摘要：水利工程深竖井施工时，合理运用阶梯法开挖技术，可以显著提高深竖井施工质量与效率，确保水利工程整体施工质量。本文通过联系实际工程，分析深竖井施工中阶梯法开挖的应用。
关键词：深竖井施工；阶梯法开挖；应用要点
引言
风井包括左、右线两个竖井，设计净空尺寸12m×7m，开挖断面（9×14）m，衬砌高度51.476m（51.539m），包含一个地下风道，连通左右风井，风道长6m，断面形式为马蹄形。
1施工组织设计研究
1.1施工技术设计
1.1.1平场土石方施工技术及方法
（1）本次工程需要进行土方回填，填筑前，按规定进行原地面清理后，如地基土不符合要求，应提出处理加固措施报监理工程师审批，按特殊土地基要求进行处理。
（2）填方基底为斜坡时，按规定挖好横向台阶。
（3）填筑必须分层进行，并严格控制每层填筑厚度。
1.1.2?竖井井筒施工技术及方法
（1）平行进行井颈短掘短砌吊挂护壁法施工（段高控制在2m以下，在井壁内设置纵向钢筋，使各段井壁的自重由吊挂钢筋来承担并传到上部承托结构，以防止因岩壁摩擦力不足使短段掘砌仍可能产生井壁脱落或开裂，随掘随砌、安全可靠）。
（2）下放钢模，继续施工达到井深40m。第三，吊盘、封口盘安装；完善临时吊挂系统，具备井筒正式施工生产条件。
1.2质量管理体系设计
1.2.1质量管理人员方面
①技术人员应认真审核图纸，施工用图纸必须经过技术经理审核，并组织施工人员进行现场交底，施工中应经常对照图纸进行检查，修正。②测量人员测量计算成果必须经过两人复核才能作为施测依据，经常对各测点、标桩进行复核，贯通测量必须采用一、二级导线控制。③机电负责人及机电技术人员对设备设施运行质量负责，必须经常检查、巡视设备设施运行情况，制定设备检修计划，并督促实施。
1.2.2质量管理措施方面
①建立各项质量管理制度，制定质量管理目标，切实实施质量管理责任制，项目经理对工程质量负总责，各工种队长对所负责的工种质量负责，各作业班组对各道工序质量负责，做到层层把关，层层落实。②建立严格的质量奖罚制度，实行重奖重罚，杜绝人为因素造成的质量事故。③建立质量反馈系统，对各工种、各工序进行随机抽样、跟踪监督检查，对“症”下“药”，制订切实可行的管理措施，搞好质量管理。
2明确施工方案
施工重难点：由于井深，旁边有池塘，地下水丰富，地质情况多为泥岩、沙质泥岩、砂岩，且工点位于一竹林中，环境保护尤为重要。
由于两个竖井之间只有6m，且两个竖井底部有大断面风道，因此，我们在常规开挖和“阶梯法”两种方案中进行选择。“阶梯法”优点：“阶梯法”施工工艺适用于断面大，深度大，底部结构复杂，地质条件较差的竖井，这与项目实际情况基本吻合。
缺点：“阶梯法”施工，工序复杂，相邻工序衔接紧密，稍不注意，就会影响到施工进度。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆常规法竖井开挖优点：多为全断面开挖，工序简单，施工进度较快，适用于深度较小、围岩比较稳定、地下水，裂隙水不发育地层。缺点：常规法施工大断面，深竖井，施工风险比较大，爆破时，对整体初期支护结构影响较大，开挖后裸露围岩部分自稳性差、安全风险较大。
综上所述，考虑工程安全质量和施工进度及成本等因素，故决定采用“阶梯法”开挖施工工艺。
3施工工艺
1）锁口以上部分采用全断面开挖，开挖采用炮机和弱爆破相结合的方式。
2）锁口以下部分开始进行台阶法施工，台阶划分为4m，5m，5m，每一层台阶高差为1m。
3）施工顺序：开挖→初喷混凝土→施作锚杆→挂网→立钢架→喷射混凝土→施作下一个循环。
