水電站反井施工方案一、工程概況1.1項目背景與設(shè)計參數(shù)本方案以景寧抽水蓄能電站排風豎井施工為典型案例，結(jié)合國內(nèi)大直徑反井鉆機應(yīng)用經(jīng)驗編制。該豎井設(shè)計為圓形斷面，開挖直徑7米，井深319.7米，采用CTRBM7000E-0800型反井鉆一次反提成型工藝。工程位于浙江省麗水市景寧畬族自治縣境內(nèi)，地質(zhì)條件以二迭系上統(tǒng)綠色板巖為主，巖體強風化帶厚度25-35米，弱風化帶40-50米，局部存在節(jié)理裂隙發(fā)育區(qū)。1.2工程地質(zhì)條件根據(jù)前期地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)，施工區(qū)域圍巖分類以Ⅳ類為主（約占56%），Ⅲ類次之（約占38%），局部Ⅴ類（約占6%）。巖石飽和單軸抗壓強度35-60MPa，地下水位埋深80-120米，涌水量預(yù)計15-25m3/h。需特別注意井深200-250米段存在的斷層破碎帶（F3斷層），該區(qū)域可能出現(xiàn)巖塊塌落風險。1.3主要工程量項目名稱單位工程量備注導孔鉆進m325直徑311mm反井擴挖m312100直徑7m井壁支護m27000噴射混凝土C25固結(jié)灌漿m1800孔徑50mm，孔深5m二、施工總體部署2.1施工平面布置在豎井頂部設(shè)置鉆機平臺區(qū)（20m×25m），配備反井鉆機主機基礎(chǔ)、泥漿循環(huán)系統(tǒng)及操控室；下部30m處設(shè)置出碴場（30m×40m），安裝振動篩分機和渣料轉(zhuǎn)運皮帶機。施工便道按6m寬雙車道標準修建，連接至廠區(qū)主干道。風水電系統(tǒng)布置如下：供風：2臺20m3/min電動空壓機，管路采用Φ150mm無縫鋼管供水：從廠區(qū)蓄水池接引Φ100mm供水管，設(shè)置3個壓力分級控制閥供電：安裝2臺500kVA變壓器，形成雙回路供電系統(tǒng)2.2施工隊伍配置組建專業(yè)化反井施工團隊，配置人員如下：管理人員：項目經(jīng)理1人、技術(shù)負責人1人、安全總監(jiān)1人專業(yè)班組：鉆機操作班（6人）、地質(zhì)編錄班（3人）、支護班（8人）、機電維修班（4人）輔助人員：測量工2人、試驗工2人、普工15人施工高峰期總?cè)藬?shù)控制在45人以內(nèi)，實行"四班三運轉(zhuǎn)"作業(yè)制度。2.3主要施工設(shè)備設(shè)備名稱型號規(guī)格數(shù)量功率用途反井鉆機CTRBM7000E-08001臺560kW導孔鉆進與反擴泥漿泵3PNL2臺75kW泥漿循環(huán)噴射機PZ-92臺11kW混凝土支護地質(zhì)雷達SIR-40001套-超前地質(zhì)預(yù)報測斜儀XJ3001臺-孔斜監(jiān)測三、關(guān)鍵施工技術(shù)3.1反井鉆機施工工藝3.1.1前期準備鉆機基礎(chǔ)施工：澆筑C30鋼筋混凝土平臺（厚1.5m，配筋Φ20@200雙層雙向），設(shè)置8個Φ300mm地腳螺栓與鉆機底座連接，基礎(chǔ)周邊設(shè)300mm×300mm排水溝。測量放樣：采用全站儀按二級導線精度建立控制網(wǎng)，井口中心坐標偏差控制在±50mm內(nèi)，設(shè)置3個校核基準點?？卓诠馨惭b：埋設(shè)Φ800mm鋼質(zhì)孔口管，長度3m，采用C25細石混凝土回填固定，管外設(shè)置環(huán)形注漿管進行止水加固。3.1.2導孔施工鉆進參數(shù)：初始鉆壓8-10kN，轉(zhuǎn)速20-30r/min，排量80-100m3/h；正常段鉆壓15-20kN，轉(zhuǎn)速40-50r/min，排量120-150m3/h。泥漿配置：采用膨潤土（8%）+純堿（0.5%）+聚丙烯酰胺（0.1%）混合液，控制比重1.15-1.25g/cm3，黏度25-30s，失水量＜15ml/30min?？