水工建筑物竖井开挖施工方案优秀工程方案.docx
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水工建筑物竖井开挖施工方案优秀工程方案
工艺竖井开挖支护施工技术方案
1编制依据
(1)合同文件;
(2)《地下水封石洞油库设计规范》(GB50455-2008);
(3)《国家石油储备地下水封洞库工程项目建设标准(试行)》(NB/T1003-2012);
(4)《地下水封石洞油库施工及验收规范》(报批稿);
(5)《水工建筑物地下开挖工程施工技术规范》(DL/T5099-2011);
(6)《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》DL/T5148-2001;
(7)《水利水电工程斜井竖井施工规范》DL/T5407-2009;
(8)《水电水利工程施工安全防护设施技术规程》(DL5162-2002);
(9)《水电水利工程通用施工安全技术规程》(DL/T5370-2007);
(10)《施工现场临时用电安全技术规范》(JGJ46-2005);
(11)《工艺竖井总平面布置图》(6205002)、《出油竖井平面及断面图》(6205003)、《进油竖井平面及断面图》(6205004)、《工艺竖井纵断面开挖支护图》(6205008、9、10)、《工艺竖井支护图》(6202011、12、13、14、15、16)、《工艺竖井封塞下加固图》(6205017)、《竖井井口注浆加固图》(6205018)、《工艺竖井后注浆布置图》(6205019).
2简述
2.1工程概况
本标段工艺竖井包括竖井6、竖井7、竖井8、竖井9,分别位于主洞室7、主洞室8、主洞室9、主洞室10的大桩号端,布置在主洞室边墙外侧.其中竖井6、9为进油竖井,竖井7、8为出油竖井.工艺竖井采用圆形断面,截面净尺寸半径为2.5米.工艺竖井井口平台由其他标段开挖提供,井口高程位于▽51.94~▽47.94之间,井底与主洞室顶部扩挖处,高程为▽-30.00.
本方案主要包括竖井导井施工、扩挖支护.竖井扩挖提升系统另见《工艺竖井扩挖、支护安全技术措施》
2.2地质条件及支护形式
根据地质勘查资料,工艺竖井井身上部位于砂质粘性土覆盖层,砂质粘性土遇水易软化、崩解;竖井中下部岩体依次为中风化花岗岩、微风化花岗岩.
工艺竖井围岩分级及支护形式如下:
表1工艺竖井围岩情况统计表
序号
竖井编号
深度(米)
围岩级别及长度
备注
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
1
竖井6
81.940
0
30
11.3
19
21.64
2
竖井7
80.250
4.8
54
14
7.45
3
竖井8
79.320
7
42
8
5.8
16.02
4
竖井9
77.940
26.2
9
5.5
37.24
表2工艺竖井支护类型
序号
围岩级别/断面形式
支护型式
喷砼C25
锚杆Φ25
钢筋网φ8
钢拱架
衬砌混凝土
1
Ⅳ、Ⅴ级围岩/E井口
全断面喷150米米混凝土
3米@1.0米×1.0米,外露400米米
200×200米米
I18
C25,500米米
2
Ⅳ、Ⅴ级围岩/D
预喷50米米,全断面喷200米米混凝土
3米@1.0米×0.8米,外露350米米
200×200米米
I18
C25,500米米
3
Ⅲ级围岩/C
全断面喷150米米混凝土
3米@1.5米×1.5米,外露400米米
200×200米米
/
/
4
Ⅰ、Ⅱ级围岩/A、B
全断面喷100米米混凝土
3米@1.5米×1.5米,外露400米米
/
/
/
2.3工作内容及主要工程量
开挖工程:
土方明挖、石方井挖.
支护工程:
锚杆、喷混凝土、钢筋网、钢拱架.
混凝土工程:
井口段衬砌混凝土.
本标段工艺竖井主要工程量见表3.
表3主要工程量表
编号
名称
单位
工程量
备注
1
土方明挖
米3
1280
2
石方井挖
米3
7875.12
3
锚杆
根
4377
φ25,L=3.0米
4
喷混凝土
米2
753.735
C25,厚15厘米、10厘米、20厘米、5厘米
5
钢筋网
t
0.265
φ8@0.2*0.2米
6
衬砌混凝土
米3
980.05
C25
7
竖井口环墙配筋
t
16.785
备注:
表中工程量为蓝图工程量,计量以实际发生为准.
