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電纜孔反井鉆機施工
卓力電纜孔反井鉆機施工采用低矮型反井鉆機施工，可以完成成孔直徑為1米、1.2米、1.4米、1.6米的作業(yè)施工。
電纜孔反井鉆機施工主要分四階段：
電纜孔反井鉆機施工主要分四階段：
1）反井鉆機準備階段。具備相應風(fēng)、水、電條件后，將反井鉆機安裝在預先澆筑好的混凝土基礎上，連接好各部分液壓系統管路和電纜，進(jìn)行運轉調試。
2）反井鉆機導孔階段。鉆機運轉，自上而下鉆進(jìn)導孔。動(dòng)力頭、推進(jìn)缸產(chǎn)生的扭矩和進(jìn)給力通過(guò)鉆桿傳遞給導孔鉆頭，形成逐漸加深的導向孔。導向孔直徑一般為216～350mm。自鉆桿中心而壓入的泥漿液，攜帶破碎的巖渣通過(guò)環(huán)形空間從井口排出。導孔和下部隧洞貫通后，本階段結束。
3）反井鉆機擴孔階段。在下部隧洞拆掉導孔鉆頭，連接擴孔鉆頭，開(kāi)始自下而上的擴孔鉆進(jìn)。擴大后的井筒直徑一般為1～5m。擴孔鉆進(jìn)時(shí)破碎下來(lái)的巖屑靠自重落到下水平，由裝載機或其它設備運出。
4）反井鉆機收尾階段。全部擴透后，經(jīng)過(guò)鉆頭拉固、主機放倒、整體吊離、井口防護等工作后結束施工。
電纜孔反井鉆機施工案例
工程概述
深圳抽水蓄能電站高壓電纜洞采用斜井式布置，從主變室下游側中部引出通往地面開(kāi)關(guān)站。高壓電纜洞由下平段、斜井和上平段組成。高壓電纜洞斜井段傾角為36.833°，長(cháng)333.126m。高壓電纜洞總長(cháng)度382.457m。
高壓電纜洞下平段與主變室高壓試驗場(chǎng)相接，結構底板高程為▽15.75m，上平段與開(kāi)關(guān)站電纜夾層銜接，結構底板高程為▽220.50m，上、下高差為204.75m。高壓電纜洞標準斷面為城門(mén)洞型，開(kāi)挖斷面寬4.0m，高4.3m。
高壓電纜洞零樁號從主變室下游側開(kāi)始，樁號按洞中心線(xiàn)的開(kāi)挖底線(xiàn)實(shí)際長(cháng)度計算，樁號范圍為G0+000.000～G0+382.457，其中：G0+000.000～G0+000.008為下平洞擴大段，開(kāi)挖底板高程為▽15.55m，與主變洞下游邊墻相接，G0+008.000～G0+013.175為臺階段，開(kāi)挖底板高程為▽15.55m～▽18.55m，G0+013.175～G0+019.143為下平段，開(kāi)挖底板高程為▽18.55m。上、下彎段的豎彎半徑均為5m，長(cháng)度均為3.214m，下彎段樁號為G0+019.143～G0+022.357，上彎段樁號為G0+355.483～G0+358.697，高壓電纜洞斜井直段樁號為G0+022.357～G0+355.483，傾角為36.833°，開(kāi)挖高程為▽19.548m～▽219.252m，上平段樁號為G0+358.697～G0+382.457，與開(kāi)關(guān)站GIS樓的電纜夾層相連。
方案的比選
2.1正井開(kāi)挖法
高壓電纜洞開(kāi)挖分兩段進(jìn)行，上段（GY0+355.483~GY0+55.483）采用正井開(kāi)挖，0.1m3反鏟裝渣，卷?yè)P機拖2.0m3礦斗車(chē)裝渣出洞，8t自卸車(chē)洞外出渣的方式進(jìn)行；下段（GY0+55.483~GY0+22.357）開(kāi)挖采用反井開(kāi)挖，手風(fēng)鉆造孔，設計36.833°斜坡溜渣，底部積渣，反鏟裝渣出渣的方式進(jìn)。
