豎井常見於水利水電地下工程中，採用該結構的水工建築物主要有：引水系統的豎井、調壓井、閘門井、出線井、通風井及交通井等。常用的開挖方法有：全斷面開挖、先導井後擴大開挖法，採用導井開挖時採用較多的為：導井開挖法、擴大開挖法。
基本介紹
- 中文名：豎井開挖
- 外文名：Shaft excavation
- 簡介：發電引水系統布置在大壩右岸
- 方法：施工放樣、鑽孔施工、裝藥引爆
- 注意事項：挖掘土方時，必須由上往下進行
- 學科：水利工程
簡介,總體施工方案,施工方法,施工放樣,鑽孔施工,裝藥引爆,通風排煙,施工照明,出碴,施工安全保證措施,注意事項,
簡介
發電引水系統布置在大壩右岸，由進水口、引水隧洞上平洞、調壓井、豎井和引水隧洞下平洞組成。進水口距壩軸線上游約50m，為豎井式。引水隧洞上平洞為圓形有壓洞，長3345.2m，開挖洞徑4.0m，在樁號3+335.2m設2#支洞，在上平洞末端（樁號3+345.2m）下接豎井，上接調壓井。豎井開挖洞徑3.2m，總高度為53.2m，起始高程為▽303.5～▽356.7m。豎井下接下平洞。調壓井上室內徑9.2m，下室內徑5.7m。豎井軸線與調壓井軸線位於同一垂直面上，調壓井及上平洞3+345.2m~2+960m段已施工完畢。
總體施工方案
1、先將豎井▽303.5～▽345m段採用反導井（洞徑為2m）進行開挖。
2、在反導井施工過程中，利用其出碴時間進行▽350～▽356.7m段正導井的開挖。當正導井開挖至▽350m時暫停正導井的開挖，待下導井開挖至▽345m時，自▽350m位置採用自上而下用5米鑽桿進行鑽孔施工，將正、反導井予以貫通。
3、導洞全部貫通後，再自上而下擴挖全洞成形。
施工方法
施工放樣
反導井施工時，為控制導井軸線，在豎井底部測設四個控制點（用錨筋錨入基岩形成），將成對角的兩點均用弦線拉起，兩弦線的交點即為豎井中心點，每排鑽孔施工時，用弦線掛重錘對準該中心點，即可放出掌子面處的豎井中心點。對該四個控制點，測量人員每隔三～五排進行一次校核，當洞挖施工人員發現有異常時，可隨時要求測量人員進行檢查校核，正導井施工時，豎井軸線控制同此法。
豎井高程控制採用在洞壁上設高程點，用鋼捲尺丈量的方法進行高程的傳遞。
鑽孔施工
導井施工時，採用一台YT24型汽腿式風鑽，配φ22的對邊鋼釺、一字型合金鑽頭進行鑽孔作業，鑽孔採用濕式鑿岩法。下導井利用圓木自豎井底部至掌子面以下3m左右搭設框架，框架中間每隔1m設橫木，作施工人員梯道。框架頂部明鋪放木板形成作業平台。上導井利用沿井壁布設的錨筋（採用Φ25*250，錨入深度50cm，外露30cm），焊接鋼爬梯形成上下通道。下導井每隔15米左右挖一避炮洞，用以擺放鑽機、鑽桿等機械、配件。全斷面自上而下擴挖時，採用二台YT24型汽腿式風鑽進行鑽孔施工。為防止人員掉入導井及便於施工，導井用鐵柵欄滿鋪（鐵柵欄用直徑12mm的鋼筋焊制而成，每塊長2.5m，寬0.4m，柵欄孔徑15×15cm）。鐵柵欄兩端擱置在光爆予留層上，並用Φ14錨筋插入岩石內，防止鐵柵欄滑動。
裝藥引爆
炸藥在無水部位選用2#岩石硝銨炸藥；有水部位選用乳化炸藥。導井及擴挖時的輔助眼採用連續裝藥結構，用非電塑膠導爆管起爆。光爆層採用不偶合間隔裝藥結構，選用導爆索同時起爆（爆破參數及洞挖循環時間詳見《發電輸水隧洞施工組織措施》（2003—措施—03）。
