一种竖井开挖支护施工方法与流程

本发明涉及竖井施工，尤其是涉及一种竖井开挖支护施工方法。

背景技术：

1、竖井是一种洞壁直立的井状管道，通常被用于矿井、水利水电工程等地下工程中，具有送气通风口、提升矿石或废石、升降材料和设备、运送人员、敷设管路和电缆等多种功能。竖井的断面形状通常为圆形或方形，其直径或边长根据实际需要而定。在竖井施工过程中，需要采取适当的支护措施来确保井壁的稳定性和安全性。

2、竖井开挖支护施工步骤通常包括施工放样、钻孔施工、装药引爆、通风排烟、施工照明以及出渣的工序。具体的，首先将将施工图纸与实际施工情况进行对应(施工放样)，然后向下钻孔到需要的深度(钻孔施工)，此时得到的钻孔的直径较小，需要将其进行扩充，所采用的方式就是在钻孔的周围安插竖直向下的装药孔，并在装药孔中放置炸药并引爆，从而拓宽钻孔(装药引爆)，此时就得到了初步的竖井，在对竖井进行加固即可，在加固之前，由于竖井内在爆破的作用下已经具有大量的炮烟，要对竖井进行施工就必须对井内进行通风，使得井下的烟雾潇洒并且具有施工的条件(通风排烟)，之后就可以在竖井内安装照明灯光，使得在井下可以安全作业(施工照明)，最后将施工产生的废渣从井内清出(出渣)，从而完成竖井开挖支护施工。

3、在此过程中，装药引爆是一个非常重要的环节，在具体实施的时候，通常在钻孔1的周围打孔，所打的孔称之为装药孔2，装药孔2最少在钻孔1周围设置两圈，如图1所示，然后在装药孔2中将放入炸药并引爆，就完成了一次爆破，之后需要对已经爆破的区域进行通风，通风完成之后，就可以进行第二次的爆破了。一般由于竖井的深度较深，一般都会达到一二百米的深度，因此，在进行爆破的时候，都会分段进行爆破，比如每十米进行一次，因此一次性爆破的话，因为在钻孔1的周围具有大量的爆破(装药孔2在钻孔1的周围分别且数量较多，如果按照竖井的深度放置炸药会导致炸药太多而产生巨大的威力)，容易引起竖井坍塌，这样的方式虽然有效且传统，但是在施工的时候十分耗时，需要大量的反复的进行爆破和清出，十分影响工程进度，同时，在每一次爆破的时候，都需要重新进行放药管道的安装和校准，费时费力，施工效率极低。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种竖井开挖支护施工方法，在装药引爆的时候，通过在钻孔周围距离处设置一圈装药孔，并在爆破后得到爆破环，通过支护措施加固爆破环并浇筑爆破环的靠外的内壁作为竖井内壁，并将竖井内壁与钻孔之间的土堆铲除并清出，从而节约了竖井开挖支护施工的工作量，提升了施工的效率。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种竖井开挖支护施工方法，包括以下步骤：

3、步骤一：施工放样

4、根据施工图纸确定竖井开挖支护施工的位置；

5、步骤二：钻孔施工

6、根据竖井开挖支护施工的位置，使用钻机向地面下打孔至竖井预期的深度，得到钻孔；

7、步骤三：装药引爆

8、步骤3-1：在钻孔周围，以钻孔的轴线与施工地面的交点为圆心，根据竖井预期的半径确定爆破圆的半径，在施工地面上绘制爆破圆，根据竖井预期的深度、炸药的爆力、装药孔的半径以及爆破圆的半径确定各个装药孔所间隔的圆弧长度，根据各个装药孔所间隔的圆弧长度在爆破圆上确定各个装药孔的位置，并使用钻机向地面下打孔至竖井预期的深度，得到装药孔；

