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总第 １ １期
２ ２ ００ 年６ ５期第
西部 矿探 工程
ＥＳＷｌ Ｈ ＩＣＴ— ＮＡ ＥＸ ＬＰ ０ＡＴＲ ０Ｎ １ＮＧ ＥＩ ＥＮＥＩＲ Ｎ
Ｇ ｒｅ ｓ ｏ ２１ ｉｓｅ Ｎ１ ．
Ｍａ．
０６ ｙ ２０
章文编号 ： ４ｏ５ １（ ｏ６Ｏ 一 Ｏ ６ —Ｏ １０— ７６ ２）０５ ２ ２Ｏ
图分中类 号： ＴＶ７ 文 献标识码 ： Ｂ
头
道 河 水 电 站 压调井 的 施 工
军 李民
（ 中铁十 五 局集团隧 道 公司， 北 湖利 川４ ５１ ）４ ５ ４
摘
要：
点重 绍 了介道 头河电水站调井 的压施 工经 验 采取， 分步开挖 、分衬砌 克服 步开跨度 大挖 、围条岩件差 施的 难工
，点确保 压调井 工程 顺利 完 工 。
关
键 词 压ｌ井；调 挖 ； 开砌 ； 工衬 施１
工概程 况
出 现土黄及砾砂 覆石盖 层 经设， 院确认计 围岩，级 为Ｖ级别， 因此
如何开 挖 调 压 的 穹 井 成 顶 施为 工中 技 术 的难 点。
３ 施工 程 序
头道
河水电站 位甘肃省夏于河 境 内黄 河一级县支流大 夏 河 的游中 。站电引水道隧末端一接抗 阻调压井式 该，压井调位 在于
发电厂房后 体山 内，采 用封 闭结构式。 体 围井设计岩石为灰岩及
岩 ， 完砂性整较 好 ，围等级为 Ⅲ岩。调级压顶井部为球 状 构结 ，调 压井 穹顶埋 深４ ， ｍ ０挖半开 径 ６ ３ｍ为球 面 ， ．２ 井 身开挖 径直 为 １， 砌 ｍ度厚 为１ ０； ｍ０ 衬 ０ｃ 阻 孔抗 开挖 直径 ５２ 衬砌 厚度 ．为 ｍ
，针
调对压施井工的 复 性 以杂及工序干 扰 大 的性 点 ， 合 特 结工施及图相 的关地质 资料 ， 制们定 了 应 相施的工 程序 （图 我 见
２。 ）
５ｃ 调 压井 底板 程 高 ２１ ７ 顶 ．板程高 ５２ ． ０调压 ０ｍ井 ￣３ ７ ｍ６，３ ７ ｍ；５ 部顶 设号支洞 ， ４调为井施 压工时施工的道及调通井压 营时运 作 的
通孔气 ；该 洞长 支６ ｍ ２ 距，厂房面竖地高直差 ５． ， ８ ４ 山体ｍ自然 坡 ４ 度。０。调压 底部井 有一条设进入 主 洞调及 井压 底部 施～０５。 工的洞 （ 支支洞 ，１７ ４ 。调井压底 上部游引与水 洞相隧 ３ 长 ．ｍ０ ）， 连下游压与力道管相（ 图通１ ， 见 ）期工求要 ５月个。
主
道
图 １ 压井布置图（ 单位调： ｍ ）图 ２
调 压 井施 工 流 程图
２
工难程点 于由该电地处旅游站景 区， 风山体 被植 良好 ， 允 不在许 坡 山
４ 压 调井的 施
工
开挖上施便工 道 ，施工在４ 支洞 及压调时 ， 主井要求
使 用 索 道 业进行
施工输运， 因此较大的施 机工无法具上 去同。时， ４ 支 洞 从 掘至进压调井置时位， 发现岩围类 别勘与察计设时 很 有 出入大， 调压处井岩为围风化泥强质岩 板 ，石碎 ，破岩 节 及理 褶皱极为发 育 ，稳自性 差 很。其是在一尤局部坍塌 中次现发， 穹 以上顶 ５ ｃ ０ ｍ
４ １ 压井调穹施顶 工 ．们我调压对井顶 的穹 施方工 进案行 详尽 的了究 比选 ， 提 研
了出四 方种案 ：
