大直径竖井实施性施工方案

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大直径竖井实施性施工方案

1、兰州至海口国家高速公路。。。。。。。合同段两阶段施工图设计;

3、《公路工程质量检验评定标准》(第一册.土建工程)JTG F80/1—2004;

DB15T 353.3-2020标准下载3、我单位同类工程的施工经验及现有人、材、机的情况;

。。。高速公路是兰州至海口高速公路的重要组成部分,也是甘肃省规划的“四纵四横四个重要路段”公路网主骨架中第二纵的重要组成路段,。。。高速公路起点K0+000位于武都区两水镇西坪,终点K132+430位于陇南市文县清峪沟将军石(甘肃界),接四川省拟建的沙洲(川甘界)至广元公路。

。。合同段起讫桩号为K61+180~K65+790,路线长。本标段工程主要内容为麻崖子特长隧道出口段,根据通风设计单位依据麻崖子特长隧道隧址区地形和隧道通风计算结果,隧道在本合同段设通风竖井一个,布置在K63+000右侧位置处,近期作为右线隧道的送、排风道,远期兼作左、右线隧道的送、排风道:在火灾情况下作为左右线隧道的排烟道,竖井内部设置十字横隔板将竖井划分为左、右线送、排4个通道。

竖井直径,井深。竖井井口采用现浇厚钢筋混凝土衬砌结构,井口明挖段长。井身段衬砌结构按新奥法原理设计,采用复合式衬砌结构形式。初期支护以锚杆、钢筋网、格栅及喷射混凝土组成联合支护体系,二次衬砌采用模注(钢筋)混凝土结构,初期支护与二次衬砌结构之间设防排水夹层,竖井复合衬砌支护参数见下表。

竖井复合式衬砌支护设计参数表

三、工程地质、气象特征及水文概况

1、地形、地貌:本项目位于甘肃省东南部,属秦岭山地。项目区内群山林立,沟壑纵横,属高中山构造剥蚀山地,秦岭与岷山两大山系的支脉东西和南西至北东两个方向绵亘,白龙江以北秦岭山脉向西延伸,白龙江以南岷山山脉向东北延伸,形成复合型山地地貌形态。

路线走廊带所经河谷、山地等不同地段,依其成因将地貌单元划为河谷区和高中山区两大单元。再按形态将河谷地貌进一步划分为河床漫滩、阶地区。山区大部分基岩裸露,大部分斜坡及坡麓覆盖黄土、亚粘土、碎石等松散堆积物。

2、地质、地震:本合同段内根据勘察的钻探揭露显示,隧道址区除局部缓坡及沟谷处堆积有第四系全新统泥石流堆积层(Q42sef)、全新统坡洪积层(Q+pl)、全新统冲洪积层(Q4al+pl)及洞顶黄土外,绝大部分地段基岩裸露。基岩地层为中泥盆系三河口组(D2S)灰岩和片岩。

4、河流水文:路线所在区为长江流域,嘉陵江水系,主要由白龙江、福津河、洛塘河及泥湾沟、甘家沟、佛堂沟、玉堂沟等支沟组成。本合同段内河流为洛塘河支流,流域面积306平方公里,最大流量一般为/s,沿河植被较好。

1、临时工程建设(详见附图1)

麻崖子隧道通风竖井处设置有一处平整场地,平整场地后宽,长,用于运营期间安放变电所及通风设备,目前场地已平整完成,可利用做为现在竖井施工的场地。

本工程施工便道以S206线和既有便道为依托作为主要进场道路,充分加宽整修后利用。竖井位置由于原有乡村道路与竖井场地顶面存在巨大高差,无法直接通行,故在此处新修筑便道用于连接原有乡村道路与竖井顶面,路基采用宽,每隔设会车道一处,路面采用泥结碎石路面,施工时加强维修养护,确保运输畅通。目前进场施工便道已修建完成,可通行大型工程机械设备。

根据竖井施工电气设备总用电量,在井口右侧安装800KVA变压器1台,从地方高压电杆处接入变电房变压,提供到搅拌站、空压机站及卷扬机等洞口用电地点、井身0~213m长度的用电。采用400/230V三相五线系统供电,动力设备采用三相380V;对于施工照明,成洞段和不作业段用220V,一般作业地段采用安全电压36V,目前地方高压电力不足,临时配备一台250KW发电机过渡,同时作为以后施工备用电源。

距离井口约位置有一处充足水源,使用高压水泵抽入井口附近的高位水池,用钢管接入井内及生活区各用水点,井下供水用Φ57×无缝钢管,随压风管一起悬吊在井筒内。

采用有线和无线对讲机相结合的联络方式。

(7)、生产及生活区房屋建设

项目经理部人员生活及办公用房设在琵琶乡农贸市场附近,包括职工宿舍、食堂等生活设施及停车场、中心试验室等,面积为;通风竖井生产生活区安置于通风竖井已平整完成的施工场地上。施工营地分为Ⅰ、Ⅱ两类,Ⅰ类为生活用房,采用彩钢板;Ⅱ类为生产用房(材料库、发电机房、木工房等小型生产设施),采用简易活动房屋。

(1)、管理机构及劳动组织

根据竖井施工的特殊性和提升运输的复杂性,项目部组建一支较专业的相对独立的竖井施工队和各个专业的生产班组,以确保安全、优质、如期完成竖井建设任务。

(管理机构及劳动力组织见附图2、管理人员及劳动力计划见附表1)。

(2)、施工机械设备配备(主要施工机械设备配备见附表2)

(3)、主要材料计划(主要材料计划见附表3)

(1)、进度指标m/月(见下表)

进度指标表

竖井施工只能单工序作业,因此施工工期较长,在前期施工准备工作完成达到开工条件的前提下,尽早开工。竖井井口锁口盘先行安排施工,回填压实后,进行井口设备的布置,完毕后才能转入井身施工,计划总工期18个月。(见下表)

