勐野江水电站厂区枢纽工程（合同编号：MYJ/MYJ-SG007-2010（Ⅱ））调压井开挖及支护施工方案审定： 审核： 校核： 编写： 中国水利水电第十六工程局有限公司勐野江水电站厂区枢纽工程项目经理部二O一一年十一月目 录1 工程概况 12 工程地质条件 13 编制依据 24 施工布置 24.1 施工道路 24.2 施工供风 24.3 施工供水 24.4 施工供电 25 调压井开挖施工程序 36 调压井开挖施工 36.1 导井施工 36.2 导井施工备选方案 66.3 调压井锁口段开挖、支护及混凝土施工 76.4 调压井扩挖施工 86.5 爬梯安装、风水电管路延长 106.6 安全处理、扒碴 106.7 二次安全处理、支护 106.8 不良地质地段施工 107 调压井支护工程 117.1 调压井支护施工 117.2 临建布置 127.3 锚杆材料 127.4 锚杆施工工艺 137.5 喷混凝土施工工艺 147.6 钢支撑施工工艺 188 调压井施工进度 209 资源配置 209.1 开挖与支护主要机械设备配置 209.2 施工作业人员配置 2110 施工质量及安全保证措施 2110.1 施工质量保证措施 2210.2 安全文明施工保证措施 2210.3 开挖环保措施 24勐野江水电站厂区枢纽工程 调压井开挖支护施工方案调压井开挖、支护施工方案1 工程概况本工程调压井为阻抗式，调压井总高度为110.7m，底高程为EL681.3m，顶高程为EL792.0m；其中大井筒段高60.5m（EL731.5～EL792），在EL758.6高程处开始变径，开挖内径由11.9m变为12.3m，小井筒段高约50.2m，开挖内径为4.0；工程量表详见图表1。
图表1 调压井开挖及支护主要工程量表序号项目名称单位数量备注1竖井开挖m³77652平洞开挖m³4953砂浆锚杆(φ25,L=4.5m)根1616深入岩体400cm4砂浆锚杆(φ22,L=2.5m)根420深入岩体210cm5砂浆锚杆(φ22,L=4.5m)根165深入岩体443cm6喷混凝土C20，厚10cmm³65.57喷混凝土C20，厚15cmm³232.78φ6.5挂网钢筋t8.19倒挂井混凝土m³19010倒挂井钢筋量t6.211超前固结灌浆m14402 工程地质条件调压井布置在厂房后山坡上，左右两侧为突出的小山脊覆盖层为2m～4m厚的残坡积碎石土，碎石土较密实调压井上部岩石风化强烈，全风化带岩体厚度4m左右，强风化带岩体厚度45m左右在65m深度以上,泥质粉砂岩和砂质泥岩夹层较多，岩体裂隙发育，岩石破碎在65m深度以下，泥质粉砂岩及砂质泥岩夹层明显减少，石英砂岩呈弱风化～微风化状态，岩石坚硬，岩体相对较完整调压井所处位置的地面高程800m，深度在65m以上，由于泥质粉砂岩及砂质泥岩夹层较多，岩石风化强烈，裂隙发育，岩石破碎，岩质相对软弱，调压井围岩稳定性差，围岩类别为Ⅴ类，需进行挂网系统喷锚支护和衬砌支护。
