斜井扩挖施工技巧优化

3.2.5.1 施工准备

（1）台车制作安装。斜井扩挖施工中台车主要有：反井钻施工段反向扩挖吊笼、钻爆支护台车、载人台车。反井钻施工段反向扩挖吊笼已经前面已经描述。

1）钻爆支护台车。由于1号、2号下斜井角度不同，钻爆支护台车有微小差异，现以1号下斜井钻爆支护台车进行校核。

a.台车强度校核。台车平台承重：锚喷支护作业人员6人，总重按0.6t计算；平台覆盖木板，总重0.71t；平台上自身构件总重0.03t；6台手风钻及相应配件，总重0.32t；喷混凝土机重0.85kg；施工材料重1.39t；其他可能增加荷载按0.2t考虑；总荷载4.10t。计算均布面荷载为2.02k N/m2。

选取单根承重杆件进行强度验算：

均布荷载：

跨中弯矩：

强度验算：

跨中弯矩：

得出作业台车强度满足要求。

b.钢丝绳选用。钢丝绳结构：6×37+FC/IWR；钢丝绳捻法：交互捻式；钢丝绳受力计算：选取台车为整体研究对象，卷扬机为动力，钢丝绳牵引提升。钢丝绳所受最大拉力为台车向上运行过程中，总自重在牵引方向的分力与台车提升时车轮与轨道间的摩擦力之和，根据台车车轮构造，选用有滚珠轴承小车-钢轨的滚动摩擦因数v=0.009，采用公斤力计算钢丝绳受力：F=3.87×sin60°+0.009×3.87×cos60°=3.37（t）；钢丝绳安全系数为6倍，选取钢丝绳最小破断拉力必须不小于3.37×6=20.22（t）。选用公称直径为20mm、公称抗拉强度为1870MPa的钢丝绳，最小破断拉力为22.6t＞20.22t，满足安全要求。

在实际施工过程中，钢丝绳的规格必须大于或等于以上计算所选择的钢丝绳规格。

2）载人台车。由于1号、2号下斜井角度不同，载人台车有微小差异，现以1号下斜井载人台车进行校核。

a.台车强度校核。台车平台承重：最大运输人员6人，按8人计算，总重按0.8t计算；平台覆盖木板，总重0.22t；平台上护栏及吊耳总重0.08t；其他可能增加荷载按0.17t考虑；总荷载1.27t。计算均布面荷载为2.56k N/m2。选取单根承重杆件进行强度验算。

均布荷载：

跨中弯矩：

强度验算：

强度验算：

得出载人台车强度满足要求。

b.钢丝绳选用。钢丝绳结构：6×37+FC/IWR；钢丝绳捻法：交互捻式；钢丝绳受力计算：选取台车为整体研究对象，卷扬机为动力，钢丝绳牵引提升。钢丝绳所受最大拉力为总自重在牵引方向的分力及台车提升时车轮与轨道间的摩擦力之和。根据台车车轮构造，选用有滚珠轴承小车-钢轨的滚动摩擦因数v=0.009。采用公斤力计算钢丝绳受力：F=1.54×sin60°+0.009×1.54×cos60°=1.34（t）；载人台车钢丝绳安全系数为14倍，选取钢丝绳最小破断拉力必须不小于1.34×14=18.76（t）。选用公称直径为20mm、公称抗拉强度为1770MPa的钢丝绳，最小破断拉力为22.6t＞18.76t，满足安全要求。

在实际施工过程中，钢丝绳的规格必须大于或等于以上计算所选择的钢丝绳规格。

（2）卷扬机选用、布置。根据以上计算，反向扩挖吊笼配置两台10t卷扬机作为提升动力，载人台车与作业台车同时上下井，配置两台10t卷扬机作为提升动力。综合考虑，根据提升台车的统一需求，斜井一次扩挖、二次扩挖均在斜井上部平段布置两台同型号10t卷扬机。

卷扬系统安全性校核计算如下。

1）10t卷扬机地锚强度校核计算：

a.锚杆抗剪力及锚杆数量的计算。以卷扬机整体为受力对象研究，最大拉力按卷扬机全负荷运转时考虑，则钢丝绳拉力为100k N，根据《钢结构设计规范》（GB 50017—2003）中规定，Q345R钢厚度或直径大于16mm，小于等于40mm，抗剪强度设计值f v=170N/mm2。卷扬机地锚采用φ25锚杆，则单根锚杆设计最大抗剪力为τmax=f v×3.14×12.52=83.406（k N）。为增大安全储备，不考虑卷扬机自重产生的静摩擦力，则地锚所受剪力Q即为钢丝绳拉力。

