柳寶林

摘 要：豎井施工受其結(jié)構(gòu)型式和斷面大小的影響，出碴及襯砌的施工有很大的制約性，合理安排施工工藝、選擇施工方法是保證工程進(jìn)度和質(zhì)量的關(guān)鍵因素。

關(guān)鍵詞：豎井；施工；工藝

中圖分類號(hào)：U455.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2015）11-0164-02

1 工程概況

1.1 工程背景及設(shè)計(jì)概況

“引白入北”工程位于遼寧省北票市，北票市地處遼西干旱地區(qū)，屬于資源性缺水的城市，該工程的建設(shè)是從根本上解決北票市城區(qū)供水緊缺的項(xiàng)目，包括取水工程、輸水工程、凈水廠工程、配水管線等工程組成。北票市引白入北供水工程的設(shè)計(jì)取水區(qū)域位于白石水庫下府至雙樓段，取水位置位于中心府，濾床控制面積23.44萬 m2，取水泵站的建設(shè)場址位于大凌河左岸中心府上游的側(cè)坡嘴前沿，占地面積1 575 m2，集水井豎井井口處的地面高程為129.75 m，豎井設(shè)計(jì)深度52.25 m，內(nèi)徑5 m。該工程的濾床取水區(qū)域位于白石水庫中心府區(qū)段，設(shè)計(jì)1條700 m的輸水主巷道和3條支巷道，其中1號(hào)支巷312 m，2號(hào)支巷312 m，3號(hào)支巷462 m，硐室連接巷48 m，在主巷和支巷上布置9座硐室。

1.2 工程地質(zhì)

北票地區(qū)屬遼西丘陵地區(qū)，地勢(shì)起伏較大，位于華北準(zhǔn)地臺(tái)的北部，燕山臺(tái)褶帶的的遼西臺(tái)陷中。大面積出露中生代地層，少量元古界長城系、薊縣系地層。自上而下為：①元古界地層。僅見長城系高于莊組及薊縣系霧迷山地層出露，分布在北票的東部，呈北東、南西走向；②中生界地層。主要分布有侏羅系、白堊系地層；③巖漿巖。北票附近巖漿巖分布較少，僅零星分布。大部分為燕山期中晚期淺層侵入巖，巖性主要為玄武玢巖、安山玢巖、英安玢巖等。

1.3 主要工程量

主要工程量見表1。

2 施工機(jī)械設(shè)備配置計(jì)劃

主要施工機(jī)械設(shè)備見表2。

3 豎井施工工藝

3.1 施工方案簡述

土層、砂礫層施工：首先施工鎖口，鎖口采用鋼筋砼，利用鋼管樁作承載基礎(chǔ)，采用人工開挖卷揚(yáng)機(jī)垂直提升出碴，邊開挖邊澆筑鋼筋砼井筒，促進(jìn)井周土質(zhì)密實(shí)度和抗?jié)B效果?；鶐r：采用鉆爆法施工，采取分段、分次爆破，掘進(jìn)與襯砌仍采取邊開挖邊澆筑的方法施工。

3.2 豎井設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)

集水豎井井口標(biāo)高129.75 m，井底標(biāo)高77.5 m，井深52.25 m，內(nèi)徑5 m，壁厚0.4 m，C30鋼筋砼現(xiàn)澆全支護(hù)。井底5 m段為導(dǎo)井，為施工和將來巷內(nèi)維護(hù)、檢修排水置泵空間。豎井井壁和底板均采用C30鋼筋砼。豎井從室內(nèi)地坪到基巖強(qiáng)風(fēng)化層部分采用雙層鋼筋，中、微風(fēng)化地層采用單層鋼筋。