經(jīng)過(guò)分析：上段方案不可行，下段方案可行
1）因為高壓電纜洞洞身坡度為36.833°，非常接近石渣的內摩擦角（約40°），出渣時(shí)渣料容易從礦斗車(chē)中滑落，對下面的作業(yè)機具（小反鏟挖掘機）和人員構成安全隱患。
2）高壓電纜洞斷面?。?.0m×4.3m），小反鏟挖掘機（0.1m3）在斜洞內裝渣回旋空間不足，容易碰撞到洞壁，且坡度大，斷面小，不易形成反鏟操作平臺，故不宜采用機械裝渣的方式，人工裝渣進(jìn)度慢，且安全隱患多，風(fēng)險大，也不宜采用 。
3）下段較短（117.50m），采用自下而上反井開(kāi)挖，人工搭設簡(jiǎn)易鉆爆支架平臺，每次起爆前拆除鉆爆支架，鉆孔時(shí)安裝，人員上下利用安全軟梯到達掌子面，洞渣是順開(kāi)挖斜坡自動(dòng)滑溜至底部▽17.6平臺，再用自缷車(chē)運至主變洞。
2.2阿里馬克爬灌施工方法
爬灌法缺點(diǎn)
阿里馬克爬灌通過(guò)頂部安裝軌道進(jìn)行施工，每一循環(huán)必須延長(cháng)軌道，排炮循環(huán)時(shí)間增加，軌道拆裝不安全，且爆破時(shí)石渣容易破壞軌道。
在36.833°的情況下，如果石渣溜不下來(lái)，處理松渣時(shí)容易破壞爬灌。
爬灌施工時(shí)沒(méi)有導孔，通風(fēng)排煙難于解決，作業(yè)條件差。
如果遇不良地質(zhì)洞段，爬灌軌道難于固定，如需進(jìn)行緊急噴護，施工風(fēng)水管拆裝工作量大，損耗大。2.3選定的導孔施工方案
2.3.1增加施工支洞
根據高壓電纜洞施工特點(diǎn)，高壓電纜洞開(kāi)挖支護總體分上下兩個(gè)作業(yè)面進(jìn)行，分段樁號依據電站洞室相對位置、施工規范及施工難度和進(jìn)度要求，劃分為上段201.346m和下段131.780m，高壓電纜洞洞口施工平面布置見(jiàn)下圖：
?。?）根據《水工建筑物地下工程開(kāi)挖施工技術(shù)規范》 DL/T5099-2011第6.4.5條第5款要求：斜井導井可選用反井鉆法施工，但應用于斜井時(shí)不宜超過(guò)250m,應用于豎井時(shí)不宜超過(guò)400m,結合深蓄電站總體布置，擬在尾調通氣洞W0+505.917處按12%坡度升坡至GY0+208.308樁號，將高壓電纜洞直段分為上段208m,下段133m,以滿(mǎn)足施工規范要求。
?。?）反井鉆先導孔的施工精度是反井施工成敗關(guān)鍵，是保證洞軸線(xiàn)的必要條件，按照電纜洞4.0m*4.3m的斷面推算，先導孔鉆至底部后必須在小于設計斷面尺寸0.7m的范圍內，方能保證反拉施工正常進(jìn)行，即段長(cháng)越短越能保證施工精度，故將深蓄高壓電纜洞分為208m和133m相對合理。
?。?）下段施工要在施工支洞中完成反井鉆布置，其斷面尺寸考慮能過(guò)運輸反井鉆設備車(chē)輛通行，參照尾調通氣洞尺寸定為4.7m*4.7m，后段20m擴挖為6.7m*4.7m，以利于石渣裝運。
?。?）增加施工支洞后，給后續電纜維修增加一通道，給電站運行維修提供方便。
2.3.2施工程序及施工方法
