全断面一次成孔分段爆破竖井开挖施工方法浅析
浅谈深竖井导井改分段施工为一次成井的方案优化
探讨与交流PROJECT MANAGEMENT浅谈深竖井导井改分段施工为一次成井的方案优化郭朝辉，王薛钢（浙江华东工程咨询有限公司，浙江杭州311122)摘要：山东沂蒙抽水蓄能电站引水竖井深度达380 m,原方案为设置施工中支洞，将导井分为两段进行施工，后经方案优化，取消支洞，采用反井钻机一次成井。
以施工工期、安全风险、工程量和投资等为研究对象，对两个方案进行分析对比，提出了采用BMC600型反井钻 机一次成孔的可行性方案，为类似工程提供经验参考。
关键词：深竖井开挖；导井；反井钻机；方案优化中图分类号：TU712 文献标识码：B文章编号：1007-4104 (2020) 08-0071-031概述山东沂蒙抽水蓄能电站工程总装机容量为1200 MW,地 下厂房内安装4台单机容量为300 MW的混流可逆式水轮发 电机组。
引水高压管道采用一管两机布置方式，两条高压主 管平行布置，洞轴线间距为47 m,立面上采用单竖井布置，竖井开挖断面为圆形，直径为7.6m,井筒为钢衬结构，钢衬 外围回填混凝土厚度为0.6 m,内净尺寸为6.2 m。
1号高压 管道引水竖井顶部中心高程为EL497.89 m、井底中心高程 为EL118m,高差为379.89 m;2号高压管道引水竖井顶 部中心高程为EL498.07 m、井底中心高程为EL118 m,高 差为 380.07 m。
沂蒙抽水蓄能电站工程区位于华北准地台鲁西断隆的 北缘，主要发育北东向郯庐断裂带及北西向鲁西断裂带，近场区发育两条活动断裂，区域构造稳定性较差，多为微 风化〜新鲜岩石，岩石强度高。
竖井段岩性为微风化片麻状闪长岩和花岗闪长岩，多 为微风化〜新鲜岩石，岩石强度高，饱和极限抗压强度为 100 MPa〜248 MPa。
主要发育三组裂隙，均为陡倾角裂 隙，在竖井边墙宜形成不稳定块体，地下水埋深为51 m。
围岩岩体多为块〜次块状结构，以丨丨〜丨丨丨类围岩为主，断 层及裂隙密集带地段为丨V类围岩。
浅谈水利工程平洞和竖斜井施工技术
浅谈水利工程平洞和竖斜井施工技术摘要：文章对水利工程中平洞、竖斜井的用途、施工技术等内容进行了一些探讨。
关键词：水利工程平洞竖井斜井施工技术随着水利水电事业的发展，地下洞室工程也在紧锣密鼓地建设中。
地下洞室按其体型和布置型式可分为平洞、竖井、斜井和大型洞室等类型[1]。
地下洞室相对于地面工程而言地质条件更加复杂莫测，施工环境、条件也更加苛刻，所以相关的施工技术、安全和质量都有一些特殊要求。
笔者对水利工程中平洞、竖斜井的施工技术进行一些探讨，希望和同仁们进行交流和切磋。
1平洞施工技术1.1概述平洞是指坡度小于10%的隧洞。
平洞按断面积（）大小分为小断面（）、中断面（）、大断面（）和特大断面（）几种类型。
平洞在水利工程中按用途一般分为主体洞、施工支洞和勘探洞三种；主体洞又分为：⑴过水洞，如导流洞、泄洪洞和尾水洞等；⑵不过水洞，如交通洞、通风洞、出线洞等。
平洞的施工包括开挖、出渣、支护、衬砌、灌浆等内容，同时还要配备通风、除尘、排水、供水、供风、供电和照明等设施。
平洞的开挖方式有两种：⑴钻爆法，先使用手风钻或钻孔台车等设备造孔，再预埋雷管进行分段爆破；⑵掘进法，采用掘进机开挖。
开挖的作业方式又分为[2]：⑴全断面开挖，即在隧洞整个设计面上一次开挖成型；⑵台阶开挖，是在设计断面上分层次开挖；⑶分部施工，根据围岩稳定情况采取分层分块开挖；⑷导洞开挖法，先挖通导洞，再将断面扩大至设计断面。
1.2钻爆法目前该法仍然是使用最广泛的开挖方法，尤其是中小断面隧洞的开挖。
钻爆开挖的优点是显而易见的，不需要掘进机这样昂贵的设备，同时开挖方式的选择又很灵活。