得出载人台车强度满足要求。

b.钢丝绳选用。钢丝绳结构：6×37+FC/IWR；钢丝绳捻法：交互捻式；钢丝绳受力计算：选取台车为整体研究对象，卷扬机为动力，钢丝绳牵引提升。钢丝绳所受最大拉力为总自重在牵引方向的分力及台车提升时车轮与轨道间的摩擦力之和。根据台车车轮构造，选用有滚珠轴承小车-钢轨的滚动摩擦因数v=0.009。采用公斤力计算钢丝绳受力：F=1.54×sin60°+0.009×1.54×cos60°=1.34（t）；载人台车钢丝绳安全系数为14倍，选取钢丝绳最小破断拉力必须不小于1.34×14=18.76（t）。选用公称直径为20mm、公称抗拉强度为1770MPa的钢丝绳，最小破断拉力为22.6t＞18.76t，满足安全要求。

在实际施工过程中，钢丝绳的规格必须大于或等于以上计算所选择的钢丝绳规格。

（2）卷扬机选用、布置。根据以上计算，反向扩挖吊笼配置两台10t卷扬机作为提升动力，载人台车与作业台车同时上下井，配置两台10t卷扬机作为提升动力。综合考虑，根据提升台车的统一需求，斜井一次扩挖、二次扩挖均在斜井上部平段布置两台同型号10t卷扬机。

卷扬系统安全性校核计算如下。

1）10t卷扬机地锚强度校核计算：

a.锚杆抗剪力及锚杆数量的计算。以卷扬机整体为受力对象研究，最大拉力按卷扬机全负荷运转时考虑，则钢丝绳拉力为100k N，根据《钢结构设计规范》（GB 50017—2003）中规定，Q345R钢厚度或直径大于16mm，小于等于40mm，抗剪强度设计值f v=170N/mm2。卷扬机地锚采用φ25锚杆，则单根锚杆设计最大抗剪力为τmax=f v×3.14×12.52=83.406（k N）。为增大安全储备，不考虑卷扬机自重产生的静摩擦力，则地锚所受剪力Q即为钢丝绳拉力。

地锚计算数量：N=≈1.2，满足强度约整即为2根，考虑不小于3倍的安全系数，共布置6根地锚。

b.锚杆抗拉力及锚杆锚固力的计算。

φ25钢筋破坏拉力：

F 1=S1×310；

F 1=3.14r2×310=152.094（k N）（15.209t）（r为钢筋半径）。

φ25钢筋最小锚固长度：

La=（f y d）/（4τ）（τ为钢筋与砂浆之间黏结力，查表可得τ为2200k Pa）；

La=（310×25）/（4×2200）=881（mm）；

根据《水工钢筋混凝土结构》（李萃青，阎超君，赵健东；2009年）La选取50d+5d=55d，即La=1375mm。

两计算值取大值La=1375mm。

最小锚固长度时砂浆与岩石黏结力：

F 2=0.8×2πRL a（其中系数0.8为中硬岩与砂浆黏结强度，R为孔半径）；

F 2=0.8×2πRL a=145.068（k N）（14.507t）。

实际锚固长度下砂浆与岩石黏结力：

F 3=F 2 L 1/La；

F 3=145.068×（2700/1375）=288.639（k N）（28.864t）。

由此可以看出在理论上，岩石与水泥卷锚固剂之间的黏结力F 3=288.639k N，远大于钢筋破坏拉力F 1=152.094k N，即在外力作用下，锚杆先发生的破坏为钢筋破坏。则锚杆设计锚固拉力值取150k N。实际施工中以拉拔试验或无损检测实测数值作为依据。

以卷扬机整体为受力对象研究，在卷扬系统运行过程中，在出卷扬机卷筒与第一次导向前之间的钢丝绳与水平方向存在小角度的夹角，此时卷扬机除受到水平方向钢丝绳拉力外，同样会受到钢丝绳拉力沿铅垂方向的分力，此分力的极限最大值为10t，而单根φ25，L=3.0m，入岩2.7m锚杆设计锚固拉力值150k N，6根锚杆为900k N，即90t，远大于10t。