4）主要施工方法：先分别开挖①②③台阶至上述形状后，进行三个断面同时开挖，开挖后的形状仍为上面所示的台阶状，这样的目的是为了减小围岩临空面，增加开挖后岩体的稳定性，提高安全系数。
3.1主要施工参数
1）锚杆：25中空注浆锚杆，梅花形布置，环、竖向间距1×1（0.5）m，L=4.5m（两竖井相邻一面锚杆长度3m）。
2）喷射混凝土：C25喷射混凝土，厚300mm。
3）钢筋网：布设8钢筋网，间距为（200×200）mm，双层钢筋网。喷射混凝土保护层厚度不小于20mm。
4）格栅钢架：全断面设1（0.5）m/榀钢架，钢架的外保护层不小于40mm。
4爆破参数
在整个爆破作业过程中，爆破参数的选择，直接关系着施工安全、爆破效果和施工成本以及是否满足设计要求等。在本项目中，设计要求震速1.0cm/s以下，故我们采用安全系数比较高的乳化炸药。
1）炮孔直径d：d的大小影响着钻孔速度、炮眼数量、单位炸药消耗量等。手机风动凿岩机成孔一般可选择d=38mm～42mm，根据我单位施工机具设备情况，选择d=42mm。
2）炮孔深度L：L的大小直接影响循环进尺和循环时间。在竖井施工中一般1.2m～1.5m较为合理，出于安全和工期考虑，取L=1.2m。
3）单位炸药消耗量q：q的选择要根据围岩的实际情况，开挖断面、炮眼深度和炮眼直径等。在本工程中根据实际情况和类似工程施工经验取：拉槽孔（导爆管连接，连续装药）q=0.3kg/m3～0.5kg/m3，光爆孔（导爆管连接，不耦合装药）q=0.2m3～0.3m3。
4）孔间距a和排间距b：爆破作用指数的大小取决于炮孔直径、炮眼深度和单位炸药消耗量和断面大小。布孔时，拉槽孔的最小抵抗线必须指向每一层台阶的中心方向，这样既有利于提高岩石破碎度，又同时利于出渣，提高效率，缩短出渣时间。根据本工程设计要求，取孔间距a=1.0m，b=0.8m，梅花形布置。
5）单孔装药量m：m=qabL，根据本工程实际情况和周边建筑物情况，在开始成井圈时取m=0.3kg/m3～0.35kg/m3，在形成工作面后取m=0.4kg/m3～0.6kg/m3。
6）起爆方法：根据国家《爆破安全规程》，在本工程中采用15段非电毫秒雷管，微差延时起爆。爆破通风排烟后，认真清理核查瞎炮，并做好处理。
5质量标准
在施工过程中，严格按照国家相关的质量验收标准以及设计要求进行层层把关。同时注意以下几个方面：
1）勤量测，制定测量监控方案，按照方案上给定的频率进行收敛、位移等测量。并做好数据分析，对于数据异常部位，采取相应的加固措施。
2）配备质检工程师，对整个施工环节进行全程验收，如有不合格地方，立刻整改，经再次检验合格后方可进行下个工序的作业任务。
3）由于竖井深达51m，因此在测量放线时，必须精确。开挖轮廓奔着“宁超勿欠”的原则，确保结构净空满足设计要求。
结语
综上所述，为了保证竖井施工的质量和进度，相关人员应当要对竖井施工的各个方面进行合理设计，如技术方面、施工方法方面、安全管理方面、质量管理方面等。由于本文篇幅有限，还有很多方面没有详细介绍和研究。
参考文献
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[3]杨启鑫.反井钻机导井法竖井施工工艺技术优势及应用方向[J].科技创新与应用，2018（15）：98-99.
论文作者:于先美
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第27期
论文发表时间:2019/1/2
标签：竖井论文; 断面论文; 阶梯论文; 质量论文; 炮眼论文; 围岩论文; 工序论文; 《建筑学研究前沿》2018年第27期论文;