坝基防渗墙临时竖井开挖方法浅析

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  【摘 要】由于壩基含有巨厚挠曲挤压破碎带的不良地质体,防渗墙隧洞临时竖井开挖风险大、难度大,为确保安全施工,根据不良地质体特性,采用了先短进尺掏槽爆破,然后二次扩挖,最后周边光爆成型的施工方法。该方法既保证了施工质量及安全,又加快了施工进度,同时降低了施工成本。
  【关键词】防渗墙;竖井;开挖;支护
  1、工程概况
  坝基防渗墙隧洞临时竖井位于泄⑩坝段坝前,井口平台高程240.0m,井底平台高程207.0m,竖井底部前期已利用防渗墙连接隧洞开挖完成,连接隧洞洞顶高程216.7m,底部高程209.2m,竖深高度23.3m,竖井断面7.5m×5.5m(长×宽)。主要的工程量石方开挖约1025.5m3,竖井锁口锚杆68根,系统锚杆216根。
  2、开挖施工程序及方法
  2.1施工程序
  主要施工程序为:井口平台淤泥清理→施工放样→井口锁口锚杆施工→竖井扩挖→竖井钻爆施工→出渣→井身支护→验收。
  2.2开挖施工方法
  根据揭露的地质情况,竖井采用短进尺掏槽爆破,然后进行二次扩挖,周边光爆成型的施工方法。
  2.3洞挖施工工艺
  洞挖施工工艺流程见图1.1。
  2.3.1测量放样
  (1)导线控制网和施工测量采用LeicaTCR1102全站仪进行。
  (2)测量作业由专业人员实施,每个循环钻孔前进行设计规格线测量放样,并检查上一循环超欠挖情况,检测结果及时向现场施工技术人员进行交底。
  (3)放样内容包括:竖井中心线和底板高程、掌子面桩号、设计轮廓线、并按钻爆图破设计要求在掌子面放出炮孔孔位。
  2.3.2钻孔
  (1)由熟练的风钻手严格按照掌子面标定的孔位进行钻孔作业。造孔前先根据开挖轮廓线确定孔位,经检查确认无误后方可开孔。
  (2)分区分部位定人定位施钻,熟练的钻工负责周边孔。钻孔过程中要保证各炮孔相互平行,掏槽孔和周边孔严格按照掌子面上所标孔位开孔施钻,孔位偏差不大于5cm,崩落孔孔位偏差不大于10cm,崩落孔和周边孔要求孔底落在同一平面上。
  (3)炮孔完成后,由值班质检员按施工要求进行检查,对不符合要求的钻孔重新造孔。
  2.3.3装药爆破
  (1)在钻孔工序开始时,按照爆破设计要求提前进行各种规格药卷以及各种段别雷管的准备。
  (2)炮孔经检查合格后,方可进行装药爆破;炮孔的装药、堵塞、和引爆线路的联接,由经考核合格的炮工,严格按监理工程师批准的钻爆设计成果进行施作。
  (3)装药严格遵守安全爆破操作规程,掏槽孔由熟练的炮工负责装药,周边孔采取空气间隔装药,导爆索配竹片将药卷进行串接。
  (4)装药严格按照爆破设计图(爆破参数在实施过程中不断调整优化)进行,掏槽孔、扩槽孔和其它爆破孔装药要密实,堵塞良好。
  (5)药装完后,由炮工和值班监理工程师复核检查,确认无误后,撤离人员和设备并放好警戒,炮工负责引爆。
  (6)炮响30分钟后炮工先进入洞内检查是否有瞎炮,若有则迅速排除,然后才能进入下一道工序。
  2.4安全处理及防护措施
  2.4.1施工防护措施
  由于该部位行人过往平凡,在距井口开挖轮廓线3.0m处布置一道安全防护栏挂绿网,采用手风钻造孔,内插φ25钢筋,插筋与孔壁用砂浆填充密实,插筋入岩50cm,外露1.2m,间距2.0m,外露部分水平方向用φ32钢管上、下两层绑扎,下层距地面30cm,上层距地面110cm,绑扎密实。然后用绿网将护栏封闭,设置明显安全警示标志,非施工人员禁止入内。
  2.4.2爆破安全防护
  竖井周边环境复杂,为更好的控制爆破飞石,在每次爆破前做好爆破防护,采用双绞钢丝网将爆破区域覆盖,上铺两层竹跳板,最后表面再铺一层30cm厚砂袋,爆破后在进行清理。
  3、支护施工
  3.1普通砂浆锚杆施工
  根据岩石情况,竖井内壁采用系统支护,具体为φ28@2000mm× 2000mm,L=4.5m,外露100mm;依据安全及稳定需及时进行系统支护,施工时采用25t吊车吊篮作为喷护与插杆灌浆施工手段。系统支护完成后根据围岩实际地质条件,采取挂网喷射混凝土12cm,对井壁进行封闭,确保施工安全。
  3. 2主要施工方法
  锚杆支护根据围岩地质条件,采取掘进6~8m支护一次,锚杆造孔采用YTP-28气腿式钻机造孔。在布置随机锚杆的部位搭设简易排架,支护完毕立即拆除。锚杆施工严格按照支护施工工艺进行施工。
  3. 3施工工艺
  锚杆采用“先插杆,后注浆”的方法施工,其施工工艺流程见图1.2:
  锚杆钻孔,采用YTP-28气腿钻造孔。采用LeicaTCR1102型全站仪进行孔位放样。钻孔孔位偏差不大于10cm,孔深偏差不大于5cm。系统锚杆的孔轴方向垂直于边坡岩面。
  造孔完毕后,采用高压风、水将锚杆孔内残渣及孔壁浮渣清洗干净。清洗干净后,申请现场监理进行检查,验收合格后进入下道工序。
  锚杆孔验收合格后采用人工将制作好的杆体插入孔内,插杆时要缓慢进行,以免将注浆管与回浆管破损。
  锚杆砂浆配合比由试验室提供,报监理工程师审批同意后使用。
  水泥砂浆采用JJS-2B型搅拌桶拌制砂浆,随拌随用,搅拌均匀。采用GS-50E型锚杆注浆机注浆。注浆管接入杆体注浆管,待回浆管有浓浆流出时停止注浆。
  在锚杆注浆过程中,按照监理工程师指示要求,现场随机抽取浆液试样送交试验室,进行抗压强度试验,试验结果报监理工程师审批。
  4、施工进度计划
  在二期坝基防渗墙隧洞及连接段施工完毕后进行竖井开挖施工。计划9月份至10月下旬完成施工。掘进作业循环进尺初步按照1.5m,每循环24h,考虑施工工效因素,其循环作业时间安排见表1。
  5、结语
  通过短进尺掏槽爆破,然后进行二次扩挖,周边光爆成型的开挖方法,加快了洞室开挖施工进度,保证了施工质量;洞室开挖安全问题突出,本工程在进行井身开挖施工前,先进行井口锁口锚杆施工,保证了开挖过程中洞壁基岩稳定,为洞室施工创造了安全条件。
  参考文献:
  [1] 田梦. 浅谈竖井开挖工程[J]. 科技信息. 2011(17)
  [2] 阮周宁. 水电站高竖井开挖施工技术[J]. 吉林水利. 2007(12)
  作者简介:王超(1983—),男,湖北省武汉市人,中级工程师,工学学士,研究方向:土木工程。
  简历:2005年毕业于湖北工业大学土木工程,工学学士。
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