2）固定托辊地锚强度校核计算。根据需求，购买成品托辊，对于55°斜井的弯管，需要布置5个托辊，中间3个所架钢丝绳托辊受力相同，且比弯管始末端两个托辊要大，按此3个进行校核计算。卷扬至弯管段布置2个托辊，斜井段每隔10m布置一个托辊。后期钢管安装采用32t卷扬机，为考虑充分的安全存备，同样按钢丝绳上的拉力为卷扬机全负荷运转时考虑，钢丝绳拉力为32t。将钢丝绳上的拉力分解为平行于托辊安装面的Fx和垂直于托辊安装面的F y，图3.2.14所示为钢丝绳对托辊的受力分解。

地锚计算数量：N=≈1.2，满足强度约整即为2根，考虑不小于3倍的安全系数，共布置6根地锚。

b.锚杆抗拉力及锚杆锚固力的计算。

φ25钢筋破坏拉力：

F 1=S1×310；

F 1=3.14r2×310=152.094（k N）（15.209t）（r为钢筋半径）。

φ25钢筋最小锚固长度：

La=（f y d）/（4τ）（τ为钢筋与砂浆之间黏结力，查表可得τ为2200k Pa）；

La=（310×25）/（4×2200）=881（mm）；

根据《水工钢筋混凝土结构》（李萃青，阎超君，赵健东；2009年）La选取50d+5d=55d，即La=1375mm。

两计算值取大值La=1375mm。

最小锚固长度时砂浆与岩石黏结力：

F 2=0.8×2πRL a（其中系数0.8为中硬岩与砂浆黏结强度，R为孔半径）；

F 2=0.8×2πRL a=145.068（k N）（14.507t）。

实际锚固长度下砂浆与岩石黏结力：

F 3=F 2 L 1/La；

F 3=145.068×（2700/1375）=288.639（k N）（28.864t）。

由此可以看出在理论上，岩石与水泥卷锚固剂之间的黏结力F 3=288.639k N，远大于钢筋破坏拉力F 1=152.094k N，即在外力作用下，锚杆先发生的破坏为钢筋破坏。则锚杆设计锚固拉力值取150k N。实际施工中以拉拔试验或无损检测实测数值作为依据。

以卷扬机整体为受力对象研究，在卷扬系统运行过程中，在出卷扬机卷筒与第一次导向前之间的钢丝绳与水平方向存在小角度的夹角，此时卷扬机除受到水平方向钢丝绳拉力外，同样会受到钢丝绳拉力沿铅垂方向的分力，此分力的极限最大值为10t，而单根φ25，L=3.0m，入岩2.7m锚杆设计锚固拉力值150k N，6根锚杆为900k N，即90t，远大于10t。

2）固定托辊地锚强度校核计算。根据需求，购买成品托辊，对于55°斜井的弯管，需要布置5个托辊，中间3个所架钢丝绳托辊受力相同，且比弯管始末端两个托辊要大，按此3个进行校核计算。卷扬至弯管段布置2个托辊，斜井段每隔10m布置一个托辊。后期钢管安装采用32t卷扬机，为考虑充分的安全存备，同样按钢丝绳上的拉力为卷扬机全负荷运转时考虑，钢丝绳拉力为32t。将钢丝绳上的拉力分解为平行于托辊安装面的Fx和垂直于托辊安装面的F y，图3.2.14所示为钢丝绳对托辊的受力分解。

图3.2.14　钢丝绳对托辊的受力分解

平行与托辊安装面的F x大小相等，方向相反，所以钢丝绳对托辊作用力为压了，方向为垂直托辊安装面向下，大小为：F压=2F y=2F cos83.12°=2×320×cos83.12°=76.666（k N）（7.667t），选择10t托辊。固定托辊采用φ22、L=1.0m、入岩0.8m锚杆，设计最大抗压力为：F 1=S1×310=3.14×r2×310=117.718（k N）（11.772t）（r为钢筋半径）。

根据上述理论计算，固定托辊采用1根锚杆可满足强度要求，实际施工采用两根锚杆及σ=22mm钢板固定。

对于60°斜井的弯管，需要布置5个托辊，中间3个所架钢丝绳托辊受力相同，且比弯管始末端两个托辊要大，按此3个进行校核计算。计算方法与55°弯管相同。F压=2F y=2F cos82.5°=2×320×cos82.5°=83.537（k N）（8.354t），选择10t托辊。

