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竖井开挖

指闸门井、调压井、通风井、作为施工支洞的竖井以及压力管道等直井和斜井的开挖。和隧洞相比,受施工条件的限制,开挖更为困难。开挖方式方法可根据断面大小、深度、倾角、围岩特征及施工设备等条件选定,开挖方法以钻爆法为主,也可用机掘法(如用天井掘进机)。用钻爆法开挖时所应遵循的原则与基本相同,各主要爆破参数可按隧洞开挖原则选取,并通过现场试验予以调整。开挖方式,有全面开挖和导井扩大开挖。

指闸门井、调压井、通风井、作为施工支洞的竖井以及压力管道等直井和斜井的开挖。和隧洞相比,受施工条件的限制,开挖更为困难。开挖方式方法可根据断面大小、深度、倾角、围岩特征及施工设备等条件选定,开挖方法以钻爆法为主,也可用机掘法(如用天井掘进机)。用钻爆法开挖时所应遵循的原则与基本相同,各主要爆破参数可按隧洞开挖原则选取,并通过现场试验予以调整。开挖方式,有全面开挖和导井扩大开挖。作为施工支洞的竖井及下部无施工通道可用的竖井,宜采用全断面开挖。调压井、闸门井、高压管道及下部已形成施工通道的竖井,宜采用导井扩大开挖;在钻孔精度能满足要求时,也可采用深孔分段爆破成井的方法。导井扩大开挖是最常采用的方式。竖井开挖,自上而下进行的称正挖,反之称反挖。

导井扩大开挖,即先在竖井断面内开挖与下部施工通道贯通的导井,而后利用其扩挖成井的施工方法。导井断面4~5平方米,其开挖可用:①即利用地质钻机按设计一次钻成深孔。然后从底至顶分段起爆,而成导井的方法。一般适用30~50米的导井开挖。②钻井法即在地面架立大型钻机,利用直径1~2米的大钻头,一次钻成导井。③吊罐法,系通过竖井中心钻孔,用钢丝绳吊悬吊罐,工人在吊罐内操作的导井施工法。适用于围岩稳定性较好,开挖深度为30~100米。④溜碴法,是中国过去常用的施工方法,即将导井用木结构分隔成爬梯道和溜碴道两部分。每次钻孔都要搭设一次操作平台,爆破前将平台拆除,并用圆木堵塞盖好爬梯道。这种方法进度慢,且费木料。⑤爬罐法,首先由瑞典研制成功,并称阿立马克爬罐,适用于导井开挖的专用设备。由主罐和辅罐组成,可沿导轨爬行。工人在主爬罐内操纵钻机,辅助爬罐用于运送材料、检查导轨和软管,以及运送人员。随着开挖的进行,导轨要逐步接长,并用锚杆将其固定在岩壁上。爆破时爬罐沿导轨撤到避炮洞。

导井扩挖,一般采用正挖扩挖成井,工人可站在开挖面上操作,爆后石碴顺导井溜下,从下边通道出碴。为保安全,导井应加盖伞形罩,爆破时将罩吊到井上。为便于扒碴,由井周边至导井口可有适当坡度。扩挖还可采用辐射孔扩大法,即利用吊罐在导井内钻略向下倾斜的水平孔,然后从下至上分层爆破。

全断面开挖,因竖井下部无施工通道可用,开挖只能自上而下进行,爆后石碴由井口吊出。因向上爆破,需克服重力影响,故炸药耗量和劳动强度都大,且进度慢。采用这种方法时,一定要锁好井口,确保井口稳定:提升设备有专门设计,关键是选好井架和提升机械:井深超过15米时,人员上下可利用提升设备,但仍要有爬梯;应有防水排水措施:稳定性不好的围岩应及时支护,挖一段衬一段或采用预灌浆加固;井壁有不利节理裂隙组合时,应及时进行锚固。开挖时断面中部要布置掏槽孔,并常用中心加空孔的角锥形掏槽。崩落孔要按同心圆布置,周边孔应采用预裂或技术。

斜井开挖和倾角有关,角度大出碴方便,钻爆条件较差,反之则出碴比较困难。当倾角大于45°时,可按前述的规定进行开挖。当倾角小于25°时,可采用自上而下全断面开挖。当倾角为25°~45°时,采用反挖导井,正挖扩大的方法,并应有扒碴和溜碴措施。