电缆兼排风竖井方案.docx
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电缆兼排风竖井方案
电缆兼排风竖井
1、工程概况
高压电缆出线与地下厂房排风系统结合，电缆出线与排风共用一个竖井，竖井位于主厂房与主变室之间右侧，中心点距离机组纵轴线29.20m，距离#1机组中心线65.14m。
电缆兼排风竖井地面出口位于500kV地面开关站场地范围内，高程为500.00m，竖井底部高程为154.30m，通过竖井底部出渣洞与厂房交通洞相通，竖井总高度为345.7m。
高程154.30m至172.00m（高差17.7m）之间竖井净内径为7.0m（开挖8.0m），
仅布置电梯及楼梯；高程172.00m至500.30m之间（高差328m）截面净内径为9.5m
（开挖10.5m），除布置电梯及楼梯外，还布置有风井及电缆井；竖井上高程340.00m处，对应高压电缆井位置，设置一平耳洞，作为高压电缆回转缓冲区段，耳洞断面呈城门洞型，尺寸为15m×5.10m×9.85m（长×宽×高）。
电缆出线通过主变排风机室下游侧，经电缆平洞在高程为172.00m处接入电缆竖井中，通过电缆竖井汇至500kV地面开关站。
电缆平洞断面为城门洞型，尺寸为4.80m×3.50m（宽×高）。
主要工程量表
项目
单位
电缆兼排风竖井
岩石洞挖
万m3
0.372
岩石井挖
万m3
3.14
混凝土
万m3
1.15
喷混凝土（d=5cm）
万m3
0.068
钢筋制安
t
805
排水孔（Φ50）
万m
0.448
软式排水（Φ50）
万m
0.972
锚筋（Φ25L=4.5m入岩3.9m）
根
1438
锚筋（Φ25L=6m入岩5.4m）
根
1438
锚筋（Φ22L=45.m入岩3.9m）
根
854
复合土工膜/防渗涂料
万m2
0.85
2、地质条件
围岩为新鲜白岗花岗岩，岩质坚硬、完整。
岩体中节理不甚发育，多呈闭合状态。
结构面无明显不利组合，地应力方向又较有利，岩体稳定条件较好，基本属于Ⅱ类围岩。
岩体新鲜完整，实测最大主应力值12.2Mpa～13.38Mpa。
3、施工安排
（1）风、水、电系统
供水在地面设置一个5m3的水池，通过水管向作业面供水，水管采用DN32焊接钢管。
供风在地面布置的空压机站，配置3台20m3/min电动空压机，通过风管向作业面供风，风管采用DN60焊接钢管，工作面设置风包。
供电在地面布置400KVA变电器，采用380/220V三相四线阻燃绝缘电缆供电，照明与动力线分别接线，工作面采用1000W/220V碘钨灯照明。
风、水、电管线随竖井扩挖沿井壁向下接引。
（2）通信系统
各工作面间均配备无线对讲机，井口与井底、工作面、卷扬机房等分别设信号灯和电铃进行联络。
在吊篮或操作平台各周边控制点分别加设明显的信号色灯。
吊篮或操作平台的提升、下降、慢行、停止、上人、下人、运送材料、运送炸药及井口门的启闭均有明确音响和色灯信号显示。
（3）通风系统
竖井开挖以自然通风、散烟为主，不再单独布置通风设备。
（4）施工通道
反井钻机钻设导孔、导井，竖向溜碴通道已得到解决；扩挖时，需在井口搭建卷扬机龙门支架，并在相应位置安装一台10t卷扬机，由此形成一条沿竖井方向的施工竖向通道。
竖井底部（▽154.30m）通过出渣交通联络洞与厂房交通洞相通，是竖井开挖出碴的水平通道。
在竖井底部用ZL-50装载机装碴，端碴到交通洞装20t自卸车运输到指定碴场。
4、施工方案
（1）导井开挖
导井深度345.7m，开挖直径10.5m，岩体最大主应力值13.0Mpa左右，满足井钻机开挖条件，拟采用LM-400型反井钻机进行导井开挖，
1）主要技术参数
①导孔直径（mm）:
270
②导孔直径（mm）:
1400、2000、2500
③钻井深度（m）:
400
④总功率（kW）:
168.5
⑤主机外型尺寸（长×宽×高）
运输尺寸（mm）:
3000×1750×1750
工作尺寸（mm）:
4850×1900×5250
⑥主机重量（kg）:
12500
2）施工程序
基础浇筑（一期含循环水池）→反井钻机进场安装（包括高压洗井泵）→测量定位→φ270mm先导孔施工→钻头在预定深度出露（若未出露扩挖找钻头）→扩孔钻头安装平台施工→扩孔钻头提升→扩孔钻头安装→安装平台撤出→φ2000扩孔施工→扩孔钻头拆卸→反井钻机撤除。