固定托辊方式同55°斜井，采用φ22、L=1.0m、入岩0.8m锚杆，计算结果相同，采用锚杆数量为2根。

3）2号上斜井溜渣井开挖卷扬系统计算。2号上斜井上部计划采用反井钻进行D=1.4m导井施工，然后反向扩挖形成溜渣井。溜渣井开挖卷扬系统结合正向扩挖支护布置，同样采用两台同型号10t卷扬机，并增加天锚吊点。

卷扬机第一次导向的托辊及托辊锚固方式与扩挖支护所用的相同，地锚为两根φ22、L=1.0m、入岩0.8m锚杆，托辊规格为10t，因受力方向发生变化，再次进行校核计算：

考虑充足的安全储备，钢丝绳最大拉力F均按一台10t卷扬机全负荷运转时考虑，以托辊及地锚、托辊及天锚整体为研究对象，F=10t=100k N。

图3.2.14　钢丝绳对托辊的受力分解

平行与托辊安装面的F x大小相等，方向相反，所以钢丝绳对托辊作用力为压了，方向为垂直托辊安装面向下，大小为：F压=2F y=2F cos83.12°=2×320×cos83.12°=76.666（k N）（7.667t），选择10t托辊。固定托辊采用φ22、L=1.0m、入岩0.8m锚杆，设计最大抗压力为：F 1=S1×310=3.14×r2×310=117.718（k N）（11.772t）（r为钢筋半径）。

根据上述理论计算，固定托辊采用1根锚杆可满足强度要求，实际施工采用两根锚杆及σ=22mm钢板固定。

对于60°斜井的弯管，需要布置5个托辊，中间3个所架钢丝绳托辊受力相同，且比弯管始末端两个托辊要大，按此3个进行校核计算。计算方法与55°弯管相同。F压=2F y=2F cos82.5°=2×320×cos82.5°=83.537（k N）（8.354t），选择10t托辊。

固定托辊方式同55°斜井，采用φ22、L=1.0m、入岩0.8m锚杆，计算结果相同，采用锚杆数量为2根。

3）2号上斜井溜渣井开挖卷扬系统计算。2号上斜井上部计划采用反井钻进行D=1.4m导井施工，然后反向扩挖形成溜渣井。溜渣井开挖卷扬系统结合正向扩挖支护布置，同样采用两台同型号10t卷扬机，并增加天锚吊点。

卷扬机第一次导向的托辊及托辊锚固方式与扩挖支护所用的相同，地锚为两根φ22、L=1.0m、入岩0.8m锚杆，托辊规格为10t，因受力方向发生变化，再次进行校核计算：

考虑充足的安全储备，钢丝绳最大拉力F均按一台10t卷扬机全负荷运转时考虑，以托辊及地锚、托辊及天锚整体为研究对象，F=10t=100k N。

托辊及地锚受剪力：Q=F-F cosθ=100-100×cos21.94°=7.242（k N）。

托辊及地锚受拉力：F拉=F y=F sinθ=100×sin21.94°=37.364（k N）。

φ22钢筋设计最大抗剪力τmax=f v×3.14×112=170×3.14×112=64.590（k N）。

两根φ22钢筋设计最大抗剪力为2τmax=2×64.59=129.18（k N）。

φ22钢筋设计最大抗拉力F 1=S 1×310=3.14r2×310=117.718（k N）。

两根φ22钢筋设计最大抗拉力为2F 1=2×117.718=235.436（k N）。

φ22钢筋实际锚固长度下砂浆与岩石黏结力：F 2=0.8×2πRL=0.8×2×3.14×21×800=84.403（k N）。

两根φ22钢筋实际锚固长度下砂浆与岩石黏结力为2F 2=2×84.403=168.806（k N）。

根据以上计算：129.18k N＞7.242k N；235.436k N＞168.806k N＞37.364k N。得出地锚安全性满足要求。

托辊及地锚受剪力：Q=F-F cosθ=100-100×cos21.94°=7.242（k N）。

托辊及地锚受拉力：F拉=F y=F sinθ=100×sin21.94°=37.364（k N）。

φ22钢筋设计最大抗剪力τmax=f v×3.14×112=170×3.14×112=64.590（k N）。(www.xing528.com)

