中国水利水电第八工程局有限公司 湖南邵阳 422900
摘要：山西省万家寨引黄入晋工程北干线是万家寨引黄入晋工程的一部分。平鲁地下泵站位于北干线大梁水库右岸山体中，主要建筑物包括地下及地面两大部分，地下建筑物主要包括：进水池、厂房、进出水管道系统、主副交通洞、出水隧洞和出水竖井、电缆井及交通洞等；地面建筑物主要包括变电站、进水塔及交通桥、交通道路等。电缆井位于厂房出水侧，电缆井底部设有电缆井交通廊道与厂房连接，并设有连通洞连接电缆井交通洞与副交通洞。电缆井顶部位于变电站西南侧，介于水池水泵房与控制楼之间。电缆井兼作交通、通风通道。本设计为电缆井的开挖和支护的施工技术方案设计。
关键词：反井钻机；平鲁；地下泵站；电缆井开挖；应用
一、电缆井开挖施工设计
竖井施工的传统方法有正井法或爬罐法施工导井，然后扩挖成型。正井法开挖导井机械化程度低，劳动强度大，作业时间长，施工条件差，受危石、烟尘危害，人员长时间作业易造成缺氧，存在较大的安全隐患。爬罐法施工导井虽然安全问题等到了改善，但人员仍在洞内作业，施工条件没有得到完全改善，若使用安全性能好的进口爬罐则造价会很高。
根据电缆井的工程特点，拟采用LM－200型反井钻机开挖导井，再用钻爆法扩挖达到设计的开挖轮廓。与传统的施工方法相比，采用反井钻机开挖导井具有以下优点：①导井采用机械开挖，施工进度快；②扩挖时爆破石渣可直接滑到竖井下口，出渣速度快。③中导井贯通后可形成自然通风系统，利于通风排烟。④适用于各类围岩。⑤为扩挖钻爆施工创造了条件。⑥机械化程度高，节省劳力、爆破器材，减少了机械通风与防尘等工序，有利于降低工程造价。⑦解决了地下水的排放问题。
利用LM-200反井钻机从上至下钻直径0.27m的导孔，钻至下部电缆井交通洞后，再更换成直径1.2m的反向钻头，用反井钻机反扩成1.2m的导孔；然后用手风钻从上而下扩孔至直径为3m的中心导井，然后自上而下采用钻爆法进行电缆井全断面扩挖，开挖石渣由导井溜至井底出渣。
二、电缆井开挖施工方法
反井钻机的工作原理，LM-200型反井钻机的工作原理为：液压马达驱动水龙头并将扭矩传递给钻具系统，带动钻具系统旋转，破岩采用镰齿盘形滚刀，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。钻导孔时岩屑沿钻杆与孔壁间的环形空间由洗井液提升到EL1421平台，扩孔时岩屑靠自重落到下电缆井交通洞。钻凿1200mm的钻孔时只需先钻270mm的导孔，直至导孔钻透下部的电缆井交通洞为止，将导孔钻头卸下，然后接上1200mm的扩孔钻头，再由下向上扩孔。
1、施工程序
反井钻机就位导孔施工→扩孔施工→中心导井扩挖→全断面扩挖及支护。
2、反井钻机施工
反井钻机采用专业分包的方式，由专业的反井钻机施工队伍进行钻孔与扩孔施工。
经与反井钻机专业队伍协商，计划采用LM200型反进钻机进行电缆井的中心导孔及反扩施工。该反进钻机适用于300m以下的竖井或大角度斜井的施工，具有钻进速度快、造价低等优点。
3、中心导井扩挖
由于变电站一期开挖揭示岩石破碎，在扩挖施工前根据实际地质情况完成井口锁口梁施工，在混凝土强度满足设计强度后才能进行施工，扩挖施工时在中导孔孔口设置“T”形井盖，盖严孔口，防止人员或设备掉落，同时施工时井盖严禁站人及放物，井盖利用井口布置的10T移动门机提升、下落。
中导孔扩挖采用手风钻钻孔、人工装药爆破的方法施工，自上而下对导孔进行扩挖（直径3000mm）。根据导井开挖揭示围岩情况，对煤层、破碎带等地质弱面根据监理工程师的意见进行必要的临时支护，确保导井扩挖施工安全。
4、全断面扩挖及支护
4.1 施工设施布置