深度在65m以下，由于泥质粉砂岩及砂质泥岩夹层减少，岩石呈弱风化～微风化状态，岩质坚硬，岩体相对较完整，调压井围岩类别为Ⅳ类，需进行系统喷锚支护和衬砌支护3 编制依据1、勐野江水电站厂区枢纽工程 (合同编号：MYJ/MYJ-SG007-2010(Ⅱ))主合同及技术条款；2、厂区枢纽工程标调压井井身开挖支护图；3、现行的设计和施工规范、施工技术规程、劳动定额、质量检验评定标准与验收办法等；4、国家、行业及当地政府有关安全、环境保护、水土保持及地产资源管理等方面的规定和要求4 施工布置4.1 施工道路1、调压井EL792平台道路：利用3#施工道路接2号公路主干道；2、调压井井挖出渣道路：开挖作业面→3#施工支洞→2#施工道路→业主指定弃渣地点4.2 施工供风调压井施工中的用风设备主要有手风钻、喷锚设备等根据调压井的施工进度安排及施工强度，拟在调压井施工平台配置1台22m³/min的电动空压机，用于手风钻及喷锚设备的供风需求，供风管道采用DN48软管连接，铺设供风管道引至各工作面4.3 施工供水在导井施工及扩孔施工时段内，由于用水量较大，可在调压井EL792平台修建一个15m3临时水池，将山顶已建好40m3水池的水引至该水池，再由该水池经软管引至各工作面；导井扩挖完成后，进行倒挂井施工时，采用2m³钢筋笼内置彩条布作为简易水池，再由该水池经软管引至各工作面。
4.4 施工供电开挖期间主要考虑LM-300钻机、空压机、通风机、喷射机、照明等设备用电，由于调压井导井开挖与扩挖及支护施工不重叠，则最大用电负荷按180kw考虑，拟在井口附近配置1台S9-315KVA的变压器5 调压井开挖施工程序调压井开挖支护工序详见图表2图表2 调压井开挖支护施工工序施工准备工作反井钻基础施工导井施工导井扩挖施工调压井扩挖及支护施工龙门吊安装锁口段开挖、支护及混凝土施工调压井质量验收 6 调压井开挖施工6.1 导井施工调压井开挖拟采用LM-300反井钻机法施工，反井钻机原理：由电机带动液压马达，利用液压动力将扭矩传递给钻具系统，带动钻具旋转，并向上、下升降，采用镰齿盘形滚刀破岩，滚刀在钻压的作用下沿井底滚动，从而对岩石产生冲击，挤压和剪切作用，使其破碎首先沿井中心用反井钻自上而下形成一个φ216mm的导孔，导孔施工时排渣采用泥浆泵将高压洗井液注入钻杆内，再从钻头的排水孔压出，将石渣从钻杆与孔壁之间的环行空间排至渣槽导孔贯通后在竖井下平洞将导孔钻头卸下，安装φ1.4m的扩孔钻头，再由下往上反向扩孔扩孔时的石渣经过冷却水的冲刷和自重坠落到竖井下平洞，反井钻机结构见下图。
6.1.1 施工程序反井钻机施工程序详见图表3图表3 竖井开挖施工工艺井挖施工结束测量放样反井钻机安装φ216mm导孔自上而下钻进反井钻机基础施工更换钻头φ1400mm导井自下而上扩孔自上而下钻爆扩挖至设计断面下平洞开挖6.1.2 施工准备1、钻机基础清理及砼浇筑以调压井中心为中心，开挖出3m×3m×1m（长×宽×高）坑槽，回填C20混凝土作为钻机基础，在砼浇筑时预留机架固定螺栓、前拉杆螺栓槽2、沉渣池在钻机基础砌筑一条长3m，宽2m，深0.7m的沉渣池6.1.3 导孔（φ216mm）施工二期混凝土达到一定的强度后，调平主机开孔钻进：钻机调平后调整动力水龙头的转速为预定值，并将动力水龙头升至最高位置，把事先与异型钻杆相连接的导孔钻头移入钻架底孔并用下卡瓦卡住异型钻杆的下方卡位，然后将卡瓦放入卡座用钻机辅助设备连接钻杆接好钻杆后，开启泥浆泵供洗井液和冷却用水，开始开孔钻进洗孔：动力水龙头向下推进至最低位置时，停止向下推进，检查棘轮套的插销是否往上顶出来，如果插销被顶出来，说明孔内石渣没有冲洗干净，继续冲洗至插销回到原位稳定钻杆布置：稳定钻杆的作用主要控制导孔的偏斜率，开始钻进时放置一根，一般情况下稳定钻杆的配置采取钻头后连续装6～8根稳定钻杆，以后间隔一定的距离放置1根，后面的稳定钻杆放置需根据地层情况和钻孔角度确定。