两根φ22钢筋设计最大抗剪力为2τmax=2×64.59=129.18（k N）。

φ22钢筋设计最大抗拉力F 1=S 1×310=3.14r2×310=117.718（k N）。

两根φ22钢筋设计最大抗拉力为2F 1=2×117.718=235.436（k N）。

φ22钢筋实际锚固长度下砂浆与岩石黏结力：F 2=0.8×2πRL=0.8×2×3.14×21×800=84.403（k N）。

两根φ22钢筋实际锚固长度下砂浆与岩石黏结力为2F 2=2×84.403=168.806（k N）。

根据以上计算：129.18k N＞7.242k N；235.436k N＞168.806k N＞37.364k N。得出地锚安全性满足要求。

托辊及天锚受剪力：

Q=F sinβ-F sinα=100×sin68.06°-100×sin30°=42.758（k N）

托辊及天锚受拉力：

F拉=F cosβ+F cosα=100×cos68.06°+100×cos30°=123.966（k N）

天锚采用2根φ22，L=3.0m锚杆，入岩2.7m。选择12.5t托辊。

两根φ22钢筋设计最大抗剪力已计算，为129.18k N。

两根φ22钢筋设计最大抗拉力已计算，为235.436k N。

φ22钢筋2.7m锚固长度下砂浆与岩石黏结力F锚=0.8×2πRL=0.8×2×3.14×21×2700=284.861（k N）。

两根φ22钢筋2.7m锚固长度下砂浆与岩石黏结力2F锚=2×284.861=569.722（k N）。根据以上计算：129.18k N＞42.758k N；569.722k N＞235.436k N＞123.966k N。得出地锚安全性满足要求。

在实际施工过程中，焊接钢板、固定卷扬机等工序各种地锚、天锚等锚杆需求长度可能发生调整，但锚入岩石的长度和外露的长度均只能在以上计算的基础上往大调，严禁调小、降低标准。

（3）正向扩挖施工台车下井运行概述。正向扩挖卷扬系统承担载人交通台车和扩挖支护台车的上、下井运行，两种台车均采用两台同型号10t卷扬机同步运行作为动力。施工作业时，首先两台卷扬机的两根钢丝绳将扩挖支护台车运送至作业面；然后将台车车轮锁死，解开两根提升钢丝绳，卷扬机收绳；最后再利用收回的两根钢丝绳将载人台车运送至作业面。

3.2.5.2 斜井扩挖方式

由于上斜井与下斜井开挖设计断面不同及导井（溜渣井）断面不同，分别进行光面爆破设计。

斜井扩挖爆破参数为：手风钻周边光爆孔孔深3.0m，孔径42mm，孔间距0.5m，线装药密度200～230g/m；主爆孔孔深3.0m，孔径42mm，孔间距1.0～1.5m，排距0.5～1.0m。选用乳化防水炸药，主爆孔φ32药卷连续孔内装药，光爆孔φ25药卷孔内导爆索串联间隔孔内装药；爆破网络采用由内至外逐圈起爆，周边孔光面爆破。爆破石渣经溜渣井溜至斜井下部平洞，用侧翻装载机配合15t出渣车出渣。

3.2.5.3 上斜井扩挖施工爆破参数

呼蓄电站1号和2号上斜井扩挖，是在反井钻正向钻孔与爬罐施工导井对接成功后，爬罐导井施工到顶，未采用反井钻反拉扩孔直径1.4m再反向扩挖导井方案。反井钻的正向钻孔作为爬罐施工导井的主要通风排烟通道，同时辅助作为测量控制爬罐施工导井的中心点，减少了导井施工测量放样时间。爬罐导井贯通后采取正向扩挖方案。