3.3 施工方法

3.3.1 施工場地平面布置

平整場地后結(jié)合地形進(jìn)行布置，設(shè)卷揚(yáng)機(jī)房1間、配電室1間、維修房3間、工具房及值班室2間、穩(wěn)車場、混凝土攪拌站、空壓機(jī)房、循環(huán)水池、材料庫等。在地勢(shì)較高處設(shè)置1座蓄水池，作為施工用水。布置如下：①修Ⅳ型井架，位于豎井的正上方進(jìn)行布置，井架中心與豎井中心偏離距離為30 cm，井架頂部為天輪平臺(tái)。在井架的第一層平臺(tái)上，布置安裝卸碴倉和翻碴裝置。井架在鎖口圈施工完畢后進(jìn)行；②卷揚(yáng)機(jī)房位于南側(cè)，占地面積約為154 m2，鑿巖卷揚(yáng)JK2.5-20/11.5型1臺(tái)，卷揚(yáng)按照井筒中心線方向進(jìn)行布置，另設(shè)變電所和配電室；③穩(wěn)車場，根據(jù)施工的需要，共布置JZ10/800A 1臺(tái)、安全梯穩(wěn)車JZA-5/1000 A1臺(tái)，穩(wěn)車按照鑿井穩(wěn)車的基礎(chǔ)現(xiàn)澆，并做好預(yù)留孔洞；④空壓機(jī)房，按照每臺(tái)壓風(fēng)機(jī)占地面積考慮，共計(jì)60 m2，壓風(fēng)機(jī)房離施工場地遠(yuǎn)近滿足規(guī)范要求；⑤混凝土攪拌站，設(shè)置在井口附近，并布置砂、石料場；⑥施工場地的維修房、值班室等按實(shí)際情況進(jìn)行布置；⑦生活區(qū)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行布置。

井筒內(nèi)施工布置：1.5 m3提升碴石吊桶一套，Φ500 mm風(fēng)筒1趟，Φ40 mm供水管1趟，Φ159 mm供風(fēng)管1趟（后改造為下料管），動(dòng)力電纜1趟（YC3×16+1×4），通信信號(hào)電纜（YC13×4），爆破電纜（YC2×4）各1趟，雙層小吊盤一個(gè)，雙層大吊盤一個(gè)，長繩懸吊抓巖機(jī)0.4 m3一臺(tái)，80DGL50×5吊泵1臺(tái)，懸掛安全梯1部。

3.3.2 鎖口段施工

鎖口段以粉質(zhì)粘土為主，表層為塊石土，塊石原巖為混合強(qiáng)風(fēng)化層部分，采用人工開挖。利用鋼管樁作承載基礎(chǔ)，采用人工開挖卷揚(yáng)機(jī)垂直提升出碴。鎖口段按設(shè)計(jì)斷面開挖完成后，進(jìn)行鎖口鋼筋混凝土的澆筑，澆筑時(shí)模板采用大塊鋼模板。

3.3.3 井身段掘進(jìn)

井身段分為兩部進(jìn)行掘進(jìn)，先進(jìn)行高程82 m以上豎井施工，等輸水平巷及硐室施工完后再進(jìn)行82 m以下段豎井施工。

①鑿巖爆破。

其一，采用YT-28風(fēng)鉆機(jī)12臺(tái)同時(shí)作業(yè)，釬頭采用Φ40 mm“一”字型硬質(zhì)合金鉆頭，分四個(gè)工作區(qū)域，集中組成18人的“定人、定機(jī)、定位”的勞動(dòng)組織。

其二，炮眼深度根據(jù)主井Φ掘=5.8 m的條件。

S=3.1415926×5.82÷4=26.4 m2，按照工期要求月進(jìn)度80 m，故根據(jù)公式：

式中：l為月掘進(jìn)深度，m；n為每月掘進(jìn)天數(shù)，取時(shí)間為27 d； n1為每循環(huán)小時(shí)數(shù)，取12 h/循環(huán)；η為炮眼利用率：取0.85；η1為循環(huán)率：取0.85。

為充分發(fā)揮大抓巖機(jī)的生產(chǎn)能力和提前超額完成生產(chǎn)任務(wù)，同時(shí)考慮小井筒開挖斷面較小等各種因素的影響，取炮眼深度L=2.4 m。

其三，炮眼數(shù)目的確定（N）根據(jù)公式：

式中：q為單位炸藥消耗量，kg/m3；s為井筒的掘進(jìn)斷面，m2； η為炮眼利用率，η=0.85；m為每個(gè)藥包的長度，m=0.2 m；G為每個(gè)藥包的重量，G=0.2 kg；a為炮眼平均裝藥系數(shù)，a=0.65。

其四，炮眼布置（略）。

②裝巖：豎井采用0.4 m3長繩懸吊抓巖機(jī)抓巖，井筒中配抓巖機(jī)司機(jī)2人/班.次、搬運(yùn)工5人/班，配1.5 m3吊桶裝渣。井筒中采用人工清底。