（） 向 施法工： １ 环采 用环分部 向挖 开 中，部留 心土 核 ，分衬 部砌 法
， 顶穹 分 三 个 为环圆部 分 ， 个 环 施形工 时 挖 边 边 及 进时 将 每
普资维 讯htt:p//ww.cqvwi.pcm
２o ６０正
０
５第 期
李
军民： 头道河 水电站调压井的施 工
６１２
初期 支行护 环状，贯通后 立进行二即次砌 衬。
优 点 步 开挖：， 小了 挖 开跨度 ， 分 用 利了围 岩的自 稳能 分 减 充力 ，
时工安 全可靠 施
。为保安确全 省、投 资， 节 先 衬 行 “ 砌形拱架 ， 后 挖 扩穹 顶２ Ｙ”然 部 ，衬砌２ ， 扩 挖 部 再３ 部砌衬３ （ 图 ２。因此 ， 工 中 部 如，） 施我们 将 形“架视为拱过 梁虑 考，配筋进 行了检算 加和强 ， 加 受Ｙ”对 增力 主筋及箍共筋 ２ ３ ， ｔ穹．顶开挖采 导用 索间爆隔 装预药裂 爆 ， 破 开 挖碴出经井 导口以漏棚架斗 用法 动车机从３ 支洞 出。
４运２ 井 开挖 导
缺． ： 点由采于 用环状开 ， 挖工放 困线 ， 难 开施时超挖 挖欠较 ， 步衬大时 砌，分 设 计受力钢筋被 的多截 次 ， 头太断 多，接 对 结构 受 影 响较力大。 （ ） 十字拱２法架 ：在 调压井 先内 挖 开出个十字拱形一 ，并整体 浇筑 再后对称地进行分开挖部， 分步 衬砌。 优点： 分步挖开 化整，为 零 ，小 了减开挖度跨 ，利用分 了 充
十字拱架 支 承 力能， 工时 为 较 全 可 安靠。 施 缺 ：点十 字拱架 开挖 后 造 十成字 交 处叉 应力集 中，易 引起 容
３从 支 洞挖开工施至调 井底压部 ， 止防压调井导井 开挖 为
井时脚 方塌造 成四 周 必 不 的超要 挖 ， 及时在 压 井调下 口 ５ 范 ｍ应
围
对顶板内及墙边挂网 锚喷 有效，地 住锁 了 井 脚， 后用 自采下 然 上方而法破开爆挖导（井直径 ２ ５ ，． ）ｍ施 工时 循 “ 遵进 尺短 、弱 爆
破、 封 闭、 环循”快 多 的原 则， 断面开 挖 ， 面爆 破， 格 控 制 每 全 光
严
岩围稳失方塌 十字；架拱浇筑时， 模板支立 难 ， 困混凝土筑浇
也较 为 难困 ；力钢 多筋截断被， 头太多， 构 力影响较受 。 大 受接对 结 ）（ ３ 体开挖 整 ，体整衬砌： ４由 洞支向压 调全断面井挖 ， 采开 钢拱 架进用行强支护， 逐步里掘向 ， 进后进最整行式衬体砌。 优 ：点衬 砌结构整 体性强 ， 满足设全计意 图 ， 完 结构受 力 最好
。
循
环药装量 ，减 少破爆时对 岩的震 围动， 破后立 即用 喷 射砼 支爆护
。自 而 下向 开 上挖 了７ 时５ （ｍ ．即 程 ２高２ ． ４ 处 ） 围 岩 已 ４３２ ｍ ，
由
砂岩为泥质转岩 ， 节板发理育 ， 石破碎岩 ，整性 、体自 性 稳很 ， 差安全为见 起 ，决停止定 上向施 工，为 上自而下施工 。 改 ４ 支洞 开 挖完成后 ， 我 们自上 而 进行下 导 施工井。采 手 用式持 钻机 眼钻， 秒 延毫导期 管爆 破爆 电雷 管， 爆 起ｔ 动，葫 ３芦 电升提 ，．ｍ ３ ０ 吊罐５ 出 碴洞。碴用 推 手车从４ 洞支 运出经 。索 运至弃 碴道 场。历时 ２ ｄ ５ 导 贯通井 。