上斜井爬罐施工段正向扩挖爆破参数见表3.2.8。

表3.2.8　上斜井爬罐施工段正向扩挖爆破参数

托辊及天锚受剪力：

Q=F sinβ-F sinα=100×sin68.06°-100×sin30°=42.758（k N）

托辊及天锚受拉力：

F拉=F cosβ+F cosα=100×cos68.06°+100×cos30°=123.966（k N）

天锚采用2根φ22，L=3.0m锚杆，入岩2.7m。选择12.5t托辊。

两根φ22钢筋设计最大抗剪力已计算，为129.18k N。

两根φ22钢筋设计最大抗拉力已计算，为235.436k N。

φ22钢筋2.7m锚固长度下砂浆与岩石黏结力F锚=0.8×2πRL=0.8×2×3.14×21×2700=284.861（k N）。

两根φ22钢筋2.7m锚固长度下砂浆与岩石黏结力2F锚=2×284.861=569.722（k N）。根据以上计算：129.18k N＞42.758k N；569.722k N＞235.436k N＞123.966k N。得出地锚安全性满足要求。

在实际施工过程中，焊接钢板、固定卷扬机等工序各种地锚、天锚等锚杆需求长度可能发生调整，但锚入岩石的长度和外露的长度均只能在以上计算的基础上往大调，严禁调小、降低标准。

（3）正向扩挖施工台车下井运行概述。正向扩挖卷扬系统承担载人交通台车和扩挖支护台车的上、下井运行，两种台车均采用两台同型号10t卷扬机同步运行作为动力。施工作业时，首先两台卷扬机的两根钢丝绳将扩挖支护台车运送至作业面；然后将台车车轮锁死，解开两根提升钢丝绳，卷扬机收绳；最后再利用收回的两根钢丝绳将载人台车运送至作业面。

3.2.5.2 斜井扩挖方式

由于上斜井与下斜井开挖设计断面不同及导井（溜渣井）断面不同，分别进行光面爆破设计。

斜井扩挖爆破参数为：手风钻周边光爆孔孔深3.0m，孔径42mm，孔间距0.5m，线装药密度200～230g/m；主爆孔孔深3.0m，孔径42mm，孔间距1.0～1.5m，排距0.5～1.0m。选用乳化防水炸药，主爆孔φ32药卷连续孔内装药，光爆孔φ25药卷孔内导爆索串联间隔孔内装药；爆破网络采用由内至外逐圈起爆，周边孔光面爆破。爆破石渣经溜渣井溜至斜井下部平洞，用侧翻装载机配合15t出渣车出渣。

3.2.5.3 上斜井扩挖施工爆破参数

呼蓄电站1号和2号上斜井扩挖，是在反井钻正向钻孔与爬罐施工导井对接成功后，爬罐导井施工到顶，未采用反井钻反拉扩孔直径1.4m再反向扩挖导井方案。反井钻的正向钻孔作为爬罐施工导井的主要通风排烟通道，同时辅助作为测量控制爬罐施工导井的中心点，减少了导井施工测量放样时间。爬罐导井贯通后采取正向扩挖方案。

上斜井爬罐施工段正向扩挖爆破参数见表3.2.8。

表3.2.8　上斜井爬罐施工段正向扩挖爆破参数

3.2.5.4 下斜井扩挖施工爆破参数

呼蓄电站1号下斜井扩挖，是在反井钻正向钻孔与爬罐施工导井对接成功后，爬罐导井施工到顶，未采用反井钻反拉扩孔直径1.4m再反向扩挖导井方案。反井钻的正向钻孔作为爬罐施工导井的主要通风排烟通道，同时辅助作为测量控制爬罐施工导井的中心点，减少了导井施工测量放样时间。2号下斜井扩挖是在反井钻正向钻孔与爬罐施工导井对接成功后，采用反井钻反拉扩孔直径1.4m再反向扩挖导井方案，导井形成后采取正向扩挖方案。

下斜井反井钻施工段正向扩挖爆破参数见表3.2.9。

表3.2.9　下斜井反井钻施工段正向扩挖爆破参数

3.2.5.4 下斜井扩挖施工爆破参数

呼蓄电站1号下斜井扩挖，是在反井钻正向钻孔与爬罐施工导井对接成功后，爬罐导井施工到顶，未采用反井钻反拉扩孔直径1.4m再反向扩挖导井方案。反井钻的正向钻孔作为爬罐施工导井的主要通风排烟通道，同时辅助作为测量控制爬罐施工导井的中心点，减少了导井施工测量放样时间。2号下斜井扩挖是在反井钻正向钻孔与爬罐施工导井对接成功后，采用反井钻反拉扩孔直径1.4m再反向扩挖导井方案，导井形成后采取正向扩挖方案。