高壓電纜洞軸線(xiàn)與水平面成夾角α＝36.883°，即6°＜α＜75°，按《水工建筑物地下工程開(kāi)挖施工技術(shù)規范》（DL/T5099-2011）第6.1.3第2款判定為緩斜井（6°＜α≤48°），施工采用常規的斜井開(kāi)挖方法，即按1先導孔正向鉆進(jìn)貫通→2反井鉆反拉完成→3自下而上一次擴挖貫通→4自上而下二次擴挖成型的順序來(lái)施工，開(kāi)挖過(guò)程中支護及時(shí)跟進(jìn)．高壓電纜洞開(kāi)挖支護施工程序見(jiàn)下圖
高壓電纜洞開(kāi)挖支護施工程序流程圖
2.3.3 上平段開(kāi)挖支護
根據設計圖紙和現場(chǎng)開(kāi)關(guān)站邊坡揭露地質(zhì)條件，進(jìn)洞段為Ⅲ圍巖，按標準斷面4（城門(mén)洞型寬4.26m×高4.43m）開(kāi)挖，頂拱圓弧半徑為2355mm；為了滿(mǎn)足反井鉆施工空間要求，上平洞部分洞段需進(jìn)行技術(shù)性擴挖。上平段及上彎段G0+355.483～G0+382.457開(kāi)挖渣料采用3m3裝載機倒運至洞口，裝自卸車(chē)運至Ⅲ標碎石生產(chǎn)系統的毛料堆場(chǎng)。
為確保進(jìn)洞安全，進(jìn)洞前先按設計圖紙進(jìn)行超前支護，邊開(kāi)挖邊進(jìn)行鋼拱架、噴砼、掛鋼筋網(wǎng)等系統支護，上平段及彎段G0+355.483～G0+382.457掘進(jìn)過(guò)程中加強圍巖變形觀(guān)測，以便決定是否采取其它必要的支護手段，開(kāi)挖后應根據圍巖情況及時(shí)進(jìn)行系統支護，以保證施工安全。
混凝土噴射時(shí)將工字鋼與工字鋼之間填平，噴后混凝土線(xiàn)即為襯砌砼外邊線(xiàn)，工字鋼架設部位隧洞頂拱開(kāi)挖半徑為2.355m；工字鋼架設時(shí)每榀工字鋼下部施作4根Ф20，L＝2.5m，外露0.3m的鎖腳錨桿；每榀鋼支撐按片組裝，用鋼板焊接連接腳板，與工字鋼端部焊接后，組裝用螺栓連接；套筒沿環(huán)向以1000mm的間距均勻布置，相鄰兩榀鋼支撐之間采用鋼筋連接并控制安裝間距。
2.3.4 洞身段開(kāi)挖及支護
高壓電纜洞斜井段施工分兩個(gè)相對獨立作業(yè)面：上段為G0+154.137～G0+355.483，長(cháng)201.346m；下段為G0+022.357～G0+154.137，長(cháng)131.780m。
首先，高壓電纜洞上彎段安裝反井鉆機施工G0+154.137～G0+355.483段導井，斜井上段導井貫通后，反井鉆機移至施工支洞與高壓電纜洞相交處（G0+154.137）進(jìn)行下段導井施工，導井施工詳見(jiàn)下圖。高壓電纜洞斜井上下段導井均貫通后，上段分兩次擴挖至設計輪廓，上段擴挖完成后,下段再分兩次擴挖至設計輪廓。施工人員、機具、材料從上平段通過(guò)10t絞車(chē)牽引6.0m吊籠進(jìn)入工作面。
為了保證兩次擴挖順利溜渣，按照《水電水利工程斜井豎井施工規范》（DL/T5407-2009）相關(guān)要求和斷面尺寸，一次擴挖自下而上先開(kāi)挖上半部分洞室，斷面凈空為4.0m×2.225m的城門(mén)洞型，預留導井下部光滑圓弧槽作為溜渣通道，以便于一、二次擴挖時(shí)溜渣。
二次擴挖自上而下進(jìn)行，利用一次擴挖的溜渣通道在施工支洞或主變洞集渣出渣，斷面為4.0×2.075m，人員通過(guò)鋼樓梯上下；擴挖期間，做好上井口的安全防護工作，并派專(zhuān)人留守監護上、下井口，防止掉物傷人。
