辽西北供水工程(二段)施工一标投料竖井施工
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【摘要】为加快长隧洞施工进度，设置投料竖井来解决通风散烟及砼供应问题。
【关键词】长隧洞；投料竖井；不堵管
【 abstract 】 in order to speed up the long tunnel construction progress and set up feeding shaft to solve ventilated medicinal powder smoke and concrete supply problems.
【 keywords 】 long tunnels; Feeding shaft; Don't tube jam
中图分类号：K826.16文献标识码：A 文章编号：
1概述
辽西北供水工程（二段）施工一标工程位于辽宁省桓仁县境内，输水隧洞全长21.391km，其中桩号0+224.78~ 0+324.5为电站及旁通阀尾渠段；桩号0+324.5 ~21+391.23为输水隧洞主洞段，纵坡i=0.3115‰，采用钻爆法施工，断面为马蹄形，成洞洞径为7.28m。
主洞沿线桩号3+730.87、8+731.72、14+525.05、18+255.77布置有4条施工支洞，将主洞分为五段进行施工，各段长度分别为：3372.39m、5000.85m、5793.33m、3730.72m、3135.48m。
根据施工计划，为保证工期，主洞开挖和衬砌要同时施工。主洞开挖时排烟的时间和砼运输时间均较长，这样增加了主洞开挖的每个工作循环时间，也无法保证砼浇注的连续性，因此无法保证砼的质量，同时还会影响整个工期。为加快施工进度必须设置投料竖井来解决通风散烟及砼的供应。根据本工程特点，结合现场情况，最终选定在主洞桩号9+514.92及15+594.22处设投料竖井、建拌和站，两处投料竖井深度约113m及118m，该两处分别钻3个井孔：其中2个作为投料孔，另外一个作为洞内通风、排烟孔。该两处场地平整开阔，可利用原有路作为进场路，场地和路只稍做平整即可。
2钻机钻井施工措施
a.施工前的准备工作
施工前应将施工场地进行平整，做到路通、水通、电通。管井施工所需管材、粘土及其他物料，应在开钻前准备好。
钻机及附属配套设备的安装，基础应坚实，安装平稳，布局合理，便于操做。钻盘要水平，天车、转盘及井孔中心应在一条铅直线上。试钻前检查钻井设备个零部件，不合格的不得使用。
泥浆循环系统的泥浆池和沉砂池应满足施工储浆和沉砂的要求。泥浆泵选用BW650—30型。
b.根据管井设计的孔深、孔径及地质水文条件，并考虑钻机运输、施工、水电供应条件等因素。钻机类型选定SPJ—300型回转式正循环水文井钻机。开孔直径462mm，钻孔深度120m，钻至坚硬岩石后变径377mm或325mm根据具体情况而定，终孔直径325mm。最后下钢管直径为273mm，管壁厚10mm。
c.介质冲洗应根据水文地质条件和施工情况等因素合理选用。粘土或稳定地层采用清水，松散、破碎地层采用泥浆，严重漏矢或缺水地层采用空气钻进。
松散层钻进时，应根据钻井机具和地层岩性采取水压护壁或泥浆护壁。
采用水压护壁时，孔内一般应有3.0m以上水头压力。采用泥浆护壁时，孔内泥浆面距地面应小于0.5m。
d.钻孔用泥浆质量指标应符合下列要求
一般地层泥浆密度应为1.1—1.2，遇高压水层或易塌地层，泥浆密度可酌情加大。
砾石、粗砂、中砂含水层泥浆粘度为18—22s，细砂、粉砂含水层应为16—18s。
孔内泥浆含砂量回转钻进时应不大于12％。
回转钻进时孔内胶体率应不低于80％，井孔较深时胶体率应适当提高。