(3)、施工进度计划图:(见附图3)

五、竖井主要分项工程施工方案、施工方法

麻崖子隧道通风竖井设计井筒断面比通常的大(最大开挖宽度达),施工时所需设备多,大部分设备须利用井架或井壁悬挂,出碴、进料竖直运输,开挖、支护、衬砌只能单工序作业,施工干扰大、施工条件差、安全要求严等特点。根据本工程的具体情况,拟采取跨径、起吊额定能力20T的龙门吊机为主提升设备,采用普通钻爆法从上而下进行竖井全断面开挖,挖掘机配合的吊桶(尺寸为××)装碴提升,井口自卸汽车运输至弃碴场卸碴。初期支护紧跟掌子面,喷射料在井口拌合,通过井口投料孔(Ф150钢管)送至掌子面使用,人员上下、物料运输由井架及提升机完成。二次衬砌从下至上分段进行,采用液压衬砌模板台车分段灌注。砼在井口拌合站拌合,送至井口通过投料孔(Ф150钢管)送至衬砌工作面,人工入模、机械震捣、自然或洒水养护。

1、井口明洞0~段采用挖掘机配合自卸汽车开挖,立钢模浇筑钢筋砼锁口圈。

2、对~段采用全断面自上而下普通钻爆法短尺掘进,并及时支护。挖掘机装渣,移动龙门架提升卷扬机将吊桶提升出井口,通过纵向移动将石渣运至自卸车上卸落,运至弃渣场。

3、进入井身段以后,将龙门架固定,井口设置井盖板(封口盘),搭设卸渣台,安装卷扬机深度提示装置,井口搭设简易井架,井内安装双层活动稳盘作为操作平台及导向绳罐道,采用全断面自上而下普通钻爆法短尺掘进,PC150挖掘机装渣,主提升卷扬机提升吊桶沿导向绳罐道将石渣运至卸渣台,沿卸渣台溜槽至自卸车上,运至弃渣场。下部开挖是在稳盘的保护下,进行开挖作业和支护施工,同时在吊盘上安装衬砌台车自下而上进行Ⅴ级围岩段的井壁衬砌。开挖、衬砌作业面的最大间距控制在约40~。

(二)、分项工程施工方案

1、竖井开挖及初期支护

初期支护每一循环步步紧跟开挖掌子面,不滞后跳段作业,既有利于安全又方便施工。初支用格栅、网片、锚杆、纵向联接筋等全部在钢筋加工场按设计尺寸统一加工制作,运至现场安装。喷射砼按施工配合比计量,机械拌合,采用湿喷工艺,前期井深小于运至井口卸入投料孔溜放达工作面备用,后期采用人工经二次拌合再使用。

2、竖井二次衬砌及防排水

竖井衬砌采用砼拌合站机械集中拌合砼,自动计量,输送带送砼至井口卸入竖井投料管,经溜槽溜放至衬砌平台人工对称入模。

开挖至一定段高后,即进行上一段高的衬砌。而在上一段高内,在吊盘上自下而上进行衬砌作业,每节衬砌高度控制在,衬砌台车采用液压衬砌钢模板台车,提升机定位,激光指向仪对中,人工丝杠配合液压顶杆调位和脱模,井壁先行施工,隔墙最后施工。衬砌钢筋安装时,预留隔墙搭接钢筋。

竖井防排水采用全封闭防水设计,在初支表面铺设/㎡无纺布及防水板,防水板背后按设计要求设环向排水管,渗水经环向排水管流入与之联接的纵向排水管将水引排至联络通道中心水沟。施作防水板及排水管采取从下到上进行,灌注砼前按设计位置安装纵向排水管,排水管用U形卡固定。防水板采用在井外加工场制成半成品,下至工作面铺装,接头采用热合技术焊接。

1、测量控制及导向方法

竖井在井外地面采用精密导线网控制,设置三个平面控制点,三个点设在互相通视,交通方便,地基稳定且能长期保存的地方。井内用垂线控制,并定期复测。

井筒开凿前,通过施工范围内较高一级三角控制基础上加密测量平面和高程点,敷设井筒施工用十字中线,在井口标定井筒中心线。自井口往下施工时,用井口设置的专用测量小绞车缠绕弹簧钢丝,井下悬挂重锤在工作面投点测量井筒掘砌半径。

为保证井筒施工测量导向精度,满足施工要求,具体采用以下方法:

⑴、竖井中心和竖井十字中线,应根据竖井中心的设计平面坐标和高程,竖井十字中线的坐标方位角,利用设计院提供的近井点成果进行标定。标定竖井实际中心坐标和十字中线的坐标方位角按地面一级导线的精度要求实地测定。两条十字中线垂直误差应≤10"。十字基桩点在竖井每侧均不少于三个,点间距不少于20米,离井口边缘最近的十字中线点距竖井的距离大于15米。

⑵、在固定盘上方1.2米处安置两根工字钢,将激光投点仪按已标设的竖井中心位置安在钢梁上,以确保激光投点仪的稳定性。

⑶、利用钉于封口盘的特制中线牌子板定期对激光投点仪的位置进行检查和校正。

⑷、使用激光仪导向,要适时利用激光管定位螺旋进行调整,使光斑规则,边缘清晰。利用望远镜头的改正螺丝,使光斑划圈到最小程度。

⑸、每次打眼和稳模前,都应安排测量人员对激光投点仪进行检查校正。必须将仪器精确整平,使水准器的气泡在各个位置严格居中。

⑹、每隔一段距离要检查在四个方向上光斑(取光斑中点)是否投在同一个点上,如偏差应即时校正,并每隔50m用垂球对光进行一次检查和校正。

2、主要凿井设备的选择方法

根据总体施工方案,主要机械设备将分期分批进场,并按计划进行安装和调试,经验收合格后方可使用,使用前每台设备均应制定安全操作规程、安全管理制度和保养维修制度并挂牌上墙。