４ ３ 井 身扩 ．
挖缺点 初期：支用护钢大 量 ，护支用费 高 且掘进 ，至调井 中心压 时， 最大跨达径１ ｍ， 拱３矢为 ２径７ 在强 大岩应变围 ， ．ｍ，下 易引 起容期初 支护失稳， 二次衬 砌必在 开须挖成完 后才进行 ， 能间时隔 间长 开挖作。业不安全 。 （）Ｙ” ４“ 形拱架法字 （图 ３见： ４ ） 由 洞径直 向里支进 掘，达 到 调压 井 穹形构 结另一端的 开挖，一字拱成 形 ，调压井成两半分 将， 开挖 度宽与工施洞支宽 度一致 ， ３ 为 。同ｍ时将４ 支与洞压调 穹井顶 接交用处风 开挖镐出 来， 挖开 度深 ４约 调由井压 缘边 向ｍ（里 开挖）做时好期初支护。然后将 ４ 支， 与洞压井 调顶交接穹处 洞的门及 已开 挖一的拱字整 体 筑 浇，成“ 字 形拱架支 护 结 形 Ｙ ”构 。 对调压再进行分部井挖开 ， 部分衬 砌 。
井 身 扩挖用采自上 而 的方下法 ， 后破的 弃碴经导井 自由 爆 下 落 进，导井下部的漏入 斗 ， 内机由车运动 。 出
４ ４ 井身砼 衬砌 遵先循下 上后 的原则 ．
先
筑调压井浇 的底引水 洞 隧， 然浇后筑阻抗 段 孔 最，后 分层 浇筑压井调大扩 段，分 层高度 ｄ ｍ 。３＝
５ 结 束 语
经
过广参建大员工 群群策 力艰的苦 努力 ，从调 压井 开工 至竣工历时 １０， ４ ｄ 比计划工期 提前 了 １ ｄ全为面完成头 道 电河 站 ，０施工任务赢得 了时间 。
（ 上接 第９页２） ５ 行道人重物等上重心随的向外之移动 ，而减小 了 稳定
力矩 从，增 大 了覆倾力矩 这种作。的结果 用 又，会反来过加支座大顶面的倾
斜 ，此反复如用 ，作 将间会地接低降体稳定梁数系。 １
支４ 座 位置 的 影 响 ．
工施时支 座位 会置有定的一 差 ， 偏在此偏差 的虑 响下 ，影考 体梁定稳 系数 变的化情 况如表 ２所示。 以从数上 据 可看以 ：出支座 位置的 差偏 明显影将 梁 体 响 的
定稳数 系当。座 向支体边缘梁移动时 ， 会则降 低体梁 的稳定性。
图 ３Ｙ 型 架拱 示 意 图 法
２
避免 体梁失稳措施的
（ ） 测数实据以得 可出结论 ，从 １胶支座橡的 形变 会低梁降体 优
： 用“ 点形 拱架法 ， 采 ” 分Ｙ开挖 步 整为， ， 零 不化仅 减小了 开挖 跨度 ， 而 且应对力较 集为 的支中 洞 与调压 穹顶井交叉部 位 及 时行 二次支进护， 少了减 该处围岩失 稳塌方 的可 能，充 分 用 了利Ｙ字 拱支承架 能 力 工，安时 可全靠。时 同 ， 受施钢筋被 截力 断较 少， 对结受构力影 响较 小。Ｙ形架拱 筑浇 ，时与 二种前 方案比 较也为较方便。
的稳定数系。 此应尽量避因施工免时梁体稳系定过数小 以，免支
座形会 加剧 梁变体的倾 。斜 （ ）工 过中程 ２施， 严格按要操作规施程 ，工免支 位座置差 避
偏过
大 否， ，则 会 明将降显低梁体的 定稳 系 数因。 在架梁 而维和修 中
对应座支位进置行效有控制， 不得 梁向中偏 移。线 （ ）３做好 工 现场施管理的 ，避免 过人多在员桥上（尤其 是行 人
施工中 ， 采用了 第种四方案 。 于穹 顶围岩由自稳性 差， 我 们
道上 ）
走动 ， 以 不必免要地增大覆倾力 矩 降低稳定系，数。