1.2.1方案选择开挖之前要进行勘察，了解开挖区域的水文地质情况，明确围岩的特征，以决定采取开挖和支护的方式。
围岩分Ⅰ～Ⅴ类，Ⅰ围岩不需要支护，Ⅱ类仅需局部支护，Ⅲ类和Ⅳ类都需要支护，Ⅴ类需要加强支护。
选择方案时还要考虑断面形状和洞室交叉地段的影响；交叉地段容易失稳，需要预先加固并加强监测。
隧道施工方法可按以下方式分类
隧道开挖方法分类有哪些？自己总结了隧道工程的一些开挖方法，加上具体的现场施工逐渐的了解了隧道的施工工序及技术要求。
在当前的施工实践中，从施工造价及施工速度考虑，施工方法的选择顺序为：全断面法→台阶法→环形开挖留核心土法→中隔壁法（CD法)→交叉中壁法（CRD法）→双侧壁导坑法；从施工安全角度考虑，其选择顺序应反过来。
如何正确选择，应根据实际情况综合考虑，但必须符合安全、快速、质量和环保的要求，达到规避风险、加快进度和节约投资的目的。
1、全断面开挖法全断面开挖法就是按照设计轮廓一次爆破成形，然后修建衬砌的施工方法。
适用条件：(1)I~IV级围岩，在用于Ⅳ级围岩时，围岩应具备从全断面开挖到初期支护前这段时间内，保持其自身稳定的条件。
(2)有钻孔台车或自制作业台架及高效率装运机械设备。
(3)隧道长度或施工区段长度不宜太短，根据经验一般不应小于lkm，否则采用大型机械化施工，其经济性较差。
隧道机械化施工，有三条主要作业线，见表作业线采用大型机械设备开挖作业线钻孔台车、装药台车、装载机配合自卸汽车（无轨运输）、装渣机配合矿车及电瓶车或内燃机车（有轨运输）锚喷作业线混凝土喷射机、混凝土喷射机械手、锚喷作业平台、进料运输设备及锚杆灌浆设备模筑衬砌作业线混凝土拌和作业长、混凝土输送车及输送泵、施做防水层作业平台、衬砌钢模台车全断面法施工特点(1)开挖断面与作业空间大、干扰小；(2)有条件充分使用机械，减少人力；(3)工序少，便于施工组织与管理，改善劳动条件；(4)开挖一次成形，对围岩扰动少，有利于围岩稳定。
2、台阶法施工台阶法是先开挖上半断面，待开挖至一定长度后同时开挖下半断面，上、下半断面同时并进的施工方法；按台阶长短有长台阶、短台阶和超短台阶三种。
近年由于大断面隧道的设计，又有三台阶临时仰拱法，甚至多台阶法。
至于施工中究竟应采用何种台阶法，要根据以下两个条件来决定：⑴初期支护形成闭合断面的时间要求，围岩越差，闭合时间要求越短；⑵上断面施工所用的开挖、支护、出碴等机械设备施工场地大小的要求。
全断面钻爆法在洞室开挖中的应用
全断面钻爆法在洞室开挖中的应用摘要：全断面钻爆法适用于围岩坚固稳定，采用钻孔爆破方法将洞室开挖断面一次性开挖成型的地下建筑工程洞室开挖掘进方法。
文章引用某电站发电引水隧洞的洞室开挖施工程序，取得了较好的技术及经济效益，可供有关工程参考。
关键词：全断面钻爆法；隧洞；水利水电工程Abstract: The whole section explosion method which is the one for underground construction digging, suitable for stable and strong dam, form a section for one time by drilling explosion. This paper will introduce the construction technique which was applied to Jinping Baoshi in hydropower engineering Yunnan province, and reap the technologic and economic benefit. It is worthful for relevant construction project.Key words: the whole section explosion method; tunnel; water resources and hydropower engineering1 前言云南某电站位于云南省**县红河一级支流**河下游河段上，是一个引水式地面厂房电站，主要由碾压砼拱坝、取水塔、发电引水隧洞、调压井、压力钢管、斜井、尾水洞、主厂房、副厂房、升压开关站及生活管理区等部分组成。