仔笨刂疲好裤@進50m進行一次測斜，頂角偏差控制在0.5°/100m內(nèi)，發(fā)現(xiàn)超差時采用復(fù)合式彎接頭進行糾偏，糾偏角度每次不超過1°。3.1.3反井擴挖擴孔器安裝：導孔貫通后，在下部水平巷道安裝Φ7m牙輪擴孔器，通過鉆桿與上部主機連接，檢查刀具磨損情況，確保刀盤徑向跳動量＜3mm。反提參數(shù)：初始階段（0-50m）：拉力800-1000kN，轉(zhuǎn)速6-8r/min；正常階段（50-300m）：拉力1200-1500kN，轉(zhuǎn)速10-12r/min；終孔階段（300-319.7m）：拉力逐步降至800kN。排渣控制：采用"高壓風水聯(lián)合排渣"工藝，壓縮空氣壓力0.6-0.8MPa，水量15-20m3/h，在井口設(shè)置三級除塵系統(tǒng)（旋風分離器+布袋除塵器+濕式凈化器）。3.2特殊地質(zhì)段處理措施3.2.1斷層破碎帶施工當鉆進至F3斷層（井深220-235m）時，采取以下措施：提前進行超前地質(zhì)預(yù)報，采用地質(zhì)雷達和聲波測試確定破碎帶范圍調(diào)整鉆進參數(shù)：鉆壓降至8-10kN，轉(zhuǎn)速15-20r/min，增加泥漿比重至1.30g/cm3采用Φ311mm×6m長巖芯管取芯鉆進，每0.5m進行一次巖芯編錄對破碎帶實施管棚支護：沿導孔周邊鉆設(shè)6個Φ108mm超前管棚，長度10m，管內(nèi)注入水泥-水玻璃雙液漿3.2.2涌水段控制針對井深180m處的裂隙涌水（預(yù)計涌水量25m3/h）：安裝孔口環(huán)形止水裝置，采用膨脹橡膠+鋼法蘭雙重密封調(diào)整泥漿配比：增加CMC（羧甲基纖維素）含量至0.3%，提高泥漿護壁能力實施局部注漿：通過鉆桿內(nèi)通道注入超細水泥漿（水灰比1:1），注漿壓力2-3MPa安裝排水系統(tǒng)：在下部巷道設(shè)置2臺200m3/h潛水泵，形成獨立排水回路3.3井壁支護施工噴射混凝土施工：擴挖完成后24小時內(nèi)進行，分兩次噴射，初噴厚度5cm（摻加速凝劑，初凝時間＜5min），終噴厚度15cm，采用梅花形布置Φ22錨桿（長3.5m，間距1.2m×1.2m）配合Φ6.5@200×200鋼筋網(wǎng)。固結(jié)灌漿：按環(huán)間分序、環(huán)內(nèi)加密原則施工，每10m為一個灌漿段，孔距2.5m，排距3m，采用自上而下分段灌漿法，壓力控制：上段1.0MPa，中段1.5MPa，下段2.0MPa。監(jiān)測系統(tǒng)安裝：在井深50m、150m、250m處各布設(shè)一組測斜儀和應(yīng)力傳感器，實時監(jiān)測井壁收斂情況（允許收斂值≤30mm/月）。四、質(zhì)量控制體系4.1關(guān)鍵質(zhì)量控制點控制項目允許偏差檢查方法檢查頻率導孔偏斜率≤0.5°/100m測斜儀每50m一次擴挖直徑+200mm/-50mm激光投點儀每20m一次混凝土強度≥C25回彈儀+鉆芯取樣每50m一組錨桿拉拔力≥150kN拉拔試驗每30根一組灌漿透水率≤1Lu壓水試驗10%孔數(shù)4.2質(zhì)量保證措施材料控制：建立"三檢制"（進場檢驗、過程抽檢、成品復(fù)檢），重點控制鉆機鉆頭硬度（HRC≥60）、注漿材料初凝時間（30-60min）、鋼筋力學性能（屈服強度≥335MPa）。工藝控制：編制《反井施工工藝卡》，對鉆壓、轉(zhuǎn)速、泥漿參數(shù)等實行數(shù)字化管理，每臺班記錄不少于3次，發(fā)現(xiàn)參數(shù)異常立即停機分析。測量控制：采用"雙機復(fù)核"制度，導孔鉆進使用XJ300測斜儀與陀螺儀雙重校驗，擴挖直徑檢測采用激光斷面儀進行全斷面掃描。試驗控制：現(xiàn)場建立標準養(yǎng)護室，混凝土試塊養(yǎng)護溫度20±2℃，濕度≥95%，每50m留置3組試塊（標準養(yǎng)護28d、同條件養(yǎng)護、抗?jié)B性能各1組）。