[发明专利]一种竖井式引水隧道开挖方法

说明书

本发明公开了一种竖井式引水隧道开挖方法。包括：在完成引水隧道上平段、下平段及部分弯段开挖支护后，依据隧道直径、设备安装及运行高度需求在保证反井钻机导井与隧道竖井结构线距离大于等于2m的条件下，使溜渣井轴线与竖井轴线形成大于零度的夹角θ，将反井钻机基础设计成与水平面夹角为θ，后续爆破采用一炮一设计原则进行设计布置。本发明解决了引水隧道受上、下弯段空间限制，为满足反井钻机安装及运行高度需求，需对上弯段及下弯段进行大量扩挖的问题；通过调整溜渣井轴线，使其与竖井轴线形成大于零度的夹角，以尽可能的实现反井钻机安装高度及运行高度要求，避免或减少了上、下弯段的扩挖及后期的回填，节约成本，缩短施工工期。

技术领域

本发明属于水利建设工程技术领域，尤其水利建设中隧道开挖技术领域，具体为一种竖井式引水隧道开挖方法。

背景技术

隧道开挖在水利建设工程中常见。竖井式引水隧道是水利建设工程中的重点工程，竖井式引水隧道通常由上平段、上弯段、竖井段、下弯段、下平段组成。一般竖井式引水隧道竖井施工方法包括：(1)上、下平洞及部分上、下弯段开挖支护完成。(2)为满足反井钻机的安装及运行，需根据反井钻机结构尺寸及安装及运行的高度，对上、下弯段进行扩挖。(3)反井钻机基础浇筑，反井钻机安装。(4)溜渣井采用反井钻机先竖直自上而下钻导孔，再反扩一个大直径的导井。(5)扩挖，采用手风钻钻爆，每循环钻孔深度为0.8～1.2m。自上而下分层进行直至开挖完成。

现有开挖方法需对引水隧道上、下弯段进行扩挖，后续需进行混凝土回填，增加了工程量，施工效率低。

发明内容

本发明根据现有技术的不足公开了一种竖井式引水隧道开挖方法。本发明要解决的问题是提供一种在引水隧道受上、下弯段空间限制，能够减少了上、下弯段的扩挖施工与回填，节约了施工成本，效率更高的竖井式引水隧道斜井开挖方法。

本发明通过以下技术方案实现：

竖井式引水隧道开挖方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)完成引水隧道上平段、下平段及部分弯段开挖支护；

(2)溜渣井轴线倾角选择，依据隧道直径、设备安装及运行高度需求在保证反井钻机导井与隧道竖井结构线距离大于等于2m的条件下，使溜渣井轴线与竖井轴线形成大于零度的夹角θ；

(3)反井钻机基础设计，为实现溜渣井倾斜夹角θ，将反井钻机基础设计成与水平面夹角为θ；

(4)反井钻机基础施工与安装；

(5)爆破设计优化，溜渣井轴线与竖井轴线斜交，每一高程溜渣井中心相对于竖井中心均在变化，爆破设计按照一炮一设计原则进行设计；

(6)扩挖，采用YT28手风钻钻爆，每循环钻孔深度为0.8～1.2m；自上而下分层开挖直至完成。

所述一炮一设计是根据溜渣井轴线与竖井轴线斜交，竖井自上而下开挖时随着开挖高程的下降，每一开挖循环溜渣井的平面位置相对于竖井变化，每一开挖循环后均根据溜渣井的平面位置、上一循环的爆破结果及下一开挖循环的围岩状况预报进行爆破设计布置。

所述溜渣井轴线与竖井轴线形成夹角θ为大于0°、小于60°。

本发明竖井式引水隧道将竖井溜渣调整为斜井溜渣，以获得反井钻机安装及运行需要的高度。保证斜向溜渣井与引水隧道竖井结构线距离≥2m，溜渣斜井轴线与引水隧道竖井轴线形成夹角。

本发明相对于现有方法的不同及优点：1)本发明方法在避免溜渣井超出竖井开挖结构线的前提下，调整溜渣井轴线，使其与竖井轴线形成夹角，以尽可能的实现反井钻机安装高度及运行高度要求，其主要目的是为形成溜渣竖井实现避免或减少上、下弯段的扩挖及后期的回填，节约成本。2)本发明方法为实现溜渣井轴线与竖井轴线形成夹角，需将反井钻机基础结构面浇筑成与水平面形成夹角，本发明设计了与现有反井钻机应用不同的基础结构。