(1)、提升设备安装及悬吊

A、提升设备选择及安装

a、提升重量计算:根据工程实际情况,提升机主要用于人员、设备及物料上下运输,载重量最大时为运输挖掘机下井,重约,吊筒净重。

b、凿井井架的选择、安装调试

麻崖子通风竖井与同类型通风竖井相比较,具有跨度大,深度较深的特点,井筒衬砌后直径达到,深度达,根据这个特点同时兼顾井口与井身两段施工设备相结合,本着高效、便于安装的原则,选择桥式龙门架作为凿井主井架,跨径为,起重重量为20T。

主井架拼装完成后按照井筒施工要求,安装提升卷扬机、制动装置、减速器、深度指示器、过卷平台、稳车、滑轮组等施工相关的提升配套设施。

安装完成后作以下测试检查:电器设备绝缘检查、主电机运行试验、操作试验、提升机空载运转制动试验、重物下放制动试验、提升过卷试验、提升通讯信号试验等,其结果均应达到使用要求。

依据现有的提升机进行吊桶的选择,现有提升机核定提升重量为20T,故选用1个的吊桶(尺寸为××)。

d、钢丝绳的选择及验算

a)钢丝绳最大悬垂高度H0,单位m;

可得H0=213+10=

b)提升荷重载Q,单位千克

Km-装满系数,取0.9

VTB-标准吊桶容积,m3,取

KS-岩石松散系数,取1.8

yg-岩石松散容重,千克/m3,取1500千克/m3

ysh-水容重,千克/m3,取1000千克/m3

当提升设备时,最大设备重量为,此时Q=

c)提升钢丝绳终端荷重Q0,单位千克

其中QZ-提升容器自重,当提升最大设备时,将吊桶暂时拆除。

d)钢丝绳单位长度重量Pk,单位千克/m

γ—钢丝绳的重度,取90KN/m3,

e)选择直径钢丝绳,其每米钢丝绳标准重量PS0为2.468千克/m,

m=Qd/(Q0+ PS0×H0)≥ma

其中Qd-所选钢丝绳所有钢丝破断力总和,47800×2=

m=95600/(12500+2.468×213×2)=7.05≥ma=6.5

B、操作稳盘构造及相关验算

移动操作稳盘亦称吊盘,当井身掘进达40m后就要在井内安装,它既可用来保护井下掘进工人的安全、还是井筒支护的工作平台。稳盘主要由型钢组成,使用I18工字钢作主梁,14号槽钢作圈梁,根据井内凿井设备布置的需要,使用I14工字钢设副梁,并留出各通过孔口,其位置与井口盖布置相对应,盘面铺设厚防滑网纹钢板,盘的直径比井筒初支直径小。为了便于稳盘移动,在稳盘四周均匀布设8个直径的橡胶轮胎,稳盘与井壁间的间隙用麻袋或胶皮堵塞。为了避免盘面因荷载不均而倾斜或翻转,稳盘采用双层结构,层距为,使用6根I14工字钢将其联结到一起。

在锁口盘上距井筒中心的两侧各布设2根HW400×型钢用来安装天轮,单根型钢长度为,两端头打设φ22锁脚锚杆使之与锁口盘紧密连接在一起,设置2台起重重量为8T的卷扬机用来提升稳盘。

a)HW400×型钢验算:

稳盘上重物(含人员、电焊机、钻机等)按计

钢丝绳重量:选用6×7(1+6)=42钢丝绳,直径,每延米重量为/m,每根钢丝绳长度,重,稳盘需两根钢丝绳提升,总重量为。

型钢自重:通过查阅《五金手册》,HW400×型钢延米重量为/m。

单根型钢承受荷载:(7464+2000+1061.2)/4+172.3*8=2631.3+1378.4=。

根据简支梁结构计算力偶M=Ql/4+ql2/8=2631.3×10×8/4+172.3×82/8=54004N·m

通过查阅《五金手册》,HW400×型钢IZ=4,b=。

б=M·b/IZ=54004 N·m×/4=32.3Mpa<б容

选用6×7(1+6)=42钢丝绳,直径,钢丝破坏拉力总和为478000N。

钢丝绳安全系数是钢丝绳全部钢丝破断拉力总和与钢丝绳最大静负荷的比值,《煤矿安全规程》对钢丝绳安全系数的规定如下:提人≥9,提人、提物≥9,提物≥6.5,悬吊吊盘、水泵、水管≥6,悬吊风管、压风管、混凝土输送管和拉紧装置≥5,悬吊安全梯≥9,稳绳≥5。

安全系数ma=Qd/Fzd=2×478000/[(7464+2000+1061.2)×10]=9.1>6

钢丝绳安全系数满足规定。

稳盘上重物(含人员、电焊机、钻机等)按计

钢丝绳重量:选用6×7(1+6)=42钢丝绳,直径,每延米重量为/m,每根钢丝绳长度,重,稳盘需两根钢丝绳提升,总重量为。

起重荷载:7464+2000+1061.2=

卷扬机核定起重重量>起重荷载

C、封口盘构造(见附图4)

井盖也称为封口盘,是防止从井口向下掉落杂物、保护井上井下工作人员安全的结构物,同时又是升降人员、上下物料、设备和装拆各种管路的工作平台。

封口盘以I18工字钢为骨架、上铺4mm厚防滑网纹钢板作面层,骨架嵌入井口的锁口盘上。根据井内凿井设备布置的需要,使用I14工字钢设副梁,并留出各通过孔口,其位置与操作稳盘布置相对应,封口盘各通过孔口主要有吊桶通过孔、挖掘机通过孔、中心测锤通过孔、吊泵通过孔以及其他管线通过孔。