高壓電纜洞屬高危工作面，支護必須及時(shí)跟進(jìn)，在二次擴挖時(shí)，支護施工及時(shí)跟進(jìn)，并隨著(zhù)掌子面推進(jìn)順延安裝鋼爬梯，保證人員材料安全到達工作面；不良地質(zhì)段處理完成后才能進(jìn)行下一步的開(kāi)挖施工。
上段導井施工圖
下段導井施工圖
2.3.5 備用開(kāi)挖方案
反井鉆先導孔的施工軸線(xiàn)精度是保證洞軸線(xiàn)的必要條件，是反井施工成敗關(guān)鍵，由于緩傾角（36.833°）、小斷面(4.0m×4.3m)、長(cháng)斜井（333.126m）采用反井鉆機施工在我公司屬于首次，按照電纜洞4.0m*4.3m的斷面推算，先導孔貫通后其孔位必須在小于設計斷面尺寸0.7m的范圍內，方能保證反拉施工正常進(jìn)行，長(cháng)斜井反井鉆導孔施工精度較難控制，為了保證施工精度，按照深圳抽水蓄能電站第二、三次總工會(huì )會(huì )議紀要要求，將高壓電纜洞斜井段施工分為201.346m（G0+154.137～G0+355.483）和131.780m（G0+022.357～G0+154.137）上下兩段。
1）高壓電纜洞上段施工備選方案
高壓電纜洞上段先導孔鉆至深度201.346m時(shí)，從施工支洞進(jìn)入高壓電纜洞G0+154.137樁號，若未發(fā)現鉆頭，證明導孔已偏離出洞身范圍，啟動(dòng)備用方案如下所述：
?。?）高壓電纜洞斜井上段從G0+154.137自下而上進(jìn)行全斷面開(kāi)挖，直至與導孔貫通。
?。?）若貫通先導孔位置與G0+154.137之間距離在可安裝反井鉆機鉆頭的距離范圍內，安裝反井鉆機擴挖鉆頭，反井擴孔形成Ф1.4導井后，再按“4.2洞身段開(kāi)挖及支護”中方案分兩次擴挖至設計輪廓。其中，可安裝反井鉆機鉆頭的距離根據現場(chǎng)實(shí)際情況確定。
?。?）若貫通導孔位置與G0+154.137距離大于可安裝反井鉆機鉆頭的距離，高壓電纜洞斜井上段采用正井法開(kāi)挖，使用絞車(chē)提升軌道小車(chē)出渣。
2）高壓電纜洞斜井下段備選方案
先導孔鉆至深度131.78m時(shí)，高壓電纜洞G0+022.357處未發(fā)現鉆頭，證明導孔已偏離出洞身范圍，啟動(dòng)備用方案如下所述：
?。?）高壓電纜洞斜井下段從G0+022.357自下而上進(jìn)行全斷面開(kāi)挖，直至與先導孔貫通；
?。?）若貫通先導孔位置與G0+022.357之間距離在可安裝反井鉆機鉆頭的距離范圍內，安裝反井鉆機擴挖鉆頭，反井擴孔形成Ф1.4導井后，再按“4.2洞身段開(kāi)挖及支護”中方案分兩次擴挖至設計輪廓。其中，可安裝反井鉆機鉆頭的距離根據現場(chǎng)實(shí)際情況確定。
?。?）若貫通導孔位置與G0+022.357距離大于可安裝反井鉆機鉆頭的距離，高壓電纜洞斜井下段采用反井法開(kāi)挖：每一排炮循環(huán)搭設簡(jiǎn)易平臺架自下而上進(jìn)行全斷面開(kāi)挖支護，人工扒渣，底部集渣出渣。
2.3.6 斜井導孔精度控制措施
在豎井及斜井施工中，導孔精度控制是反井鉆機導井法施工的關(guān)鍵，反井鉆先導孔的施工精度是反井施工成敗關(guān)鍵，是保證洞軸線(xiàn)的必要條件，按照電纜洞4.0m*4.3m的斷面推算，先導孔鉆至底部后必須在小于設計斷面尺寸0.7m的范圍內，方能保證反拉施工正常進(jìn)行：