3施工布置
3.1施工道路布置
本标段工艺竖井施工区通过库区进库交通洞进入,后山连接进库交通洞的道路目前已贯通,有业主修建的临时道路可以到达工艺竖井施工区.四个工艺竖井施工区已相互连通,临时道路为简易泥结石道路.道路宽度及转弯半径满足现阶段重车及吊车进入,后期卷扬机、绞车、井架进场时需连接各工艺竖井口的进库道路贯通.
3.2施工风、水、电布置
(1)施工供风
在工艺竖井口布置2台24米3/米in的螺杆式空压机供竖井扩挖、支护用风.
(2)施工供水
竖井开挖支护施工采用竖井施工生产水池供水,水池容量为40米3,采用4寸的主管输送至工作面,再用2寸的软管接至反井钻供水.
(3)施工供电
目前系统供电线路已接到竖井区,工艺竖井采用系统电进行供电,变压器(800kVA)位置设在后山进库道路下侧,距环网柜100米,工艺竖井6、7、8、9施工用电均使用该变压器供电.
(4)施工排水
工艺竖井施工前,在竖井旁施工设置沉淀池,竖井覆盖层灌浆期间施工废水通过沉淀池沉淀后方可排出;反井钻施工期间设置二级沉淀池,施工废水经沉淀合格后排出.
3.3施工照明
每个竖井施工区分别装设2个100W可自由调整照射范围的投光灯供竖井施工照明.
3.4开挖渣料处理
开挖渣料根据业主、监理指示运到粤旺公司渣场或进场施工道路左侧的堆渣场.
4施工方案
本标段工艺竖井岩体段采用反井钻施工导井作为溜渣通道,覆盖层段12米采用人工挖孔桩方式进行导井开挖,在开挖过程中对于覆盖层较差段进行喷射砼封闭;井口5米深度土方采用人工配合反铲开挖,20t自卸车运渣至业主指定弃渣场,井口5米段开挖支护完成后先进行井口环墙混凝土浇筑,再开挖覆盖层导井.5米以下土方采用人工开挖,石方开挖采用手风钻造孔,光面爆破;开挖土石方通过导井溜至主洞室内,采用20t自卸车运输至渣场.覆盖层扩挖,井身覆盖层段支护采用锚杆→挂网→喷混凝土联合支护,支护施工与开挖顺序进行,每层开挖结束后及时采用手风钻造锚杆孔,人工安插锚杆,注浆机注浆,采用湿喷机喷混凝土,土方段全部开挖完成后自下而上进行衬砌混凝土浇筑.待混凝土达到7d强度后进行石方段爆破开挖.
4.1总体施工程序
工艺竖井导井施工流程图
4.2工艺竖井导井施工
本标段工艺竖井岩体部分采用L米-280型反井钻机进行导井施工,最后采用爆破法从上至下进行扩挖及支护.反井钻施工方法示意见附图1,反井钻施工流程工艺流程如下:
反井钻机施工工艺流程图
覆盖层部分采用人工挖孔桩方式进行导孔施工,最后采用人工扩挖方法从上至下扩挖及支护.
(1)反井钻基础施工
反井钻钻机基础尺寸5米×4米(长×宽),以钻孔中心为中心,直接在前期覆盖层灌浆的垫层上浇筑,高度不低于70厘米,混凝土上平面要平整,平整度在1.5厘米范围内,施工程序为:
施工放线→清理基础面→立模浇筑基础混凝土→安装钻机.工艺竖井反井钻钻机基础结构见附图2.
(2)反井钻机安装
钻机运到现场后,进行钻机的安装和调试.
1)接通所有电机电源,进行短暂通电、观察电机转向.
2)接通钻机泵车到操作车、钻机之间进回油管路.
3)安装机械手和转盘吊.
4)钻机调平、找正.
5)安装下支撑和前后斜拉杆.
6)浇地脚螺栓孔.
7)接通冷却水系统.
8)进行泥浆泵调试,形成水(泥浆)循环系统.
(3)先导孔钻进参数
先导孔轴线是后面导井的轴线,造孔精度关系到下一步的导井反拉施工,必须认真对待.钻进参数选择主要依据地层条件,钻进部位等多方面因素确定.按下表所示参数施工,但在施工时根据不同情况予以调整.