井内悬吊吊笼作喷混凝土作业的施工平台，井内双绳悬吊一双层吊笼，该吊笼作为井下运输和锚喷支护作业工作平台；利用井口移动门机提升，悬吊吊笼上下，负责人员上下交通。
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吊笼上下采用有稳绳运行，稳绳选用Ф12.5mm钢丝绳，上端固定在井口锚杆上，下部同吊笼相连；吊笼为钢结构制作，笼高4m，可为后期混凝土衬砌和灌浆作业服务，吊笼用移动门机悬吊；该吊笼为喷混凝土支护作业的工作平台和钻爆施工的运输笼。
井内布置一趟Ф108mm供风管、一趟Ф80mm供水管、一趟喷浆管，井内布置一趟照明电缆，一趟供电电缆，一趟通讯信号电缆，均固定在井壁锚杆上，地面布置一台砼喷射机利用井口移动门机悬吊Ф75mm喷砼钢管，井下布置软管和喷枪进行喷砼施工，所有管线延伸和拆除利用吊笼进行；为保证井下安全施工，井口设钢筋护栏和安全网。
4.2 施工方法和顺序
电缆井扩挖采用钻爆法施工，扩挖时，在井壁上固定爬梯，施工人员沿爬梯上下，施工用管线，电缆等均为软管敷设，固定在井口锚筋上，放炮时拆除，以防止爆破损坏，待井筒施工30m以上时，进行电缆井顶部10T移动门机安装（10T移动门机安装将编制专门的安装技术措施），形成提升和悬吊系统，为快速施工创造条件。10T移动门机安装完成后必须经过朔州市质量技术监督局所属的特种设备检测检疫所检测合格并颁发合格证后方可投入使用。
电缆井扩挖采用全断面光面爆破，一次成井的施工方法，采用中深孔爆破，工作面选用8台YT-28风钻同时打眼，炮眼深度3.3m，炮眼利用率按90%计，每茬炮进尺3m。由于全断面扩挖时溜渣时间较长，在溜渣时封闭电缆井交通洞。
4.3 爆破参数
由于电缆井深度达161.4m，导井直径只有3m，在扩挖时必须要控制岩石的爆破块度，防止爆破后直接堵塞导井或在溜渣时堵塞导井。
采取降振措施的效果将用爆破振动测试仪来监测，将根据所监测的控制楼最近点的质量振动速度来调整爆破参数。
具体的爆破参数根据爆破试验确定，并在爆破施工过程中根据实际爆破效果进行适当调整。
4.4出渣方案
由于电缆井断面较小，设备扒渣存在安全距离不够，若采用设备扒渣则需通过移动门机往复进行设备的起吊、下放，施工不便，且存在安全隐患。因此全断面开挖时仍采用人工扒渣的方式出渣，为减少人工扒渣工序的作业时间，提高施工效率，钻孔时自周边至中心每排孔较后排深0.5m，爆破后形成向中心的斜坡，以便人工扒渣。同时在爆破时根据实际爆破情况，适当调整爆破参数，适当增加炸药单耗，采取加强松动爆破或减弱抛掷爆破的方法，使爆破石渣尽可能我多地抛向直径为3m的中导井，由中导井下落，减少残留在作业平台上的石渣量。
结语：山西省万家寨引黄入晋工程北干线是万家寨引黄入晋工程的一部分。起点位于山西省北部偏关县下土寨的总干分水闸，经过平鲁、朔州、山阴、怀仁等区（县）到大同市的平鲁地下泵站止，全长约154.5km。引黄工程为Ⅱ等工程，平鲁地下泵站主要建筑物级别为2级。电缆井位于厂房出水侧，电缆井底部设有电缆井交通廊道与厂房连接，并设有连通洞连接电缆井交通洞与副交通洞。电缆井顶部位于变电站西南侧，介于水池水泵房与控制楼之间。电缆井兼作交通、通风通道。
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作者简介；
李繁荣，男，汉族，中国水利水电第八工程局有限公司，本科，邮编：422900，现职称工程师，研究方向：水电工程、土建工程施工、监理、爆破工程施工
论文作者:李繁荣
论文发表刊物:《基层建设》2016年1期
论文发表时间:2016/5/19
标签：电缆论文; 钻机论文; 交通论文; 作业论文; 井口论文; 断面论文; 竖井论文; 《基层建设》2016年1期论文;