[发明专利]一种基于钢平台的竖井二次扩挖方法

说明书

本发明公开了一种基于钢平台的竖井二次扩挖方法，钢平台包括8条支钢和8条边钢，8条支钢的一端共同固定于中心处，每相邻两条支钢的另一端之间都固定一条边钢，使得8条边钢依次相连形成八边形的外围框架；在支钢和边钢形成的骨架上覆盖有螺纹钢网，在边钢形成的外围框架上设置有4个可拆卸的支撑柱。在竖井二次扩挖时，将钢平台、工人以及钻孔机械运输到竖井内，罐笼则作为需要二次运输时的运输工具；施工过程中，钢平台一直与罐笼相连，人员在钢平台上进行钻孔、装药，装药后进行爆破；爆破后安装支撑柱，人员在钢平台上进行清渣，完成竖井扩挖。本发明降低了进行钻孔、装药、清渣人员的安全风险，降低了单次爆破的循环时间，提高了开挖效率。

技术领域

本发明涉及建筑施工中竖井扩挖领域，特别是一种基于钢平台的竖井二次扩挖方法。

背景技术

水利水电工程施工中存在各种功能性或结构性竖井，例如通风竖井、排风竖井、闸门井、调压井、引水竖井、发电竖井等，竖井开挖施工处于整个地下洞室群施工工期的关键线路上，如何保证竖井安全、高质量及快速的开挖作业，成为目前水利水电工程引水系统施工亟待解决的难题。由于竖井施工具有空间小、施工难度大、工序复杂、危险性高等特点，在实际施工中对该环节的技术要求比较高，该环节的工程质量不仅关系着工程的施工质量，还关系着人们的生命及财产安全，因此在竖井开挖支护施工过程中进行相应的安全技术方法研究是极为必要的。

竖井在施工过程中主要有两种施工方式，分别是正井施工法和反井施工法，随着水利水电工程施工技术的成熟与发展，目前大多数竖井的开挖一般先利用反井钻机自上而下钻取导孔(φ190-250mm)，然后自下而上进行反导井(φ1-1.4m)的钻挖，反导井施工结束后进行溜渣井扩挖(φ3-4m)，紧接着从上到下进行二次扩挖。在二次扩挖过程中，通常由人工乘坐圆形罐笼，通过竖井起重机运输至掌子面，然后通过YT-28手风钻钻孔，自上而下依次进行爆破施工，爆破后人工将石渣清撬至下部平洞内装车出渣。由于竖井内空间狭小，操作人员在进行二次扩挖时，需要亲临掌子面进行钻孔爆破作业，安全隐患极高，在竖井施工工期长的特点下，现场管理要求苛刻，并且也无法保证万无一失，不利于风险管控。

竖井在施工过程中主要有两种施工方式，分别是正井施工法和反井施工法，随着水利水电工程施工技术的成熟与发展，目前大多数竖井的开挖一般采用反井施工法；主要施工工序分为：

（1）测量放线，测量工程师利用洞内测量控制点，及时向开挖面传递中线和高程，用全站仪测设隧道开挖支护轮廓线，确认后方可进行下道工序施工；

（2）竖井起重机及反井钻机安装；

（3）导孔钻进，根据地层围岩条件和钻井深度调整合理的钻孔压力和扭矩,保持匀速；

（4）反导井钻挖，主要通过电机带动液压马达，进而将作用力传导至钻具系统，促使钻具进行旋转，通过钻具的上下运动实现镰齿盘形滚刀在井底进行工作，通过对岩体的剪切、冲击以及挤压方式实现岩体破碎工作；

（5）竖井二次扩挖，以溜渣井为临空面进行扩挖。扩挖采用钻爆法施工，设计开挖边界线采用光面爆破。利用手风钻造孔、乳化装药、电雷管引爆非电管起爆。扩挖作业由竖井上口自上而下进行开挖。爆破石渣采用人工清理至溜渣井，落入竖井底部采用装载机装渣，汽车运渣至弃渣场。

（6）支护，竖井一次支护为全断面钢筋挂网和砂浆锚杆相结合, 并喷射C20混凝土。紧跟开挖掌子面,锚杆钻孔采用手风钻。

现有的竖井开挖过程中主要存在以下不足：

（1）在二次扩挖爆破前，通常采用圆形罐笼运输施工人员到扩挖掌子面，利用YT-28手风钻造孔、乳化装药、电雷管引爆非电管起爆，那么施工人员必须亲临掌子面进行钻孔、装药，在空间如此狭小的竖井洞内，站在掌子面上进行操作对于施工人员来说是极其不安全的，存在安全隐患。