吊桶通过孔位于竖井右线排风口位置,尺寸为3m×3m,孔口设置成喇叭口型,高度1.2m,并加盖井盖门,在吊渣时将井盖门打开,不起用时关闭,以防人员、杂物意外掉落。

挖掘机通过孔与吊桶通过孔位于同一位置,尺寸为6.5m×3.5m,井盖门与封口盘连接为一起,爆破后在出渣之前,将封口盘及操作稳盘上该部位的井盖门打开,摘下出渣吊桶,使用主提升钢丝绳将挖掘机由井口下放到井底,关闭井盖门进行出渣作业,出渣结束后按同样的顺序将挖掘机提出井口。

罐道是提升容器的导向装置,是竖向连接结构物,它消除了提升容器在上下运行时的横向摆动,保证了提升容器的高速、平稳、安全运行。

钢丝绳罐道是一种柔性罐道,上端固定在龙门架上,下端固定在井筒中吊盘上,与刚性罐道相比,具有结构简单、安装维修及更换钢丝绳方便的优点。

依据《井巷设计》中关于罐道钢丝绳选用的技术条件

按表中所列,选择26.0mm(6×7+1)普通钢丝绳。

钢丝绳罐道布置于吊桶的单侧两角处,在龙门架上垂直于罐道的位置安装2个天轮,在龙门架下方与罐道绳呈45°的方向安装卷扬机。

竖井施工时,吊桶提出的渣石,要在地面转卸入自卸车,然后运往弃渣场,为此在井口上方、提升吊桶通过处,设置卸渣设施用的卸渣台。

卸渣台支撑架采用φ180×10mm无缝钢管,共布置4根,纵向间距为2.8m,横向间距为3.8m,无缝隙钢管设置在井口封口盘上,为保证该部位稳定,使用I18工字钢斜撑于初支砼上。

卸渣槽为梯形断面,底宽1.5m,上宽2.5m,高度1.2m,采用6mm厚钢板制作,槽底和侧帮使用I18工字钢进行加固,并用角钢补强。

为方便吊桶上下,位于吊桶以下部分的卸渣槽为可移动的,如图所示,当吊桶提升至该位置时,将卸渣槽纵向推移,吊桶到过提升高度时,将卸渣槽推回到原位置,吊桶打开,将石渣卸下,运至弃渣场。

F、人员及小型设备的上下运输吊桶

人员及小型设备进出井口主要依靠主提升卷扬机吊运,使用φ20及φ12的钢筋分别焊接两个长2.0m、宽1.5m、高1.3m的钢筋骨架吊桶,当进行井下施工时,利用主提升卷扬机将人员和小型设备分别运送至井底,施工结束后再运送至井口或稳盘上。

明洞段开挖采用挖掘机开挖,配合风钻、风镐松动土体,个别巨块岩石用风钻打眼药包爆破,人工刷坡清底,开挖形成后,施作砼锁口井圈,待砼强度达到100%后,分层夯实回填至井口高程,并根据需要作地表硬化处理和井口防护栏。

d、放炮工作:放炮前应将放炮母线末端短路,以免发生意外,试验母线是否有漏电现象以防杂感电流,要检查放炮母线是否与井上其他电源相通.当联线人员乘到达井上时,才能合上闸刀放炮。

e、爆破图表:经过现场施爆试验后制定施工图表,炮眼布置的原则:i)拉槽眼超深其它炮眼15—20cm,眼距30—40cm,掏槽眼为28个;ii)辅助眼与周边眼底落在同一平面上,眼距0.6~0.8m,均匀布置;iii)周边眼距巷道轮廓线10—20cm,其方向稍向外偏斜,眼距0.5—0.8m。

f、掏槽方式的选择:采用斜眼掏槽,槽眼要求有一定的倾角。炮眼布置图:

竖井井筒基岩段预期爆破效果

3.0m~40m井身段爆破后,采用移动龙门吊将小型挖掘机吊到井下进行装渣,将装好渣的吊桶提升出井口,通过纵向移动将吊桶移到自卸汽车上卸渣,运至弃渣场。渣清好后,将挖掘机吊回井口地面上,接着进行支护及下一循环的开挖作业。

进入井身段40m以后,将龙门架固定,井口设置井盖板(封口盘),搭设卸渣台,安装卷扬机深度提示装置,井内安装双层活动稳盘作为操作平台及导向绳罐道,此时下部掘进是在稳绳盘的保护下进行的。导向绳罐道作为吊桶上下的导向装置,防止吊桶在出渣提升过程中出现左右晃动。PC150挖掘机装渣,主提升卷扬机提升吊桶沿导向绳罐道将石渣运至卸渣台。为方便吊桶上下移动,位于吊桶以下部分的卸渣槽为可移动的,当吊桶提升至该位置时,将卸渣槽纵向推移,吊桶到过提升高度时,将卸渣槽推回到原位置,吊桶打开,将石渣卸下,运至弃渣场。

竖井初期支护根据不同的围岩类别设计不同的支护标准,见《竖井复合支护参数表》。初期支护紧跟开挖工作面及时施作,以减少围岩暴露时间,抑制围岩变位,防止围岩在短期内松弛剥落。

支护结构所用钢材除中空锚杆到厂家按标准批量订购外其余均采用市场进货,按设计图现场加工,分类存放供掌子面使用。初期支护所用物料及人员通过罐笼升降运输来完成,喷射机由井口稳车下放至工作面,结束施工后进行维修再提升备用。