电站设计水头282米，最大发电流量12立方米/秒，电站装机2×1.25万千瓦（即25MW）。
其中发电引水隧洞布置于麻子河滑石板处右岸，全长3878米，比降4.2614‰，设计流量Q＝10.38立方米/秒，为一直径2.4米的圆形压力洞，隧洞开挖洞径为3.1米，洞挖断面面积S=7.548平方米，采用光面爆破全断面开挖，中间设1#、2#两条施工支洞（分别长120米和74米），亦即将主洞划分为进水口，1#洞上、下游，2#洞上、下游，调压井六个施工工作面。
大断面巷道施工方法与安全
大断面巷道施工方法与安全大断面巷道施工方法与安全矿井的井底车场和硐室一般断面较大，长度较小，服务年限较长。
因其用途不同，形状、规格、结构差异甚大，施工中有各自的特点和要求，而突出的问题是选择合理的大断面施工方法，做到安全施工。
硐室施工方法一般有全断面施工法、分层施工法和导硐施工法三种。
一、全断面施工法全断面施工法是按硐室的掘进断面一次钻眼、分次爆破，利用矸石堆作为打上部眼和拱顶锚杆眼及安装锚杆的工作台的掘进方法。
它适用于稳定和基本稳定的围岩情况下，掘进断面不大于15 n12、高度小于4 m的硐室和巷道。
当前多采用锚喷支护。
根据围岩的稳定程度不同，掘进与锚喷的方式有：(1)围岩稳定时，常采用先掘一锚顶后锚帮一喷的方式。
(2)围岩中等稳定时，可采用两掘一锚喷或三掘一锚喷的方式。
(3)围岩的节理、裂隙发育，稳定性较差时，宜采用一掘一锚喷的方式。
必要时也可打超前锚杆或掘后先喷一层砂浆再打锚杆，然后再喷射混凝土。
二、分层(台阶工作面)施工法台阶工作面施工法就是将掘进工作面分成2～3个分层(每个分层的高度一般为l-8 m～2．5 m)，上分层(或下分层)工作面始终超前于下分层(或上分层)一定距离，形成分层(台阶)工作面同时施工。
由于工作面的布置方式不同，可分为正台阶工作面和倒台阶工作面两种。
(1)正台阶工作面施工法：将硐室分成上下两个分层，先掘上分层3 m～5 m，放炮后，应及时锚喷或架设临时支架护顶。
然后上下分层同时掘喷或掘支。
当永久支护采用砌碹时，多采用先墙后拱的施工方式。
若顶板不稳定，也可采用先拱后墙的施工方法。
此时，为了防止卧底砌墙时拱顶下沉，往往保留拱基线下的岩柱不一次掘出，待砌墙时，再逐段用风镐刷出；或者在拱基处用砌筑小壁座以承托碹拱。
每分层的高度最大不应超过3．0m。
(2)倒台阶工作面施工法：先掘下分层使其超前上分层3 m～5 m，并进行临时支护。
或将下分层全长掘砌(锚喷)完成后，再由外向里或掘支上分层。
超深竖井开挖施工方法浅析
超深竖井开挖施工方法浅析摘要：本文针对巴基斯坦凯亚华水电站超深竖井开挖的难点，选择较为合适的施工方法，并总结了选定的施工方法的优缺点。
关键词：超深竖井；施工技术；开挖一、引言在水利水电地下工程施工中，采用竖井结构型式的水工建筑物较多，常见的主要有引水系统中的竖井、调压井、闸门井、出线井、通风井及交通井等。
由于竖井施工具有工作面窄小、通风困难，工人高空作业、受到炮烟、落石、淋水和粉尘的危害等不安全因素较多。
竖井施工素有“咽喉工程、死亡之谷”之称。
因此竖井施工历来都是水电施工行业的难点和重点。
竖井施工方法有全断面一次开挖法和导井开挖法两种方式，其中传统导井法开挖方式有正井、反井或正反井结合法。
传统导井法施工目前在水利水电工程中应用比较普遍，施工工艺应用得较为纯熟。