3）施工方法
首先在竖井水平井口浇筑钻机砼基础及循环水池等，然后安装钻机及辅助设备。
调平找正钻机后，沿溜井中心进行导井钻进。
首先自上而下钻导孔，导孔钻透后，在端头处换接φ1.4m扩孔钻头，自下而上扩孔，岩碴沿井孔自由落至井底，并及时排出，扩孔直至导井上部。
图-1反井钻机施工示意图
（2）竖井扩挖
导井贯通后，随即进行竖井的扩挖，扩挖施工共分二次。
第一次扩挖厚度为0.8m，即扩挖成φ3.0m的圆井，用2部手风钻钻孔，孔深2.5m，钻孔直径为φ42mm，炮孔间距80cm，采用φ32mm直径的药卷连续装药。
扩大导孔时，因不支护，危险性较大，可考虑用反井钻机直接扩孔到2.0～2.5米，既能保证施工安全，又能满足爆破后溜渣导井直径要求，是理想选择，美中不足是反井钻机扩大反导孔，单价较高。
第二次分台阶扩挖，一层台阶扩挖厚度为1.9m，用4部手风钻钻孔，炮孔间距为1.1m，孔深、孔径及药卷直径、装药结构同第一次扩挖。
二层台阶扩挖厚度为1.85m，即开挖至设计边线，用11部手风钻钻孔，中间爆破孔间距1.05m；周边光爆孔间距为55cm。
爆破炸药选用乳化炸药及部分硝铵炸药，爆破网络采用非电毫秒微差延时网络，火花起爆方式。
在装药时采取有效的措施，控制爆破的最大单响药量，并在爆后对爆破效果及时进行描述，如地质情况有变，应及时调整爆破参数。
竖井扩挖爆破参数表
次序
钻孔
名称
孔数
（个）
孔距
（m）
孔深
（m）
孔径
（mm）
药卷直
径（mm）
单孔药
量（kg）
总药量（kg）
起爆
顺序
一扩
辅助孔
12
0.8
2.5
42
32
2.1
25.2
1-3
二扩
辅助孔
59
1.1
2.5
42
32
2.25
132.8
1-3
周边孔
60
0.55
2.5
42
32
0.65
39.0
4
1、岩石开挖单位耗药量1.01Kg/m3.
2、开挖断面积为85.05m2
3、一次起爆药量197Kg
4、循环进尺2.3m。
图-2竖井扩挖布孔示意图
炮孔布设，特别是周边光爆孔，现场技术人员必须根据爆破设计及测量放线成果精确布孔，并做好布孔记录。
在遇到特殊地质区段，可根据现场实际施工情况对个别孔位进行调整，但须保证爆破效果达到设计要求。
整个扩挖过程均采用10t卷扬机配合操作平台作为施工人员、设备、材料的上下运输通道，操作平台根据每次扩挖半径的不同加工成相应尺寸的平台。
石碴均经由导井溜至井底，通过竖井出渣交通由厂房交通洞运出。
（3）交叉口的开挖
由于竖井在▽172.00和▽340.00高程处分别与电缆平洞和电缆平耳洞道有交叉口，为了保证交叉口的成型，故在进行开挖交叉口部位前必须先进行锁口锚杆的施工，并待锁口锚杆达到一定的强度后方可开口施工。
（4）测量控制
测量人员根据提供的控制点和施工图控制坐标，进行导线校验。
在布置反井钻机时精确测定竖井中心点，并在反井钻机安装调试完成后再次进行复核，复核无误后才可开钻。
在导井钻挖完成后及时对导井进行校核，并以此数据作为扩挖的依据进行布孔。
在每次扩挖前测定竖井中心线及该扩挖周边控制线进行布孔控制。
由于电缆竖井深度大且内部结构复杂，采用垂球传递竖井中线线，受风的干扰摆动很大精度不够，故采用激光铅垂仪法进行中心线控制。
因施工中需进行高程控制，同时利用开挖面上不同位置的锚杆设置目标点，利用全站仪自由设站向下进行平面放样与提供高程数据，每层依次传递。
（5）支护施工
二次扩挖时需对已经开挖完的井壁进行支护施工，在钻设爆破炮孔时同时钻设锚杆孔。
锚杆安装采用先注浆后插杆的方式进行施工，注浆机注浆，人工安插锚杆。
随后进行喷射混凝土施工，喷射料由混凝土罐车从拌合站运至现场，由吊罐吊至喷射机受料斗中，人工进行喷护作业。
根据地质情况，对一次扩挖地质条件较差的地段进行素喷，对二次扩挖地质条件较差的地段进行挂网喷护。
施工均在操作平台上进行，平台共分二层，岩面钻设炮孔，一层进行锚杆、排水孔和喷混凝土施工，二层防护。
（6）混凝土施工
由于电缆竖井深度大且内部结构复杂，采用滑模内部墙体无法同时提升，采用常规支模，不但进度较慢，更难保证其结构尺寸，故采用滑框翻模法施工。
框架高6m，平台分3层，间距2m。