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总第 １ １期
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图分中类 号： ＴＶ７ 文 献标识码 ： Ｂ
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道 河 水 电 站 压调井 的 施 工
军 李民
（ 中铁十 五 局集团隧 道 公司， 北 湖利 川４ ５１ ）４ ５ ４
摘
要：
点重 绍 了介道 头河电水站调井 的压施 工经 验 采取， 分步开挖 、分衬砌 克服 步开跨度 大挖 、围条岩件差 施的 难工
，点确保 压调井 工程 顺利 完 工 。
关
键 词 压ｌ井；调 挖 ； 开砌 ； 工衬 施１
工概程 况
出 现土黄及砾砂 覆石盖 层 经设， 院确认计 围岩，级 为Ｖ级别， 因此
如何开 挖 调 压 的 穹 井 成 顶 施为 工中 技 术 的难 点。
３ 施工 程 序
头道
河水电站 位甘肃省夏于河 境 内黄 河一级县支流大 夏 河 的游中 。站电引水道隧末端一接抗 阻调压井式 该，压井调位 在于
发电厂房后 体山 内，采 用封 闭结构式。 体 围井设计岩石为灰岩及
岩 ， 完砂性整较 好 ，围等级为 Ⅲ岩。调级压顶井部为球 状 构结 ，调 压井 穹顶埋 深４ ， ｍ ０挖半开 径 ６ ３ｍ为球 面 ， ．２ 井 身开挖 径直 为 １， 砌 ｍ度厚 为１ ０； ｍ０ 衬 ０ｃ 阻 孔抗 开挖 直径 ５２ 衬砌 厚度 ．为 ｍ
，针
调对压施井工的 复 性 以杂及工序干 扰 大 的性 点 ， 合 特 结工施及图相 的关地质 资料 ， 制们定 了 应 相施的工 程序 （图 我 见
２。 ）
５ｃ 调 压井 底板 程 高 ２１ ７ 顶 ．板程高 ５２ ． ０调压 ０ｍ井 ￣３ ７ ｍ６，３ ７ ｍ；５ 部顶 设号支洞 ， ４调为井施 压工时施工的道及调通井压 营时运 作 的
通孔气 ；该 洞长 支６ ｍ ２ 距，厂房面竖地高直差 ５． ， ８ ４ 山体ｍ自然 坡 ４ 度。０。调压 底部井 有一条设进入 主 洞调及 井压 底部 施～０５。 工的洞 （ 支支洞 ，１７ ４ 。调井压底 上部游引与水 洞相隧 ３ 长 ．ｍ０ ）， 连下游压与力道管相（ 图通１ ， 见 ）期工求要 ５月个。
主
道
图 １ 压井布置图（ 单位调： ｍ ）图 ２
调 压 井施 工 流 程图
２
工难程点 于由该电地处旅游站景 区， 风山体 被植 良好 ， 允 不在许 坡 山
４ 压 调井的 施
工
开挖上施便工 道 ，施工在４ 支洞 及压调时 ， 主井要求
使 用 索 道 业进行
施工输运， 因此较大的施 机工无法具上 去同。时， ４ 支 洞 从 掘至进压调井置时位， 发现岩围类 别勘与察计设时 很 有 出入大， 调压处井岩为围风化泥强质岩 板 ，石碎 ，破岩 节 及理 褶皱极为发 育 ，稳自性 差 很。其是在一尤局部坍塌 中次现发， 穹 以上顶 ５ ｃ ０ ｍ
４ １ 压井调穹施顶 工 ．们我调压对井顶 的穹 施方工 进案行 详尽 的了究 比选 ， 提 研
了出四 方种案 ：
（） 向 施法工： １ 环采 用环分部 向挖 开 中，部留 心土 核 ，分衬 部砌 法