通風排煙
反導井施工時，在下平洞末端近豎井部位設一台吸出式5.5km通風機，向外排出煙塵，在豎井內用6m3空壓機對掌子面進行通風，將煙塵壓到豎井底部，經該部位的吸出式風機抽出洞外；正導井用空壓機向工作面通風后，將煙塵壓出豎井內，因調壓井的先行貫通，壓出的煙塵可經自然通風而排除。當豎井導洞貫通後，下平洞經豎井與調壓井形成一條自下而上的自然風道，通風條件很好，故豎井擴挖時不再考慮人為通風的措施。
施工照明
採用36V的安全電壓，用絕緣電纜敷設至工作面，放炮前，撤到洞外。
出碴
下導井及全斷面擴挖的洞碴直接落入豎井底部，下平洞內用人工裝拖拉機出碴；上導洞出碴方法是：在豎井頂部上2m高度左右，設一隻轉向滑輪，滑輪固定在一根直徑15cm的橫木上（與此處的安全棚架連成整體），工作面處用土筐（圓柱形，裝碴後總重量小於20公斤）人工裝碴，再人工通過滑輪用繩索提升土筐至上平洞部位，卸入拖拉機內，棄至2#支洞的棄碴場。
施工安全保證措施
1、在調壓井井口四周設定隔離帶並懸掛醒目標誌，提醒井下有人作業；同時在豎井頂部上2m高度左右，用方木搭設安全棚架，上部鋪柴草作緩衝層，將整個調壓井斷面全部封住，以防止上部落石直接墜入豎井內。
2、在調壓井井口四周挖排水溝，將調壓井部位的地表水引向洞外，以防止雨水直接沖刷洞壁，惡化圍岩的穩定。
3、在進行全斷面擴挖時，必須用鐵柵欄封閉好導井口，並將鐵柵欄固定以防止鬆動。鐵柵欄未安設或未固定完畢，嚴禁進行鑽孔施工。
4、在洞內進行施工作業時，洞壁上需設插筋，施工人員將安全繩一端固定於插筋上，一端拴在自身腰部。施工人員只有將安全繩正確係好後，才可開始施工。
5、進行下導井鑽孔施工時，在施工人員進入工作面之前，必須先開動空壓機通風30分鐘以上，確認工作面已將煙塵排除乾淨後，施工人員才能進入工作面。在施工人員開始進入工作面直至撤出工作面為止，不得停止空壓機供風，以保證工作面有新鮮空氣補給。當施工人員在進入工作面的途中，認為工作面煙塵尚未排除乾淨或無足夠新鮮空氣，可返回安全地帶，延遲進入工作面的時間。
6、下導井爆破後，要開動6m3空壓機，向豎井工作面供風，以排除豎井內的煙塵，並同時開動下平洞內的吸出式風機，通風30分鐘以上並確認已將下平洞內煙塵排除乾淨後，出碴人員才能進洞出碴。但豎井通風仍應繼續進行2小時以上，以切實保證將洞內的煙塵排除乾淨，尤其當豎井施工至20m以上時，還要適當延長通風時間。
7、進入豎井工作面進行施工時，必須有二人以上，否則不得進入洞內進行施工。
8、每排炮施工後，安全員要帶領豎井洞挖施工人員對已開挖段進行安全處理，清除鬆動岩石，當確認安全後，才能進行下道工作施工。
9、上、下導井當有任一工作面在從事爆破作業時，另一工作面均需撤離所有人員，不得在工作面內從事任何作業。
10、在進行上導井出碴時，在洞底掌子面以上2m高度的洞壁上打入插筋，上鋪木板，用鐵絲將其固定在錨筋上，形成保護棚（約占導井斷面的一半）。出碴人員用土筐裝好碴後，躲入保護棚下，上面的人員才能提起土筐進行出碴，且用土筐裝碴時，只能裝滿筐的3/4，不能裝滿，以防石碴太滿容易掉落。