(1)、φ22砂浆锚杆施工

砂浆锚杆施工工艺流程为:钻孔→清孔→注浆→插入杆体。

锚杆预先在洞外按设计要求加工制作,施工时锚杆钻孔位置及孔深必须精确,锚杆要除去油污、铁锈和杂质。用高压风清除孔内岩屑,用注浆泵将水泥砂浆注入孔内,然后将加工好的杆体插入孔内,并将锚杆与钢筋网焊为整体。待孔内砂浆终凝后按规范要求抽样进行锚杆抗拔试验。

砂浆锚杆施工时为保证锚杆施工质量,砂浆必须按选定的配合比配料,水泥不得受潮结块,砂子要事先筛选无泥细砂进行袋装保存,压浆从孔底开始将压浆管缓慢退至孔口即速推进锚杆体,让多余砂浆外溢,待杆体前端推至孔底后用小木楔或纸皮堵孔口即告结束。

(2)、中空注浆锚杆施工

中空注浆锚杆采用风钻钻孔,将锚杆用风钻顶入。注浆采用单液注浆泵,将拌制的浆液通过吸浆泵进入缸体送达注浆管直达锚杆中空底端泄浆孔,将浆液压进岩体与杆体间的空隙,从而达到加固围岩和提高支护体系的承载能力。注浆结束标准以注浆压力和注浆量控制,当压力达到设计值持荷5分钟不泄压即可结束注浆,注浆施工必须注意以下几点:

孔口要严格封堵,不使串浆;

水泥不得受潮结块,拌好的浆液必须通过双层滤网进贮浆桶备用,浆液浓度按设计办理。

挂钢筋网在系统锚杆施作后安设,钢筋类型及网格间距按设计要求施作。钢筋网随被支护岩体的实际起伏状铺设,并在初喷混凝土后进行,与被支护岩面间隙约3cm,钢筋网与钢筋网连接处、钢筋网与锚杆连接处点焊在一起,使钢筋网在喷射时不易晃动。钢筋网在加工厂加工成片,在井内再焊接起来形成整体。

钢筋格栅架在洞外按设计加工成型,洞内安装在初喷砼之后进行,与定位筋焊接。格栅架间设纵向连接筋,钢架间以喷砼填平。钢架拱脚必须放在牢固的基础上,架立时垂直隧道中线,当钢架和围岩之间间隙过大时设置砼垫块,用喷砼喷填。

(5)、湿喷混凝土施工

湿喷混凝土用自动计量拌合站拌合。为减少回弹量,降低粉尘,提高一次喷层厚度,喷射混凝土采用混凝土喷射机,湿式喷射作业。锚喷支护喷射混凝土,一般分初喷和复喷二次进行。初喷在开挖完成后立即进行,以尽早封闭暴露岩面,防止表层风化剥落。复喷混凝土在锚杆、挂网和钢架安装后进行,尽快形成喷锚支护整体受力,以抑制围岩变形。钢架间用混凝土喷平,并有足够的保护层。

当井身开挖深度达到40m以后,立即进行井口段二衬施工,二衬采用全断面液压台车施工。先在井口搭设简易井架,安装双层移动操作稳盘,以稳盘为操作平台从下至上进行二衬施工,操作稳盘可使上下层同时施工的工人互不影响,同时有效防止上层坠落物对下层操作工人造成危害。复合式衬砌施工分排水系统安装,铺设防水层,钢筋制安砼灌注等工序。

竖井工程设计按照以防为主,以排为辅,防排结合的原则初期支护与二衬之间采用复合防水板全竖井满铺,施工缝设膨胀止水条,衬砌结构变化处设橡胶止水带,沿竖井纵向每10米设一道采用Φ50HDPE打孔波纹管的环形排水管并用四条对称布置的竖向Φ100HDPE打孔波纹管将地下水通过排水沟排出洞外。

Φ50HDPE打孔波纹管为环向排水管,从锁口盘至井底每10米设置一环,下口与Φ100HDPE打孔波纹管上口相接,两种排水管均采用U形环固定在初期支护护壁上,卡环间距1米并根据初支表面平整度酌情调整,如地下水出现集中漏水点,征得设计和监理工程师同意调整纵向排水管位置或增设纵向排水管。

a、质量检查:竖井采用HDPE复合防水板,除生产厂家提供的出厂合格证,满足设计要求的技术指标外,还应按批量抽样检查,各项指标亦应符合设计要求,使用前作外观检查是否有破损、穿孔现象。

b、保管:进场防水板应分期分批入库,不得露天堆放,防止冷冻和暴晒。

c、铺设:根据衬砌高度超铺1米以利下一环节连接,也可多铺一个衬砌段高度,视施工条件而定,施工采用单幅水平成环装吊带悬挂于射钉头上,铺设时应预留足够的松弛量,接头采用爬焊,搭接长度不小于10cm,灌注砼前进行气密性检查,气压及持续时间应符合设计规定,预留部分应严格防护不致伤害。防水板铺设由熟练工人在衬砌台车工作台上进行,铺设完成自检合格后报监理工程师检查。

C、止水带与止水条施工

止水带用于衬砌断面变化处,当结构发生微量变形出现裂纹时不致因此而渗漏地下水。

止水带靠衬砌端用钢筋卡固定,中部用厚2cm沥青木板内外固定,砼入模及捣固不得靠近止水带防止错位,当灌注结束后,人工清除洒落露空部份止水带上的的浆液利于下道衬砌衔接良好,接头可采用坡口粘胶联接,上下环接口应错开。

止水条安装在台车提升定位之前进行,前一环砼灌注结束待砼初凝后,在断面中部嵌入宽3.5cm、深1cm木条,脱模时一并拆出木条,形成止水条预留槽,待下一循环模板台车提升定位前将止水条安入预留槽内,用水泥钉固定。