下斜井反井钻施工段正向扩挖爆破参数见表3.2.9。

表3.2.9　下斜井反井钻施工段正向扩挖爆破参数

下斜井爬罐施工段正向扩挖爆破参数见表3.2.10。

表3.2.10　下斜井爬罐施工段正向扩挖爆破参数

下斜井爬罐施工段正向扩挖爆破参数见表3.2.10。

表3.2.10　下斜井爬罐施工段正向扩挖爆破参数

3.2.5.5 台车轨道安装

斜井正向扩挖每条斜井布置2台台车，一台扩挖、支护台车，一台运输台车。台车轨道采用Ⅰ20工字钢，每段长6.0m，工字钢轨道采用锚杆与洞底板固定。为保证爆破作业时轨道安全，轨道安装至爆破工作面后10m。

3.2.5.6 支护

斜井施工中支护分两种情况：临时支护和永久支护。

临时支护是指在爬罐反导井开挖过程中遇到不良地质段采取的临时支护形式。

永久支护是指溜渣井扩挖至设计断面后，根据设计断面支护形式进行支护。

（1）临时支护。若在爬罐反导井开挖过程中遇到破碎带和断层地段，采用以下方法处理：会同业主设计和监理确定支护参数，包括锚杆长度、间排距、锚杆角度、直径、入岩长度、挂网位置、喷混凝土厚度。

若在爬罐反导井开挖过程中遇到地下水丰富地段，采用以下方法处理：会同业主设计和监理确定地下水含量、排水孔具体参数，排水孔施工完成后沿斜井将地下水引至斜井下部平段集水井中，由平段排水系统将水排至洞外。

为能及时检测地质情况，施工单位购置美国大地公司生产的TRT6000型勘探设备。该设备可以超前勘探掌子面前方100m地质情况，能超前准确掌握岩石的裂隙、破碎带发育以及地下水储存情况。根据勘探情况，若遇到不良地质段，可以提前加工锚杆、钢筋网，准备喷混凝土材料、机具等，确保临时支护能及时进行。这样既加快了施工进度，又提高了斜井施工的安全系数。

（2）永久支护。斜井扩挖中，按设计参数进行锚杆、挂网、喷混凝土支护，支护紧随扩挖面进行，根据围岩情况，在地质编录完成后，先素喷一层混凝土，然后再进行锚杆、挂网施工，最后再进行第二次喷混凝土施工，达到设计厚度。

若围岩情况较好，即Ⅱ、Ⅲ类围岩，锚杆施工紧随爆破施工，即锚杆施工滞后扩挖爆破施工一个循环，喷混凝土施工滞后扩挖施工30m；若围岩情况较差，即Ⅴ、Ⅵ类围岩，则在地质编录完成后及时支护。

（3）锚杆施工。锚杆均采用快速水泥基锚固剂锚杆，锚杆在平洞按设计加工好后，通过运输台车运至掌子面进行锚杆安装。

（4）挂网。将挂网钢筋在平洞加工好后，利用运输台车人工铺设、现场编网的方式，钢筋网与锚杆点焊连接或采用L型铆钉与岩石固定。

（5）喷混凝土。喷混凝土采用干喷法施工，混凝土喷射机布置在斜井上口处，混凝土输送管采用φ180钢管，用锚杆固定在洞壁上，钢管随着工作面的进尺延伸。混凝土在喷射机的作用下，通过斜井段钢管运输至扩挖支护台车上的喷枪，人工手持喷枪喷射混凝土作业。

3.2.5.7 溜渣井堵井处理措施

针对2号下斜井溜渣导井堵井，现场采用以下处理措施。

（1）首先考虑采用了高压水冲洗法处理。即首先尽可能清理堵井的碎石，用卷扬机将石渣吊出，然后用高压水冲洗堵井处，将碎石冲下，减小石块间摩擦力，促使岩石自然滑落。现场处理效果不好。

（2）采用气球顶炸药包，在堵井段下部爆破的方法处理。现场处理效果不好。

（3）因堵井长度较长，现场采用在溜渣井上部搭设钢平台，用潜孔钻钻孔，跟管跟进，细钢丝绳下孔（重锤下引），挂炸药包，爆破处理。为减少对井壁破坏，适当降低单响药量。效果很好。