底层为模板支立层，中层为混凝土浇筑层，顶层为储料层，每层均预留孔洞并设置盖板，框架底层距施工面3m。
框架上部设导向轮4个，由10T卷扬机牵引沿型钢轨道爬升，轨道在竖井二次扩挖时安装并利用。
在框架下部设置对应设置4个支撑胶轮，沿浇筑的混凝土面行走，框架行走到位后，将上、下部的丝杠分别顶靠在岩石和混凝土面上并锁牢。
图-3竖井衬砌滑框示意图
利用井口搭建的卷扬机龙门支架中心位置的10t卷扬机提升框架，同时在一侧井壁设置一台5t卷扬机，提升吊笼，进行人员的运输。
在另一侧设置一台10t行走式电动提升机，进行材料的运输。
材料吊运均靠井壁侧上、下，钢筋吊运采用封闭笼体，人与材料不得混吊。
根据墙体的形状设计加工2套快装式钢模（备用2套，适时增加），高度1.0-1.5m，与平台高度相配套，预留钢筋处需设置小块带孔模板。
墙体内预留孔洞、门洞及楼梯踏步，均加工成快装式钢模。
地面混凝土水平运输采用9m3混凝土罐车，井内采用10t行走式电动提升机吊1.5m3混凝土吊罐到顶层平台的分料仓内，通过中层分料系统分到各个仓面进行隔墙的浇筑。
上部进行井壁及内部墙体混凝土施工时，同时进行下部楼梯踏步及平台板的施工，下部完成后方可提升框架进行下一循环。
钢筋通过平台上预留的预留孔向下传递，混凝土同样采用中层分料系统分到底部进行浇筑。
图-4竖井提升系统示意图
（7）辅助安全系统
在井的一侧设置安全爬梯。
每24m设置一个休息平台，每12m设一个休息防护罩。
并每24m作一个交错。
交错上方设置防护顶，作为紧急安全通道。
安全系统主要是设备的安全和控制、信号系统，主要设备安全是卷扬机的运行速度（4～8m/h），制动系统为自动和手动结合。
控制信号为电铃和灯光两个并联，安排专人管理，控制线与吊篮同步下井，由井内人员控制信号，井口值班人员操作，信号为井内外双向互动，控制电压为36V，并在钢绳上设到位标志。
各工作面间的通讯连接采用内部自动电话。
5、工期分析
（1）导井开挖
1）导孔施工
开孔时钻进速度放慢，正常后加快，导孔长345.7m，平均10m/d，钻机安装及导孔钻进耗时40d。
2）扩孔施工
扩孔长345.7m,孔径1.4m，平均6m/d，反扩孔及钻机按、拆耗时65d。
采用反井钻机二次扩孔，孔径2.0m，平均6m/d，时间相同。
3）一次扩挖
12个孔，孔深2.5m，2台钻钻孔，每天3个循环，井深345.7m，平均7.5m/d，一次扩挖耗时50d。
为了保证安全，采用反井钻机二次扩孔，孔径2.0m，平均6m/d，反扩孔及按、拆耗时65d。
4）二次扩挖
119个孔，孔深2.5m，15台钻钻孔，每天0.8个循环，井深345.7m，平均2.0m/d，二次扩挖耗时173d。
5）井筒及隔墙、楼梯平台及踏步
升管高345.7mm，3m/循环，平均1.5m/d，框架平台安装、及拆除耗时245d。
开挖：
328/343d
混凝土：
245d
合计：
573/588d
6、资源配置
（1）人员配置
主要人员配备表
名称
数量
备注
管理
4人
开挖施工
开挖工
34人
二次扩挖15台钻，锚杆2台钻。
测量工
2人
安全
2人
电工
2人
焊工
2人
司机
12人
空压机工
2人
卷扬机工
2人
其他
16人
局部清碴，风水管路接引。
小计
74人
衬砌施工
测量工
4人
试验工
2人
电工
2人
钢筋工
12人
支模工
18人
浇筑工
10人
卷扬工
4人
其他
20人
小计
72人
两班倒作业
（2）设备配置
主要设备配置表
名称
规格
数量
备注
龙门架
1套
自制
扩挖平台
1套
自制
砼施工平台
1套
自制
钢模板
4套
自制
吊罐
1.5m3
1个
自制
行走式卷扬机
10t
1台
改制
卷扬机
5t
1台
卷扬机
10t
1台
反井钻机
LM-400
1台
装载机
ZL-50
1台
自卸车
20t
4台
风钻
YT-28/7655
20台
空压机
20m3/min
3台
电焊机
ZX-500
3台
注浆机
JJ400
1台
喷砼机
YDD-16
1台
钢筋切断机
GQ-40
1台
钢筋弯曲机
GW-40
1台
混凝土罐车
9m3
3台
拌合系统
HZ-75
1套
吊车
16t
1台
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