五、安全生產(chǎn)管理5.1危險源辨識與控制危險源類別風險等級控制措施責任部門高處墜落重大設(shè)置1.2m高防護欄桿，張設(shè)安全網(wǎng)安全部物體打擊較大井口設(shè)置雙層防護平臺，人員佩戴防沖擊頭盔施工隊中毒窒息較大安裝四合一氣體檢測儀，通風量≥3次/h機電部設(shè)備傾覆重大鉆機基礎(chǔ)承載力≥300kPa，定期檢查地腳螺栓扭矩設(shè)備部5.2安全防護措施井口防護：設(shè)置Φ800mm防墜器（承重≥15kN），安裝自動報警裝置（當物體墜落速度＞5m/s時觸發(fā)警報），周邊5m范圍內(nèi)設(shè)警戒區(qū)，采用紅白相間警示帶隔離。通風系統(tǒng)：配備2臺2×11kW軸流風機（風量2000m3/h），采用壓抽混合式通風，風筒出風口距工作面≤10m。應(yīng)急裝備：在井口值班室配置應(yīng)急藥箱（含止血帶、夾板等）、4臺自救器（有效時間≥45min）、2套潛水服（應(yīng)對突發(fā)涌水）。用電安全：實行"三級配電兩級保護"，鉆機系統(tǒng)設(shè)置專用接地（接地電阻≤4Ω），所有電纜采用阻燃型橡套電纜，架空高度≥2.5m。5.3安全培訓與演練開展專項安全培訓，重點內(nèi)容包括：反井鉆機操作規(guī)程、有限空間作業(yè)規(guī)定、應(yīng)急預(yù)案等，培訓考核合格后方可上崗。每月組織一次應(yīng)急演練，模擬場景包括：涌水突泥、孔內(nèi)卡鉆、人員中毒等，演練記錄存檔備查。實行"班前五分鐘"安全講話制度，作業(yè)前必須檢查安全防護設(shè)施、機械設(shè)備狀態(tài)及個人防護用品。六、施工進度計劃6.1里程碑節(jié)點計劃工作內(nèi)容開始時間完成時間工期（天）關(guān)鍵線路施工準備第1天第15天15否鉆機安裝調(diào)試第10天第20天10是導孔施工第21天第45天25是反井擴挖第46天第95天50是井壁支護第70天第110天40否竣工驗收第111天第115天5否6.2進度保證措施資源保障：備用1套鉆具（包括鉆頭、鉆桿、擴孔器），庫存泥漿材料滿足15天用量，柴油發(fā)電機（200kW）確保停電時連續(xù)作業(yè)。技術(shù)保障：成立專項攻關(guān)小組，針對斷層破碎帶等難點提前制定3套施工預(yù)案，與設(shè)備廠家建立24小時技術(shù)支持熱線。管理保障：實行周進度考核與獎懲制度，關(guān)鍵線路工作延誤超3天啟動預(yù)警機制，增加資源投入或調(diào)整作業(yè)班次。天氣應(yīng)對：雨季（6-9月）提前儲備防雨布（2000m2）和排水設(shè)備，井口設(shè)置防雨棚（5m×5m），確保日降雨量≤50mm時正常施工。七、環(huán)境保護措施7.1施工廢水處理設(shè)置三級沉淀池（總?cè)莘e50m3），廢水經(jīng)沉淀（停留時間≥2h）、中和（pH值調(diào)節(jié)至6-9）、過濾（石英砂+活性炭）處理后回用，泥渣含水率降至30%以下運至指定棄渣場。7.2噪聲控制鉆機操作室安裝隔音板（降噪量≥25dB），操作人員佩戴降噪耳機（SNR≥20dB）。高噪聲設(shè)備設(shè)置隔音罩，空壓機安裝消聲器，夜間（22:00-6:00）噪聲控制在55dB以下。7.3粉塵防治出碴口設(shè)置霧炮機（覆蓋率≥90%），運輸車輛必須加蓋篷布，出場前沖洗輪胎。料場堆放采用濕法降塵，風速≥6m/s時停止露天作業(yè)，必要時設(shè)置防塵網(wǎng)（高度≥8m）。八、應(yīng)急預(yù)案8.1孔內(nèi)事故處理卡鉆處理：立即停止鉆進，測量卡點位置，采用"震擊+沖洗"方法解卡（上下震擊力≤500kN），無效時實施定向側(cè)鉆繞過事故段。塌孔處理：保持泥漿循環(huán)，逐步加大泥漿比重至1.40g/cm3，采用Φ127mm套管跟進護壁，坍塌體采用水泥-水玻璃雙液漿固結(jié)（初凝時間控制在3-5min）。8.2涌水突泥應(yīng)急立即啟動下部排水系統(tǒng)，關(guān)閉孔口止水裝置，注漿管注入速凝漿液（水灰比0.8:1），注漿壓力由1MPa逐步升至3MPa。啟動備用電源，確保排水設(shè)備連續(xù)