钢筋加工集中在井口加工场进行,运到井口采用提升机吊到井下现场安装。钢筋绑扎在井内移动式多功能稳盘的作业平台上进行,人工绑扎。绑扎钢筋时,井身钢筋先行绑扎,但要预埋隔板接头钢筋。钢筋绑扎时采取滑板隔离措施以防划破防水板。钢筋安装完毕并经监理工程师检查合格后,可进行衬砌台车就位。

(3)、衬砌台车安装、就位

衬砌台车采用全液压滑升式钢模板,根据设计图纸尺寸,到专业厂家订做,运到工地通过提升机吊到稳盘上进行安装就位,模板有效高度为3m。模板由四根钢丝绳悬吊,用凿井绞车牵引滑升。台车对中后利用上下两层丝杆调整模板使轮廓尺寸达到设计时即可,再将中间两层丝杆顶紧模板并锁紧螺母。经技术检查几何尺寸正确后即可灌注砼。

竖井二衬砼采用1000L搅拌机拌合、配料机按配合比自动配料,出料口设砼输送泵,经砼输送管将砼送达工作面工作平台再用人工经溜槽对称入模,机械捣固,洒水养护。按以下措施办理:

a)砼原料必须先检后用,其化学指标及物理指标必须符合规范化要求。

b)按规定作取砼检查试件对砼强度进行有效控制,根据原材料的变化情况和含水量调整施工配合比。

c)由于衬砌厚度不大,捣固插入点尽量居中不得靠近模板和防水板,防止跑模和击伤防水板,插点距离应控制在振动半径2/3以内。

d)砼坍落度由试验确定,施工人员不得任意改变质检部门批准的配比和坍落度。

f)砼施工结束后,应用高压水或高压风清洗输送管以备下次使用。

g)脱模后立即清除模板表面的粘附物同时涂刷脱模剂。

h)如砼内壁出现错台和质量缺陷应及时报监理检查后方可处理,确保表面光洁和平整度。

i)脱模时间应控制在砼强度达到设计强度25%进行或经试验确定。

通过量测结果进行反馈,据以指导施工。

通过量测结果进行反馈,为变更围岩类别,修改支护设计参数提供依据。

为以后相类似的条件的隧道设计和施工提供经验和参考。

在施工设计图上没有明确规定和设计,我们拟将Ⅴ、Ⅳ级围岩段及井口地面作为监控量测的重点部位,选择影响施工和工程质量的必测项目,经监理工程师和设计代表认可后付诸实施。

a)地质及支护状况观察。

b)周边径向位移监测。

②、测点布置(监控量测测点布置见附图16)。

⑶、量测工艺流程(见图17)。

监测人员应根据工程的实际情况,制定出变位等级管理标准指导施工,变位管理等级可参照(表5)。

变位管理等级表 表5

表中:μn—允许变位值 μo—实测变位值

a)μn的确定:μn的确定应考虑围岩类别、隧道埋置深度等因素并结合现场条件选择,本工程拟选择地表下沉与水平收敛等结构变位见(表6)。

结构允许相对位移表(%) 表6

表中:相对位移指实测位移值与两点间距之比。

b)选择好管理等级标准和允许变位值后,可根据(量测工艺流程图17)进行信息管理。

根据测点资料进行以下处理:

a)及时绘制时态曲线。

以上资料(包括每日的量测数据)及时报监理工程师和现场设计代表,当曲线出现突变或监测数据超限时施工单位提出处理意见。

当井筒的涌水量超过5m3/h就会对井筒施工产生影响而需要采取排水措施,当井筒涌水量超过40m3/h且含水层较厚时,应采取注浆封水等辅助施工技术措施降低井筒涌水量,井筒施工期间的排水方案是根据井筒和隧道的水文地质资料、井筒深度、施工方法及各阶段井筒涌水量大小等因素,结合井筒开凿时期排水工作的特点来考虑的。

竖井施工期间的主要排水方法

A、吊桶排水:利用压气泵将工作面积水充满碴石空隙,随同碴石提升排出地面,该方法简单,但排水量受提升能力限制,主要用于井筒涌水量不超过10m3/h 的排水。

B、吊泵排水:当工作面水量较大时,采用NBD50型吊泵排水。

竖井施工时,将吊泵悬挂在稳盘以下。吸水管端头的滤水器放于水窝之中,淹没在水面之下,底阀的埋水深度应在300mm以上,且与水窝帮、底保持100~150mm距离。排水管路随井筒工作面推进从地面逐根接长。这种布置方式,吊泵排送泥砂混水,工作面需有专人掏挖水窝、看管水笼头,而且工作面拥挤,影响装岩、凿岩等作业。

因此当井筒工作面涌水量并不很大时,在稳盘上设置水箱,用压气泵将水排至吊盘上的水箱,然后再由吊泵排至地表,该方法不仅克服了作业面拥挤等缺点,而且吊泵和管路无需经常上提、下放、接长,只时当压气泵扬程达不到水箱高度时,随吊盘下放同时下泵、接管,从而节省辅助时间和工作量。

防水方法:因围岩岩溶较发育,对竖井的地下水处理采取“防、排、堵、截”综合治水的措施。首先必须坚持“有疑必探,先探后掘”的探水原则,并采取工作面预注浆、壁后注浆、井点降水等方法,努力实现打干井。

根据预报工作,掌握工作面距含水层的相对位置,若涌水量>10m3/h时,利用探水孔进行工作面预注浆,钻探施工前工作面增加排水设备,保证排水能力和设备完好,防止淹井事故。

若井身地下水含量丰富且水位较高,可暂停掘进,在井口部位沿井壁打设四个φ25cm的降水井,利用高压水泵不间断抽水降低水位,实现井内无水作业。

开凿竖井时,井内空气潮湿或有涌水,施工机具多用压缩气作动力。为此在地面设置压风站集中供应高压风。压风站应设置在新鲜风流的上风方向,并应避免设在锅炉房、混凝土搅拌站等产生大量尘埃及有害气体的建筑物附近。