导孔在钻穿约有3～5m时，在预测钻穿位置设置围栏，禁止人员进入，防止石块坠落伤人6.1.4 扩导孔（φ1.4m）施工φ216mm导孔贯通后，在下平洞拆除导孔φ216mm钻头并替换成φ1.4m扩孔钻头用装载机将钻头运至调压井下方，将上下提吊块分别同钻头、导孔钻杆固定，上下提吊块用钢丝绳连接，提升导孔钻杆，使钻头离开地面约20cm，然后固定钻头，下方导孔钻杆，拆去上下提吊块，连接扩孔钻头调节动力水龙头出轴转速，快速档调为慢速档，将油泵冷却系统的循环水出口接至导孔口，以冷却φ1.4m扩孔钻头、消尘在扩孔钻头未全进入岩层时，为防止钻头剧烈晃动而损坏刀具，使用低钻压、低转速、待钻头全部钻进后加压钻进拆卸钻杆：第二根钻杆上方卡位升至卡座上方约20cm，将下卡瓦卡住第二根钻杆的上卡位，下降动力水龙头，使下卡进入卡座内，反转动力水龙头一圈，升起翻转架并将机械手抱住钻杆，动力水龙头反转并提升约10cm，取出上卡瓦，再将动力水龙头升至最高位置，下降翻转架并松开机械手，同时下降动力水龙头连接钻杆，取出下卡瓦，继续扩孔钻进在卸钻杆过程中，钻杆接头无法松动时，使用辅助卸扣辅助动力水龙头反转导井施工方法见附图《调压井开挖图》（MYJ/MYJ-SG007-2010(Ⅱ)-井挖-01）。
6.1.5 φ1.4m反向扩孔时抽排水φ1.4m扩孔过程中，由于采用水冷却φ1.4m扩孔钻头及消尘、冲渣，每小时耗水量9～10m3，施工废弃水进入引水隧洞，在反向扩孔时将废弃水引入2#施工支洞排水系统内，统一排至洞外6.1.6 特殊情况处理导孔钻进时无循环水返回时可停钻注水，如注入一定水量后循环正常，说明溶洞或裂隙与外界无水力联系或联系不大，此时可继续钻进如果循环水流失过多，而钻进扭矩又大，说明岩渣向孔底堆积，立即停止钻进拆除钻杆进行导孔内灌浆导孔内灌浆施工方法：灌浆砂浆配比采用水:水泥:砂＝1:4:1.4（重量比），人工现场拌制，人工铲送至导孔内，砂浆灌注高度高于溶洞或裂隙位置3～5m在砂浆灌注24小时后即可继续钻进6.1.7 通过配置稳定钻杆控制造孔精度稳定钻杆的作业主要是控制钻头在钻进过程中顺开孔方向直线钻进所以稳定钻杆和钻头直径的合理配置是保证钻孔精度的重要条件之一导孔的钻进施工中采用碳化钨稳定钻杆（适用软弱岩层）和硬质合金稳定钻杆（适用坚硬岩石）稳定钻杆与反井钻机其它钻杆（外径为φ182mm）长度相同，实在其它钻杆的基础上沿轴向平行镶了3条宽度为3cm，厚度为1.4cm钢板，镶了钢板后的稳定钻杆外径为φ210mm，比导孔钻头直径φ216mm小0.6cm，比其它钻杆外径2.8cm，以保证导孔钻进不偏离。
稳定钻杆配置时通过如下方案施工，以保证造孔精度：（1）开孔前对合金稳定钻杆进行测量，选取与钻头直径相同的稳定钻杆进行配置，以保证钻头与钻杆同心，确保造孔精度2）配置时可采取新钻头配新的稳定钻杆，旧钻头配旧的稳定钻杆，并要求直径一致当稳定钻杆磨损较大时（直径小于标准孔径10mm以上）则需要换新钻杆磨损后要重新加工或更换3）稳定钻杆的配置采取钻头后连续装6～8根稳定钻杆，以后间隔一定的距离放置1根后面的稳定钻杆可以不考虑放置或少放置（间隔80m～100m）6.2 导井施工备选方案若因地质条件较差造成反井钻机无法成孔，则考虑采用人工进行导井开挖在调压井EL792平台上，沿调压井设计开挖轴线从上往下采用钻爆法进行施工人工导井开挖尺寸为直径2.0m圆洞开挖石渣用人工装入吊篮，采用卷扬机提升至井口装入自。