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普资维 讯htt:p//ww.cqvwi.pcm
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０
５第 期
李
军民： 头道河 水电站调压井的施 工
６１２
初期 支行护 环状，贯通后 立进行二即次砌 衬。
优 点 步 开挖：， 小了 挖 开跨度 ， 分 用 利了围 岩的自 稳能 分 减 充力 ，
时工安 全可靠 施
。为保安确全 省、投 资， 节 先 衬 行 “ 砌形拱架 ， 后 挖 扩穹 顶２ Ｙ”然 部 ，衬砌２ ， 扩 挖 部 再３ 部砌衬３ （ 图 ２。因此 ， 工 中 部 如，） 施我们 将 形“架视为拱过 梁虑 考，配筋进 行了检算 加和强 ， 加 受Ｙ”对 增力 主筋及箍共筋 ２ ３ ， ｔ穹．顶开挖采 导用 索间爆隔 装预药裂 爆 ， 破 开 挖碴出经井 导口以漏棚架斗 用法 动车机从３ 支洞 出。
４运２ 井 开挖 导
缺． ： 点由采于 用环状开 ， 挖工放 困线 ， 难 开施时超挖 挖欠较 ， 步衬大时 砌，分 设 计受力钢筋被 的多截 次 ， 头太断 多，接 对 结构 受 影 响较力大。 （ ） 十字拱２法架 ：在 调压井 先内 挖 开出个十字拱形一 ，并整体 浇筑 再后对称地进行分开挖部， 分步 衬砌。 优点： 分步挖开 化整，为 零 ，小 了减开挖度跨 ，利用分 了 充
十字拱架 支 承 力能， 工时 为 较 全 可 安靠。 施 缺 ：点十 字拱架 开挖 后 造 十成字 交 处叉 应力集 中，易 引起 容
３从 支 洞挖开工施至调 井底压部 ， 止防压调井导井 开挖 为
井时脚 方塌造 成四 周 必 不 的超要 挖 ， 及时在 压 井调下 口 ５ 范 ｍ应
围
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破、 封 闭、 环循”快 多 的原 则， 断面开 挖 ， 面爆 破， 格 控 制 每 全 光
严
岩围稳失方塌 十字；架拱浇筑时， 模板支立 难 ， 困混凝土筑浇
也较 为 难困 ；力钢 多筋截断被， 头太多， 构 力影响较受 。 大 受接对 结 ）（ ３ 体开挖 整 ，体整衬砌： ４由 洞支向压 调全断面井挖 ， 采开 钢拱 架进用行强支护， 逐步里掘向 ， 进后进最整行式衬体砌。 优 ：点衬 砌结构整 体性强 ， 满足设全计意 图 ， 完 结构受 力 最好
。
循
环药装量 ，减 少破爆时对 岩的震 围动， 破后立 即用 喷 射砼 支爆护
。自 而 下向 开 上挖 了７ 时５ （ｍ ．即 程 ２高２ ． ４ 处 ） 围 岩 已 ４３２ ｍ ，
由
砂岩为泥质转岩 ， 节板发理育 ， 石破碎岩 ，整性 、体自 性 稳很 ， 差安全为见 起 ，决停止定 上向施 工，为 上自而下施工 。 改 ４ 支洞 开 挖完成后 ， 我 们自上 而 进行下 导 施工井。采 手 用式持 钻机 眼钻， 秒 延毫导期 管爆 破爆 电雷 管， 爆 起ｔ 动，葫 ３芦 电升提 ，．ｍ ３ ０ 吊罐５ 出 碴洞。碴用 推 手车从４ 洞支 运出经 。索 运至弃 碴道 场。历时 ２ ｄ ５ 导 贯通井 。
４ ３ 井 身扩 ．