1、測量放樣，先制定詳實(shí)可行的測量放樣措施，在現場(chǎng)采用全站儀儀進(jìn)行對開(kāi)口點(diǎn)進(jìn)行放樣，然后在安裝機身時(shí)一定要采用水平尺和鉛垂球從多角度進(jìn)行精確測量，再對中心點(diǎn)進(jìn)行校核，為便于調節鉆機位置精確，底座上螺孔都加工成條型孔，最后通過(guò)調節螺栓來(lái)固定鉆機，確保鉆桿垂直于水平面（豎井）如果是斜井施工要求就更高，首先是基礎砼的澆筑，按設計傾角通過(guò)測量設備定出導線(xiàn)，然后是機身傾斜后的下部支撐及上部牽拉一定要牢固穩定，最后通過(guò)調節螺栓來(lái)固定，鉆機造孔過(guò)程中不斷進(jìn)行孔向測斜。
?。?、控制造孔速度，反井鉆機導孔鉆進(jìn)速度越快，精度越難以保證，因此在精度要求較高的部位，建議慢速推進(jìn)。
?。?、在孔口增加扶正器，并在導孔鉆進(jìn)過(guò)程中采用穩定鉆桿防止鉆桿偏斜，穩定鉆桿以每隔15～20m長(cháng)度增加一根為宜。
4、對于傾斜孔，由于鉆機在開(kāi)孔后鉆桿會(huì )由于自重原因略向下傾斜，本工程經(jīng)驗為造孔后鉆機會(huì )向下傾0.5～1度、在實(shí)際施工中可將鉆孔傾角上調0.5～1度，或開(kāi)孔點(diǎn)作適當調整。
5、遇不良地質(zhì)段，需及時(shí)采取灌漿等方式進(jìn)行處理，防止鉆桿遇軟巖發(fā)生偏斜。
2.3.7 反井鉆機導井法施工應用前景
隨著(zhù)電站的發(fā)展，豎井及斜井的長(cháng)度在不斷增加，采用人工手風(fēng)鉆的施工方法滿(mǎn)足不了工程施工要求，而反井鉆機導井法施工由于不需要爆破、鉆進(jìn)速度快、效率高、比鉆爆法相比工期縮短很多、且施工人員不留在井內，安全性較好等特點(diǎn)，因此，反井鉆機已被世界眾多國家采用，但對我國來(lái)說(shuō)，還是一種新型的施工機械，隨著(zhù)科技的發(fā)展，反井鉆機將被更多施工單位認識，在水電建設中，發(fā)揮更大的作用。
濟寧卓力反井施工的優(yōu)勢：
施工安全。和其它反井施工方法相比，反井鉆機施工時(shí)，工作人員不需進(jìn)入工作面，進(jìn)行打眼、裝藥和臨時(shí)支護等作業(yè)，工作人員都在環(huán)境和安全狀況較好的上部，施工人員不再受落石、淋水、有害氣體的傷害，避免了全事故的發(fā)生。
工作效率高。反井鉆機施工為機械化連續作業(yè)，速度快，比其它施工方法提高工效5－10倍。為后期施工創(chuàng )造了良好的條件，其綜合效益顯著(zhù)。
工程質(zhì)量好。反井鉆機采用滾刀機械破巖，對圍巖破壞小，井壁光滑，有利于擴挖溜渣、通風(fēng)、排水。
反井鉆機采用液壓傳動(dòng)控制，操作簡(jiǎn)單，工人勞動(dòng)強度低!
濟寧卓力是專(zhuān)業(yè)從事煤礦低矮型反井鉆機施工的大型企業(yè)，公司主要從事井下煤倉反井鉆機施工、暗立（斜）井反井鉆機施工，管路孔反井鉆機施工、電纜孔反井鉆機施工、溜煤孔反井鉆機施工、通風(fēng)孔反井鉆機施工等施工作業(yè)。卓力擁有專(zhuān)業(yè)的大型施工機械，頂尖的施工人員，精湛的施工技術(shù)，真誠期待與您合作，攜手同行，共贏(yíng)未來(lái)。
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