3.2.5.8 斜井开挖效果

呼蓄电站工程安全鉴定评价结论为“输水系统各洞室开挖断面无欠挖，平均超挖在13～35cm，开挖施工质量总体满足设计要求；支护施工质量总体满足设计要求。”斜井开挖后效果如图3.2.15所示。

3.2.5.5 台车轨道安装

斜井正向扩挖每条斜井布置2台台车，一台扩挖、支护台车，一台运输台车。台车轨道采用Ⅰ20工字钢，每段长6.0m，工字钢轨道采用锚杆与洞底板固定。为保证爆破作业时轨道安全，轨道安装至爆破工作面后10m。

3.2.5.6 支护

斜井施工中支护分两种情况：临时支护和永久支护。

临时支护是指在爬罐反导井开挖过程中遇到不良地质段采取的临时支护形式。

永久支护是指溜渣井扩挖至设计断面后，根据设计断面支护形式进行支护。

（1）临时支护。若在爬罐反导井开挖过程中遇到破碎带和断层地段，采用以下方法处理：会同业主设计和监理确定支护参数，包括锚杆长度、间排距、锚杆角度、直径、入岩长度、挂网位置、喷混凝土厚度。

若在爬罐反导井开挖过程中遇到地下水丰富地段，采用以下方法处理：会同业主设计和监理确定地下水含量、排水孔具体参数，排水孔施工完成后沿斜井将地下水引至斜井下部平段集水井中，由平段排水系统将水排至洞外。

为能及时检测地质情况，施工单位购置美国大地公司生产的TRT6000型勘探设备。该设备可以超前勘探掌子面前方100m地质情况，能超前准确掌握岩石的裂隙、破碎带发育以及地下水储存情况。根据勘探情况，若遇到不良地质段，可以提前加工锚杆、钢筋网，准备喷混凝土材料、机具等，确保临时支护能及时进行。这样既加快了施工进度，又提高了斜井施工的安全系数。

（2）永久支护。斜井扩挖中，按设计参数进行锚杆、挂网、喷混凝土支护，支护紧随扩挖面进行，根据围岩情况，在地质编录完成后，先素喷一层混凝土，然后再进行锚杆、挂网施工，最后再进行第二次喷混凝土施工，达到设计厚度。

若围岩情况较好，即Ⅱ、Ⅲ类围岩，锚杆施工紧随爆破施工，即锚杆施工滞后扩挖爆破施工一个循环，喷混凝土施工滞后扩挖施工30m；若围岩情况较差，即Ⅴ、Ⅵ类围岩，则在地质编录完成后及时支护。

（3）锚杆施工。锚杆均采用快速水泥基锚固剂锚杆，锚杆在平洞按设计加工好后，通过运输台车运至掌子面进行锚杆安装。

（4）挂网。将挂网钢筋在平洞加工好后，利用运输台车人工铺设、现场编网的方式，钢筋网与锚杆点焊连接或采用L型铆钉与岩石固定。

（5）喷混凝土。喷混凝土采用干喷法施工，混凝土喷射机布置在斜井上口处，混凝土输送管采用φ180钢管，用锚杆固定在洞壁上，钢管随着工作面的进尺延伸。混凝土在喷射机的作用下，通过斜井段钢管运输至扩挖支护台车上的喷枪，人工手持喷枪喷射混凝土作业。

3.2.5.7 溜渣井堵井处理措施

针对2号下斜井溜渣导井堵井，现场采用以下处理措施。

（1）首先考虑采用了高压水冲洗法处理。即首先尽可能清理堵井的碎石，用卷扬机将石渣吊出，然后用高压水冲洗堵井处，将碎石冲下，减小石块间摩擦力，促使岩石自然滑落。现场处理效果不好。

（2）采用气球顶炸药包，在堵井段下部爆破的方法处理。现场处理效果不好。

（3）因堵井长度较长，现场采用在溜渣井上部搭设钢平台，用潜孔钻钻孔，跟管跟进，细钢丝绳下孔（重锤下引），挂炸药包，爆破处理。为减少对井壁破坏，适当降低单响药量。效果很好。

3.2.5.8 斜井开挖效果

呼蓄电站工程安全鉴定评价结论为“输水系统各洞室开挖断面无欠挖，平均超挖在13～35cm，开挖施工质量总体满足设计要求；支护施工质量总体满足设计要求。”斜井开挖后效果如图3.2.15所示。