在停钻其间，应将钻具提到安全孔段位置并定时循环或搅动孔内泥浆，泥浆漏矢必须随时补充。如孔内发生故障，应视情况调整泥浆指标或提出钻具。
e.钻进时要合理选用钻进参数，必要时安装钻铤和导正器，如发现孔斜征兆，必须及时纠正。钻具的弯曲、磨损必须定时检查，不合格者不得使用。
f.下井管前应校正孔径、孔深和测斜。井孔直径不得小于设计直径20mm，孔斜不得超过设计要求。下井方法采用多级下管法。
h.下完管后，需要在管壁的外侧进行固结及止水灌浆。灌浆压力为0.3~1.0MPa，灌浆结束标准为：在最大设计压力条件下，单位吸浆量不超过1L/min后，继续灌注30min。灌浆采用自上而下式分段灌浆，每段5.0m。
3投料竖井位置
为避免竖井坠落物危及洞内的行人安全，并考虑有利于通风，竖井中心距主洞中心水平距离为2.85m，见竖井井底布置图。
井下采用扩大洞室结构，投料管直接与4m3储料罐连接，储料罐底部采用人工转动闸门控制出料速度，同时设置操作平台，平台上设有与井上联网的内部电话系统保持联系。
井口利用C25素混凝土进行封闭。
4投料竖井厂区布置
竖井施工区占地约4500m2，地面全部采用20cm厚混凝土硬化。场内布置骨料存放场地、施工供排水系统、混凝土生产工作站、保温棚、值班室、宿舍、变压器室等。
5投料竖井施工原理及保证砼质量的技术措施。
施工原理：成品砼通过投料竖井采用自落式通过118.5m、113.4m长竖井下料管下到洞内设置的储料罐，再通过罐车运送。
a.保证不堵管的技术措施：
在洞外砼拌和站生产的半成品砼，投放入井口漏斗中，通过φ273钢管滑入洞内，砼滑入过程中受管壁阻力作用，速度减慢，避免了离析。
施工完毕后及时冲洗干净，并保持下料连贯性。如遇堵管等问题直接查找堵管位置人工进行处理。在投放砼过程中，如遇筒壁不平顺或出现水锈蚀，则易出现砼粘在筒壁上的现象，如不及时清理，日积月累将出现管筒堵塞。施工中采用重力式井壁刷处理，井壁刷结构如下图所示：
在每一批砼下落完成后，先以清水冲洗，冲洗后将重力式管壁刷以钢丝绳悬吊，经井口下落，直至井底，将管壁上粘附的砼清理干净。如遇下落过程中发生卡刷现象，说明此处砼有粘附管壁现象，要在此处重复提升直至重力刷能下落顺畅为止。刷管完毕后，将重力刷从井口提出，再次用清水冲洗，保证管壁清洁。
b.保证骨料不离淅的技术措施：
为保证骨料不离淅，在投料管底部设置储料罐。每次开盘时先下放1.0m3砂浆（砂浆不存在离淅现象），砂浆铺于投料管底部，再下放成品砼，砼直接沿管壁落于砂浆中，在砂浆中进行缓冲，这样就不会产生离淅现象，通过试验证明，此方法生产出砼骨料能够满足设计要求，下放砂浆正好用于浇筑前洗管使用。储料罐中砼放入罐车时，每次要剩余一部分砼，留做再下放砼时缓冲使用。以后再下放砼时直接落于储料罐剩余砼中进行缓冲，直至浇筑结束时，将储料罐中砼放净，并冲洗干净。
c.保证储料罐中控制剩余砼量的技术措施：
储料罐中需剩余一定数量的砼才能保证起到缓冲作用，施工中必须准确的控制储料罐中剩余砼量。具体措施如下：
在储料罐上不同高度位置设置3个探针，探针原理类似于弹簧按钮，当剩余砼高度大于探针高度位置时探针按不下去，施工中当探针测试到砼到最高探针位置时可以快速下料，当探针测试到砼到第二探针位置时减缓放料速度，当探针测试到砼到最低探针位置时，立即停止放料，剩余砼作为缓冲层。
施工中如探针操作不便时，可设置刻度指示装置，刻度指示装置利用浮球原理，浮球与重物见以细线连接通过定滑轮固定，施工中每次向储料罐中放料时，拉紧重物，使浮球高于砼表面，下料结束时放下浮球，待储料罐向罐车中放料时，浮球随砼面一起下降，另一端与重物连接的细线上设置指示针，指示针背后设置刻度尺，通过刻度尺上的刻度变化计算出剩余砼量，并标注遇刻度尺上，通过指针读数直接反映出剩余砼量。