压风站总容量设计:压风站的总供风量应按凿井和隧道施工阶段实际总耗风量及管路损耗之总和,并考虑足够的检修与备用能力估算。压风站总容量计算按下式:

Q=1.5Qi=1.5a1a2γΣniqiki

竖井掘凿时,必须建立相应的通风系统以迅速排除工作面的炮烟,恢复正常作业环境,保证井底空气新鲜。对于深井来说,尚需保持适宜的气温,以抑制地温对施工所产生的不良影响。

竖井通风的方式主要有压入式、抽出式混合式三种,采用帆布风管进行压入式通风,其优点在于工作面能最先获得新鲜空气,且风管的吊挂荷重较小,缺点是炮烟较长时间滞留在井筒内,难以稀释,影响工人及时返回工作面,在使用激光导向仪的井筒施工中,也影响激光导向的效果;使用金属风管进行抽出式通风,全部炮烟经由风管排出地面,整个井筒可保持空气新鲜。井筒放炮后,只需短时间歇,人员即可返回工作面,故竖井采用抽出式通风。

①风量计算(以抽出式通风计算)

采用抽出式通风工作面所需风量可按下式计算:

Q1=0.3/t√[AS(2.4A+10)](m3/s);

经计算Q1=1.8 m3/s;FQC№5.0

施工用水取自施工范围内附近的高位水池,用钢管接至井口及生活区各用水点,井下供水用Φ57×3.5mm无缝钢管,随压风管一起固定到井壁上。

⑸、施工用电、照明系统

根据竖井施工电气设备总用电量,拟在洞口左侧安装800KVA变压器1台,从地方高压电杆处接入变电房变压,提供到搅拌站、空压机站及卷扬机等洞口用电地点、井身0~213m长度的用电。采用400/230V三相五线系统供电,动力设备采用三相380V;对于施工照明,成洞段和不作业段用220V,一般作业地段采用安全电压36V。

⑴、提升机安全装置   

提升机的安全装置主要包括制动装置、防过卷装置、深度指示器、限速装置以及紧急脚踏开关等。

制动装置是提升机的主要安全装置,它不仅满足提升机正常运行时的工作制动,同时在发生意外事故时能及时进行保险制动(也称紧急制动)。提升机的制动装置应能使提升系统迅速而平稳地进行制动,它的制动力矩要适当,不能太小,也不能太大。太小了将使制动距离过大,甚至在重载时刹不住车;太大了将会产生过大的减速度而引起冲击,甚至会造成断绳等事故。为此,安全规程规定:工作制动和安全制动在工作时,其制动力矩不得小于实际提升最大静力矩的3倍;下放重物时安全制动的减速度不得小于1.5米/秒2,提升重物时的减速度不得大于5米/秒2。

制动装置的动作必须灵活可靠;各种传动杆件不变形、没有裂纹,紧固件不得松动;各销轴不松旷,不缺油,开口销齐全。闸瓦与闸轮或制动盘接触良好;闸瓦与闸轮或制动盘的间隙应符合安全规程要求。为了保证制动装置能安全可靠地工作,必须经常进行检查和维护。  

当提升容器被提升到井口而未停车,并越过井口位置继续向上提升而造成的事故叫做过卷事故。这类事故往往会造成很严重的后果,如将井架拉倒,或者将钢丝绳拉断而使提升容器坠落井底。当提升容器下放到井底而未减速停车,与井底承接装置或井窝发生撞击而造成的事故叫礅罐事故,实际上就是下放过卷事故。

过卷保护装置就是为了避免过卷事故,当提升容器超过正常卸载位置(或出车平台)0.5米时,能自动断电,并能使保险闸发生动作的装置。除安装可靠的过卷保护装置外,井架还必须有一定的过卷高度,其要求如下:

提升速度小于3米/秒时,过卷高度不得小于4米;

提升速度为3~6米/秒时,过卷高度不得小于6米;

提升速度为6~10米/秒(不包括6米/秒)时,过卷高度不小于最高提升速度下运行1秒的提升高度;凿井时期用吊桶提升不得小于4米。

深度指示器可指示出提升容器在井筒中的位置。当提升容器接近井口时能发出减速警告信号,提醒司机注意,同时在深度指示器上安装有过卷保护开关、自动减速开关及限速.凸轮板等器件。目前使用的深度指示器有牌坊式和圆盘式两种。

限速保护装置是当提升速度超过正常最大速度的15%时,能使提升机自动停止运转,并实现安全制动的装置。限速保护装置有两个作用:一是防止提升机超速;二是限制提升容器到达井口时的速度,以防止过卷保护装置动作后,因速度高而使制动距离过大造成事故。为此,安全规程要求:当罐笼提升系统最大提升速度超过4米/秒和箕斗提升系统最高速度超过6米/秒时,限速保护装置能控制提升容器接近井口时的速度不超过2米/秒。

为了能在提升机的工作闸或主控制器失灵等紧急情况下,司机能够迅速地切断电源,实现紧急制动,防止事故的发生,在司机台前装设紧急脚踏开关。只要司机一踩,就能实现紧急制动,并切断电源。

提升机除了上述安全保护装置外,还有过电流、欠电压、松绳、闸瓦磨损等保护装置以及许多电气闭锁装置。一般来说提升能力大,速度高的大型提升机,其安全保护装置较齐全,要求也较高。小型提升机相对来说,安全保护装置则较简单。但对于已有的安全保护装置一定要使用好,注意日常检修维护和试验,尽可能保证其保护性能的正常发挥。 