③輔助設(shè)施。其一，提升：采用JK2.5-20/11.5單筒卷揚(yáng)機(jī)，配1.5 m3吊桶2個(gè)交替使用，用于提升材料和井下出碴。其二，排水：井筒中布置一臺(tái)80DGL-50*5吊泵，揚(yáng)程為350 m。當(dāng)涌水量小于5 m3/h，采用風(fēng)動(dòng)泵排水至吊桶中，隨碴石一起帶至地面，經(jīng)卸碴倉排出。其三，通風(fēng)方式為壓入式，采用22 kW軸流式風(fēng)機(jī)，經(jīng)Φ500 mm風(fēng)筒壓入至井下，送入新鮮風(fēng)量，并排出井底污風(fēng)。其四，供風(fēng)、供水：供風(fēng)在地面安裝3臺(tái)20 m3壓風(fēng)機(jī)，每次正常開風(fēng)施工時(shí)為兩臺(tái)同時(shí)啟用，另一臺(tái)備用；供風(fēng)管采用Φ159 mm鋼管，待井筒掘至井底后改為井筒溜灰管之用。供水管采用Φ40 mm鋼管。其五，通訊、信號(hào)系統(tǒng)：采用聲光控制系統(tǒng)，由井下吊盤信號(hào)工將信號(hào)傳至井口信號(hào)房，經(jīng)井口信號(hào)工確認(rèn)轉(zhuǎn)發(fā)至卷揚(yáng)房，信號(hào)系統(tǒng)操作時(shí)制定信號(hào)各種鈴聲所代表的操作信息。加磁石電話三部，吊盤、井口信號(hào)房、卷揚(yáng)房等三處分各設(shè)一部，以便相互聯(lián)系，吊盤電話只與井口信號(hào)房相通。其六，照明：工作面采用可提放的36 V電壓傘形罩組合燈4～6組，每組300 W，放炮時(shí)提到吊盤上。吊盤上裝JMB-380/36 V 4 kVA封閉式變壓器，并裝4盞60 W/36 V防水照明燈。井蓋門下裝100 W照明燈1盞。地面裝380/220 V 127 V.4 kVA變壓器1臺(tái)，專供井口信號(hào)房信號(hào)、照明和卷揚(yáng)房照明用。其七，測(cè)量：進(jìn)井點(diǎn)的測(cè)量：在豎井附近至少建立一個(gè)永久性控制點(diǎn)（包括平面、高程控制），作為基準(zhǔn)點(diǎn)；井筒十字線的測(cè)設(shè)：沿十字線各端埋設(shè)永久保護(hù)的點(diǎn)不少于2個(gè)，并實(shí)測(cè)各點(diǎn)的坐標(biāo)。隨著豎井掘進(jìn)到一定深度，十字線還應(yīng)轉(zhuǎn)設(shè)到豎井鎖口面上，并埋設(shè)銅質(zhì)標(biāo)志，永久保存；井筒的測(cè)量，設(shè)6根測(cè)量中線，由6臺(tái)自制小絞車?yán)p繞Φ1.2 mm鋼絲，在進(jìn)行井筒擴(kuò)挖、襯砌時(shí)，啟用6根測(cè)量中線；豎井掘進(jìn)時(shí)只采用一根中心線，施工時(shí)定期檢校中心線。其八，備用一臺(tái)200 kW柴油發(fā)電機(jī)。

④臨時(shí)支護(hù)。掘進(jìn)時(shí)，采用TK961型噴漿機(jī)，用Φ159×8 mm輸送管道將噴射料送至工作面，每次噴漿時(shí)間選在鑿巖爆破后進(jìn)行，使噴漿回彈料存留在松散碴石上，以便出碴石時(shí)一并清理。

3.3.4 鋼筋砼施工

①鋼筋作業(yè)。鋼筋的調(diào)直、除銹、切斷彎曲工作都在鋼筋作業(yè)場進(jìn)行，豎向鋼筋第一節(jié)按0.5 m一級(jí)錯(cuò)開接頭，水平圍圈鋼筋按原材料長度可以分成數(shù)段制作，并在加工場彎好弧度，綁扎水平筋時(shí)按間距、預(yù)先在豎筋上用粉筆畫上水平線；②砼施工。砼在拌合站拌合，砼運(yùn)輸車運(yùn)輸，搭設(shè)竄筒入倉，機(jī)械振搗。

4 結(jié) 語

通過該施工工藝，成功的解決了“引白入北”供水工程豎井施工中斷面小、出碴難的問題，確保了施工質(zhì)量和工程進(jìn)度。

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