挖缺点 初期：支用护钢大 量 ，护支用费 高 且掘进 ，至调井 中心压 时， 最大跨达径１ ｍ， 拱３矢为 ２径７ 在强 大岩应变围 ， ．ｍ，下 易引 起容期初 支护失稳， 二次衬 砌必在 开须挖成完 后才进行 ， 能间时隔 间长 开挖作。业不安全 。 （）Ｙ” ４“ 形拱架法字 （图 ３见： ４ ） 由 洞径直 向里支进 掘，达 到 调压 井 穹形构 结另一端的 开挖，一字拱成 形 ，调压井成两半分 将， 开挖 度宽与工施洞支宽 度一致 ， ３ 为 。同ｍ时将４ 支与洞压调 穹井顶 接交用处风 开挖镐出 来， 挖开 度深 ４约 调由井压 缘边 向ｍ（里 开挖）做时好期初支护。然后将 ４ 支， 与洞压井 调顶交接穹处 洞的门及 已开 挖一的拱字整 体 筑 浇，成“ 字 形拱架支 护 结 形 Ｙ ”构 。 对调压再进行分部井挖开 ， 部分衬 砌 。
井 身 扩挖用采自上 而 的方下法 ， 后破的 弃碴经导井 自由 爆 下 落 进，导井下部的漏入 斗 ， 内机由车运动 。 出
４ ４ 井身砼 衬砌 遵先循下 上后 的原则 ．
先
筑调压井浇 的底引水 洞 隧， 然浇后筑阻抗 段 孔 最，后 分层 浇筑压井调大扩 段，分 层高度 ｄ ｍ 。３＝
５ 结 束 语
经
过广参建大员工 群群策 力艰的苦 努力 ，从调 压井 开工 至竣工历时 １０， ４ ｄ 比计划工期 提前 了 １ ｄ全为面完成头 道 电河 站 ，０施工任务赢得 了时间 。
（ 上接 第９页２） ５ 行道人重物等上重心随的向外之移动 ，而减小 了 稳定
力矩 从，增 大 了覆倾力矩 这种作。的结果 用 又，会反来过加支座大顶面的倾
斜 ，此反复如用 ，作 将间会地接低降体稳定梁数系。 １
支４ 座 位置 的 影 响 ．
工施时支 座位 会置有定的一 差 ， 偏在此偏差 的虑 响下 ，影考 体梁定稳 系数 变的化情 况如表 ２所示。 以从数上 据 可看以 ：出支座 位置的 差偏 明显影将 梁 体 响 的
定稳数 系当。座 向支体边缘梁移动时 ， 会则降 低体梁 的稳定性。
图 ３Ｙ 型 架拱 示 意 图 法
２
避免 体梁失稳措施的
（ ） 测数实据以得 可出结论 ，从 １胶支座橡的 形变 会低梁降体 优
： 用“ 点形 拱架法 ， 采 ” 分Ｙ开挖 步 整为， ， 零 不化仅 减小了 开挖 跨度 ， 而 且应对力较 集为 的支中 洞 与调压 穹顶井交叉部 位 及 时行 二次支进护， 少了减 该处围岩失 稳塌方 的可 能，充 分 用 了利Ｙ字 拱支承架 能 力 工，安时 可全靠。时 同 ， 受施钢筋被 截力 断较 少， 对结受构力影 响较 小。Ｙ形架拱 筑浇 ，时与 二种前 方案比 较也为较方便。
的稳定数系。 此应尽量避因施工免时梁体稳系定过数小 以，免支
座形会 加剧 梁变体的倾 。斜 （ ）工 过中程 ２施， 严格按要操作规施程 ，工免支 位座置差 避
偏过
大 否， ，则 会 明将降显低梁体的 定稳 系 数因。 在架梁 而维和修 中
对应座支位进置行效有控制， 不得 梁向中偏 移。线 （ ）３做好 工 现场施管理的 ，避免 过人多在员桥上（尤其 是行 人
施工中 ， 采用了 第种四方案 。 于穹 顶围岩由自稳性 差， 我 们
道上 ）
走动 ， 以 不必免要地增大覆倾力 矩 降低稳定系，数。