 ⑵、提升机的安全操作

矿井提升机能否安全运行,除了有良好的性能外,其安全操作非常重要。提升机司机是矿山的特殊工种之一,要由身体健康、责任心强、受过专门技术训练并考试合格取得合格证的人员担任。提升机操作应注意的事项有:

每班在提升前,应对提升设备进行认真检查、试车,了解紧急闸与工作闸是否灵敏可靠,各个部件是否正常,确认无误后,方可开车。

操作过程中,必须精力集中,谨慎细心,随时注意仪表读数,深度指示器的指示位置,钢丝绳的排列;机器运转的声音等情况,发现异常,立即停车查找原因,并及时汇报和处理。

提升信号不清楚、不确切,不准开车,必须询问查清原因再执行操作。

④当发生下列紧急情况:有紧急停车信号、提升容器接近井口尚未减速、有卡罐等意外故障、工作闸或控制器等主要部件失灵时,应使用紧急制动。

⑶、提升钢丝绳的安全使用

提升钢丝绳是连接提升容器和提升机,传递动力的重要部件。它的可靠使用是升降人员和物料的安全保证,而钢丝绳又最容易损坏,是安全提升的最薄弱环节,因此应予特别重视。

钢丝绳是由一定数量的钢丝捻成绳股,再由若干绳股(一般为六股)沿着一个含油的纤维绳芯捻制而成。由于提升钢丝绳直接关系到人员生命安全,故对钢绳的选择有严格的规定。针对不同类型的提升机(单绳或多绳),提人时的安全系数要求等仔细核查。

在提升钢丝绳的使用上,一方面要合理地选择结构和规格;另一方面应正确地使用、维护与检查,以便及时掌握钢丝绳的状况,延长钢丝绳的使用寿命,确保提升安全。

在钢丝绳的使用中,应满足安全规程规定的卷筒直径与钢丝绳直径的比值要求,以控制其弯曲疲劳应力。钢丝绳在卷筒上排列要整齐,运行时要保持平稳,不跳动、不咬绳。

钢丝绳使用过程中应注意润滑,良好的润滑对延长钢丝绳的寿命影响很大,因此应定期对钢丝绳涂油。涂油前,应先清除钢丝绳上的尘土污油,然后用人工法或涂油器法(钢丝绳穿过两半合成的油筒,随着钢材绳的移动,及时往油筒内添加热油)进行涂油。

因钢丝绳绳头部分损坏较快,所以对钢丝绳应定期进行斩头。同时也要定期调头,将与卷筒连接的一端和与连接装置连接的另一端互相更换,以增加钢丝绳的使用寿命。其斩头和调头的期限,应根据各单位不同使用条件和钢丝绳损坏情况确定。

井筒内应尽量减少淋水,保持干燥,以避免钢丝绳的锈蚀。

此外,要注意钢丝绳的运输和存放;提升起动、停车、加减速时要平稳操作,以减少对钢丝绳的损坏。

新钢丝绳到货后应检查是否有厂家合格证书、验收证书等资料;有无锈蚀和损伤,不符合要求的不准使用。升降人员的钢丝绳要按安全规程的规定进行试验。

使用中的钢丝绳应每日检查一次。检查时,采用慢速运行对钢丝绳进行外观检查,同时可用手将棉纱围在钢丝绳上,如有断丝,其断丝头就会把棉纱挂住。要特别注意检查绳头端和容易磨损段,还要注意不得有漏检。钢丝绳在遭受卡罐或突然停车等猛烈拉力时,应立即停车检查。钢丝绳的检查工作要由专人负责,并作好检查记录。

安全规程中规定钢丝绳在下列情况下须更换新绳:

Ⅰ)升降人员或升降人员和物料的钢丝绳在一个捻距内断丝数达5%时,专门升降物料的达到10%;

Ⅱ)提升钢丝绳直径缩小达到10%或外层钢丝直径减少30%;

Ⅲ)钢丝绳的钢丝有变黑、锈皮、点蚀麻坑等损伤时,不得用作升降人员;钢丝绳锈蚀严重,点蚀麻坑形成沟纹、外层钢丝松动时,不论断丝数或绳径变细多少,都必须更换;

Ⅳ)钢丝绳产生严重扭曲或变形;

Ⅴ)遭受猛烈拉力的一段,其长度伸长0.5%以上。

钢丝绳的检查是一项很细致,实践性很强的工作,因目前对某些损伤(如锈蚀)还没有定量标准,检测手段在许多方面还靠眼观手摸,因此要在实践中不断积累经验,准确判断钢丝绳的状况。

  ⑷、人员提升安全

人员提升专用吊桶是人员进出的主要通路。为了避免提升人员时发生事故,必须经常对入井人员进行安全教育,建立健全严格的信号管理和乘罐制度,加强对井口(中段、井底)的安全管理。信号工不仅是提升信号的操作者,也是井口安全的管理者。信号工发出信号之前,必须看清楚专用吊桶和井筒附近人员的情况,关好安全门RFJ 013-2010标准下载,防止有人进入危险位置。 

吊桶要沿钢丝绳罐道升降。在凿井初期尚未装设罐道前,吊桶距离不得超过40米,凿井时吊盘下面不装设罐道的部分也不得超过40米。

吊桶上方要装设竖固的保护伞。

乘吊桶人员必须佩戴保险带,不准坐在吊桶边缘;装有物料的吊桶不得乘人。

没有特殊安全装置的自动翻转式或底开式吊桶,不准升降人员。

⑤吊桶升降人员到井口时,必须在出车平台的井盖门关闭和吊桶放稳后,方允许人员进出吊桶。

⑥吊桶提人的提升速度无导向绳时不得超过1m/s。

CJJ 114-2007-T:城市公共交通分类标准(无水印 带书签) 六、竖井凿井设备布置

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