9、步骤3-2：在装药孔中放入炸药并引爆，得到爆破环，清理出爆破环中的土块残渣，在爆破环中安装竖井支护，并完成对爆破环远离其轴线的内壁进行浇筑和加固；

10、步骤3-3：铲除爆破环与钻孔之间的土层环，清理出土块残渣；

11、步骤四：通风排烟

12、通过空气压风机和压风管将空气送往竖井底部，形成向上的风流将竖井内部的烟雾和气体排出；

13、步骤五：施工照明

14、拆除竖井支护，并对竖井内壁进行二次加固，安装照明工具在竖井内壁；

15、步骤六：出渣

16、将竖井开挖支护施工产生的土块残渣和用料残渣清理。

17、进一步，在步骤3-1中，所述圆弧长度的通过如下计算式是进行计算：

18、

19、式中，s为圆弧长度，t为炸药的爆力，r装药孔为装药孔的半径，k炸药为第一系数，r爆破圆为爆破圆的半径，k井深为第二系数，h为竖井预期的深度。

20、更进一步，所述第一系数的取值范围为0.075-0.12；所述第二系数的取值范围为0.0083-0.0125。

21、进一步，在步骤3-2中，所述在爆破环中安装竖井支护，包括：

22、步骤3-2-1：使用探测仪探测爆破环沿竖井深度方向的三维模型；

23、步骤3-2-2：根据所述三维模型，制作爆破环远离其轴线内壁的筒状钢筋网，并将筒状钢筋网安装在爆破环中使得筒状钢筋网和爆破环远离其轴线的内壁相贴合。

24、更进一步，在步骤3-2中，所述完成对爆破环远离其轴线的内壁进行浇筑和加固，包括：

25、步骤3-2-3：根据筒状钢筋网制作浇筑护板，并将浇筑护板安装在爆破环中使得浇筑护板与筒状钢筋网相贴合；

26、步骤3-2-4：沿浇筑护板和爆破环远离其轴线的内壁之间进行浇筑，待浇筑完成后拆除浇筑护板。

27、更进一步，所述浇筑护板的横截面与所述爆破圆重合。

28、本发明与现有技术相比具有以下优点：

29、本发明提供一种竖井开挖支护施工方法，对装药引爆的时候进行改进，在装药引爆的时候，通过在钻孔周围距离处设置一圈装药孔，并在爆破后得到爆破环，通过支护措施加固爆破环并浇筑爆破环的靠外的内壁作为竖井内壁，并将竖井内壁与钻孔之间的土堆铲除并清出，从而节约了竖井开挖支护施工的工作量，提升了施工的效率。

30、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

技术特征：

1.一种竖井开挖支护施工方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

2.按照权利要求1所述的一种竖井开挖支护施工方法，其特征在于，在步骤3-1中，所述圆弧长度的通过如下计算式是进行计算：

3.按照权利要求2所述的一种竖井开挖支护施工方法，其特征在于，所述第一系数的取值范围为0.075-0.12；所述第二系数的取值范围为0.0083-0.0125。

4.按照权利要求1所述的一种竖井开挖支护施工方法，其特征在于，在步骤3-2中，所述在爆破环(4)中安装竖井支护，包括：

5.按照权利要求4所述的一种竖井开挖支护施工方法，其特征在于，在步骤3-2中，所述完成对爆破环(4)远离其轴线的内壁进行浇筑和加固，包括：

6.按照权利要求5所述的一种竖井开挖支护施工方法，其特征在于，所述浇筑护板(7)的横截面与所述爆破圆(3)重合。

技术总结本发明公开了一种竖井开挖支护施工方法，包括施工放样、钻孔施工、装药引爆、通风排烟、施工照明以及出渣的工序，其中装药引爆是：在施工地面上绘制爆破圆，根据竖井预期的深度、炸药的爆力、装药孔的半径以及爆破圆的半径确定各个装药孔所间隔的圆弧长度，根据各个装药孔所间隔的圆弧长度在爆破圆上确定各个装药孔；在装药孔中放入炸药并引爆得到爆破环，在爆破环中安装竖井支护，并完成对爆破环远离其轴线的内壁进行浇筑和加固；铲除爆破环与钻孔之间的土层环。本发明通过在钻孔周围距离处设置一圈装药孔，爆破得到爆破环，加固爆破环并浇筑爆破环的靠外的内壁作为竖井内壁，从而节约了竖井开挖支护施工的工作量，提升了施工的效率。技术研发人员：黄成红,滕炜,王明忠,陈恒涛,王孟强,汪琪琦,李子玉,谷超受保护的技术使用者：中国水利水电第三工程局有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18