11、豎井內施工人員必須按規定正確戴好安全帽，才能進入工作面施工。
12、在上平洞部位進行上導井進行出碴的人員必須系好安全繩進行作業。出碴過程中，要隨時將掉落在豎井口的石碴清理乾淨，以防其掉入豎井內。
13、在豎井上口邊緣外1.5m靠2#支洞方向的洞底板上設二根錨筋，並用一根15×15cm的方木固定在錨筋上，形成阻車坎，防止出碴拖拉機過份接近洞口發生危險。
14、豎井內有人作業時，在豎井上部上平洞部位派人進行值班，同時在上平洞近豎井部位的明顯位置懸掛警示牌，提示井下有人作業、嚴禁閒雜人員出入。
15、供照明的絕緣電纜應經常檢查表面有無破損，發現破損的地方必須予以更換。
注意事項
1、土方開挖必須制定專項方案，取得業主的開挖許可證並對工人進行安全技術交底。
2、挖掘土方時，必須由上往下進行，禁止採用掏洞、挖空底腳和挖"伸懸土"的方法，防止塌方事故。
3、多人同時挖土操作時，應保持足夠的安全距離，橫向間距不得小於2m，縱向間距不得小於3m。禁止面對面進行挖掘作業。
4、用十字鎬挖土時，禁止戴手套，以免工具脫手傷人。
5、挖掘土方作業中，如遇有電纜、管道、地下埋藏物或辨識不清的物品，應立即停止作業，設專人看護並立即向施工負責人報告。嚴禁隨意敲擊、刨挖和玩弄。
5、基坑、基槽的挖掘深度大於2m時，應在坑、槽周邊設定防護欄桿。
6、深基坑挖土時，操作人員應使用梯子或搭設斜道上下，禁止蹬踏固壁支撐或在土壁上挖洞蹬踏上下。
7、從基坑、基槽內向外拋土時，應拋出離坑槽邊沿至少1m，堆土高度不得超過1.5m。
8、深基坑挖土時，應按設計要求放坡或採取固壁支撐防護。
9、在設有支擋工程的地質不良地段作業時，除考慮分段開挖的同時，還應分段修建支擋工程。
10、作業中，作業人員不得在階坡及深坑和陡坎下休息。作業時，應隨時觀察邊坡土壁穩定情況，如發現邊坡土壁有裂縫、疏鬆、滲水或支撐斷裂、移位等現象，作業人員應先撤離作業現場，並立即報告施工負責人及時採取有效措施，待險情排除後方可繼續作業。
11、在斜坡面上挖土作業，作業人員應系好安全帶，坡面挖掘夾有石塊的土方時，必須先清除較大石塊，在清除危石前應先設定攔截危石的措施。作業時，坡下嚴禁車輛行人通行。
12、在電桿附近挖土時，對於不能取消的拉線地壟及桿身，應留出土台。土台半徑為：電桿1．0-1．5m，拉線1．5-2．5m，並視土質決定邊坡坡度。土台周圍應插標桿示警。
13、在道路附近進行開挖土方作業時，應在作業區四周設定圍欄和護板，設立警告標誌牌，夜間設紅燈示警。
14、每日必須檢查土壁及支撐穩定情況，在確保全全的情況下繼續工作，並且不得將土和其他物件堆在支撐上，不得在支撐下行走或站立。
15、機械操作中進鏟不應過深，提升不應過猛。
16、機械設備運進現場，進行維護檢查、試運轉，使處於良好的工作狀態。
17、機械挖土應分層進行，合理放坡，防止塌方、溜坡等造成機械傾翻、淹埋等事故。
18、機械施工區域禁止無關人員進入場地內。挖掘機工作迴轉半徑範圍內不得站人或進行其他作業。
19、挖掘機行走和汽車裝土行駛聽從現場指揮;所有車輛嚴格按規定的開行路線行駛，防止撞車撞人。
20、夜間作業，機上及工作地點必須有充足的照明。
21、開挖區域及周圍的排水必須良好，不得有積水。
