬程90m，流量50m³/h
3. 井底排水：设置永久泵房，安装2台200D-43×4型离心水泵（1用1备），扬程172m，流量85m³/h
排水管路采用Φ159×6mm无缝钢管，每50m设置伸缩节，管路与井壁之间设置减震装置。
四、施工进度计划
4.1 关键线路控制
采用Project软件编制四级进度计划体系，关键线路如下：
施工准备→明槽开挖→锁口施工→井筒掘进（砂岩段）→井筒掘进（灰岩段）→井底结构施工→井筒装备安装
4.2 进度保障措施
1. 资源保障：配置2套掘砌作业班组，实行"三八制"作业，备用1台抓岩机及2台提升绞车
2. 技术保障：砂岩段采用"三掘一砌"，灰岩段采用"四掘一砌"循环作业方式
3. 应急保障：储备3天用量的水泥、钢筋等主要材料，设置备用电源（200kW柴油发电机）
五、质量控制标准
5.1 井筒掘进质量控制
· 中心偏差：≤50mm/100m
· 井筒直径：-50mm~+100mm
· 井壁不平整度：≤30mm/2m
· 爆破进尺：砂岩段≥1.8m/循环，灰岩段≥1.5m/循环
5.2 混凝土施工质量控制
· 配合比计量偏差：水泥±2%，砂石±3%，水±1%
· 坍落度损失：≤30mm/h
· 养护时间：≥14d
· 抗渗等级：≥P8
· 钢筋保护层厚度：+10mm~-5mm
六、安全专项措施
6.1 提升运输安全
· 设置防过卷装置（过卷高度2.0m）及限速装置（最大速度2.5m/s）
· 吊桶设防坠器（每班检查，每月试验）
· 井口设置全封闭防护栏（高度1.2m）及自动安全门
6.2 瓦斯防治
· 配备2台便携式瓦斯检测仪（量程0-4%），报警值0.5%
· 每小班检测3次瓦斯浓度，当浓度≥0.5%时立即停止作业
· 采用防爆型施工设备，井口设置风电闭锁装置
6.3 防排水安全
· 排水系统能力为预计涌水量的1.5倍（设计涌水量35m³/h）
· 备用水泵启动时间≤10min
· 井壁淋水点采用导水管引排，集中排水
6.4 应急管理
编制12项专项应急预案，包括：
· 提升系统故障应急处置
· 井筒坍塌事故应急救援
· 突水突泥事故处置
· 瓦斯超限应急响应
每季度组织1次应急演练，配备应急物资：自救器20台、担架2副、急救箱2个、应急照明设备5套。
七、施工监测方案
7.1 监测内容与频率
监测项目
监测仪器
监测频率
控制值
井筒中心偏差
激光指向仪
1次/天
±50mm
井壁收敛
测绳+钢尺
1次/2天
30mm
围岩压力
振弦式压力盒
1次/3天
2MPa
地下水位
水位计
1次/天
±500mm
7.2 数据处理与预警
建立三级预警机制：
· 黄色预警：监测值达到控制值的80%，加密监测频率至2次/天
· 橙色预警：监测值达到控制值的90%，停止掘进作业，分析原因
· 红色预警：监测值超过控制值，立即启动应急预案
八、文明施工与环保措施
1. 粉尘控制：井口设置雾炮机（覆盖率100%），出矸车辆必须覆盖篷布
2. 噪声控制：破碎机设置隔音罩，昼间噪声≤70dB，夜间≤55dB
3. 废水处理：设置三级沉淀池（总容积50m³），处理后水质SS≤70mg/L
4. 固废处理：建筑垃圾分类存放，可利用矸石回收率≥80%
九、施工设备维护
9.1 主要设备保养周期
设备名称
日常保养
一级保养
二级保养
提升绞车
每班
每周
每月
抓岩机
每班
每旬
每两月
混凝土输送泵
每班
每半月
每月
9.2 备品备件管理
建立设备台账及备件库，储备关键部件：
· 提升机主轴瓦（2套）
· 抓岩机液压油缸（3个）
· 水泵叶轮（5套）
· 电机轴承（10套）
十、特殊工况处置
10.1 断层破碎带施工
当掘进遇断层破碎带（设计在井深56.3m处有F11断层，落差3.2m），采用"管棚+注浆"超前支护：
· 管棚：Φ108×6mm无缝钢管，环向间距300mm，长度6m
· 注浆：水泥-水玻璃双液浆，水灰比1:1，注浆压力1.2-1.5MPa
· 掘进：短循环（0.8m/循环），立即喷射50mm厚混凝土封闭掌子面
10.2 突水应急处置
当发生突水（涌水量≥50m³/h）：
1. 立即启动全部排水设备，切断井下电源
2. 人员通过安全梯撤离，关闭井口安全门
3. 采用速凝混凝土（初凝时间≤5min）封闭掌子面
4. 实施管井降水，降低水头压力后恢复施工
本方案针对暗竖井施工全过程制定技术保障措施，施工中需根据实际地质条件动态调整参数，严格执行"先探测、后掘进"原则，确保施工安全。