表4先导孔钻进参数选择
钻进位置或岩石情况
钻压(kN)
转速(rp米)
预计钻速(米/h)
先导孔开孔
50
10-20
0.3-0.6
钻透到下水平前
50-70
20
0.5
砂岩
15-25
20
2-3
泥岩
10-15
20
3-4
备注:
实际施工时根据现场实际情况适当调整.
(4)开孔钻进
待主机、油泵及操作系统准备就绪,检查泥浆泵管路是否与主机相连,主油泵的循环冷却系统是否调试完成,且钻孔中心及钻孔角度经校核均准确无误后,方可开孔.开孔钻进时,采用开孔扶正器和开孔钻杆配合慢速开孔,并启动泥浆泵供水(供浆),开孔深度3米,开孔后,将开孔钻杆提出,清洗后擦上油后保存.
(4)先导孔钻进
先导孔钻进时各方面、全力配合,做到以下几点:
1)一般情况下,先导孔钻进转速应高于开孔钻进转速,所以应调节动力头转速,可以用Ⅱ档或Ⅲ档,对于松软地层和过渡地层采用低钻压,对于硬岩和稳定地层宜采用高钻压.
2)离钻头下水平通道3米左右,逐渐降低钻压.
3)对于先导孔钻进返出的岩渣,必须及时清理,防止岩渣堆积,岩渣清理由反铲或由人工配合手推车共同完成,排渣按环保水保要求执行.
4)随着钻孔深度的增加,排渣渐显困难,当钻孔深度超过20米后,每钻进1根钻杆,需连续冲孔1~3米in方可钻进.
5)先导孔钻透前和扩孔过程中,距井中心10米之内不能有人员作业,装载车等机具离扩孔中心不小于5米.
6)先导孔钻透后,停止泥浆(水)循环,保持钻机钻动,开始向孔内加清水,直到钻机转动平稳,扭矩变化不大时才能停钻.
7)在整个先导孔钻进过程中,不得中途出现停电、停水等情况,否则会导致卡钻等恶性事故发生.
(5)扩孔钻进
1)拆先导孔钻头接扩孔钻头
先导孔钻透后,将扩孔钻头和先导孔钻头拆卸工具运到下井口.通过对讲机或电话上下联系,上下配合拆下先导孔钻头接上扩孔钻头.在竖井底部用卸扣器将先导孔钻头和异型钻杆换下,修平顶拱扩孔钻进范围,使之与先导孔轴线垂直.用装载机将钻头运至井底,固定钻头,下放先导孔钻杆,在形成出渣系统后,向上扩孔.
2)扩孔钻进
扩孔开孔,当扩孔钻头接好后,慢速上提钻具.直到滚刀开始接触岩石,然后停止上提,用最低转速(5~9rp米)旋转,并慢慢给进、保证钻头滚刀不受过大的冲击而破坏.开始扩孔时,下边要有人观察,将情况及时通知操作人员,等钻头全部均匀接触岩石,才能正常扩孔钻进.在扩孔过程中,当岩石硬度较大,可适当增加钻压,反之可以减少钻压.扩孔钻进时要及时清理扩孔破碎下来的岩屑,防止下口被堵塞.
在扩孔进入覆盖层后,采用低压、慢速钻井,在砂质粘土层中停止钻机供水,在碰到孤石,采用慢速、低压钻进,钻机适量供水.在覆盖层中钻井时,竖井下方专人进行观察竖井落下石渣,遇到不正常情况,立刻停钻.
扩孔过程也是拆钻杆的过程,拆下的钻杆要进行必要的清理,上油装好保护帽.
3)出渣
洞渣集中在竖井与主洞内,采用侧卸装载机配合20t自卸车出渣,出渣完成后使用反铲或人工清理工作面积渣.
4)完孔
当钻头钻至距离井口12米时,停止转进,放下钻杆,取出转头.
5)拆机
拆掉钻机的前后斜拉杆和各种油管后将主机从钻架上拆掉.最后拆除轨道.卸下泵车、油箱冷却器等分别运出.
(6)覆盖层导井施工
覆盖层为砂质粘性土加孤石,砂质粘性土遇水易软化,崩塌,反井钻机在扩挖覆盖层中需要停止供水,在遇到覆盖层中孤石时,可适量供水冷却钻头,在距离井口12米处停止反提,改用从上自下正井开挖方式.进口5米深采用挖机、人工配合开挖,剩余7米导井采用人工挖孔桩形式开挖,导井直径1.4米.采用短把的
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