人工导井施工方法对井深有一定的限制，深度越深，施工难度越大、安全隐患更多。
反井钻机进行竖井及斜井的导井施工进度快、安全性高、操作简便。
二、工程概况凯亚华水电站建造在印度河的支流凯亚华河上，位于巴基斯坦北部开伯尔—普什图省，临近阿富汗，距离巴基斯坦首都伊斯兰堡310公里。
工程内容包括：坝体工程、引水系统、地下厂房、进场道路的施工、以及液压金结设备和11kv架空线的采购和安装等，装机容量为2 x 64 mw。
本工程压力竖井高度625.89m，开挖洞径φ3.3m。
该工程的主要难点在于竖井开挖，在国内如此深井还没有过，且竖井断面小，只有3.3m，无论采用何种施工方法开挖难度都相当大。
三、施工方案确定3.1反导井开挖法的确定初期考虑的基本施工方法有：a、爬罐法掘进爬罐法掘进是1957年在瑞典研制成功。
爬罐沿导轨上升到工作面，工人在爬罐的钻眼平台上进行作业，爆破时将爬罐下放到下部平巷内。
爬罐用带齿轮的发动机升降，齿轮沿带齿条的导轨移动。
b、深孔分段爆破法用深孔钻机在天井断面内钻凿一组平行泡孔，从上水平装药，自下而上分段（2～5m）爆破。
高度 10m左右时也可一次爆破成井。
一次钻孔分次分段爆破技术在竖井开挖中的应用
统布置 在 右岸 ， 由引水 洞进 水 口、闸门 井、上平 段 、斜洞
段 、下平段 等组成。
闸 门 井 平 台 布 置 在 ２ ８ ９ 高 程 ， 开 挖 断 面 为 二 个 矩 形 ６ ．ｍ 叠 加， 形 似 “ ”字 形 ，外 框 １ｍ × ４７ 凸 １ ．ｍ。 开 挖 面 积
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２０ 第 １ ０ ７年 期
空 面等措施解决 。 经上述各开挖方案 比较。最终 确定采用一次钻孔分 段爆
破导 井法开挖本 闸门井。
ｄ为掏槽孔直径 ，ｄ ．９ ＝０ ０ ｍ。
经 计 算 。 ａ ．６ ＝２ ０ ｍ。 根据计算结果进行的现场爆破试验说 明。爆后石 渣粒径 仍 然 过 大 ， 容 易 挤 死 。 通 过 “－ 碎 胀 系 数 ” （ ｆ 调 整 ａ ｆ ａ ＝ａ）
文 献标识 码 ： Ｂ
文章 编号 ：０ ２—３ １ （０ ７ ０ —０ ２ —０ １０ ０ １２０ ｝１ ０ ９ ３
（ ）开 挖 工 期 仅 ６ ２ ０天 ，时 间较形成 ，且闸门井平 台不 ３
具 备对 外 交通 条 件 ，将 影 响引 水 隧 洞 开 挖 进 度 。
用 于 围岩 稳 定 性 较 好 的 岩 层 ， 开 挖 深 度 ３ ｍ ～ １０ ０ ０ ｍ。 本 工
２ 闸门井开挖存在的主要 问题
（ ）要 保 证 闸 门 井 、 引 水 隧 洞 内施 工 人 员 、 施 工 机 械 及 １
运输等 安全。
程工期紧 ，围岩稳定性差，不适合 吊罐法 施工。爬罐 法利用 爬罐反挖 ，爬罐沿着 钢轨 罐道爬 升，进行 竖井 或斜 洞开 挖， 使用 劳力少 ，速度快 ，适用性强 。但爬罐 法各施工循 环准备 工作繁杂 ，且本 工程井 挖深度 小于 １ ０ ０ｍ，还存 在较 大的 安 全隐患，也不适合爬罐法施工。 （）钻井及反井钻孔导 井法。该 方法工期 短，无安 全 隐 ３ 患，但工 程造 价 高， １４ 断面 导 井 平 均钻 进 造 价 约 ２ ０ ．ｍ ８０ 元／ 米，且所用机具都为大 型钻 机 ，难 以架 设到 无 交通条 件
全断面法施工工艺工法
全断面法施工工艺工法QB/ZTYJGYGF-SD-0101-2011第五工程有限公司李雪峰1 前言1.1工艺工法概况钻爆法是目前国内应用最为广泛的隧道施工方法，其具有适应性强，灵活方便，机械化程度高等优点，其中全断面钻爆法施工掘进速度最快，该方法能够创造大的作业空间，并尽可能地实现了各工序间的平行作业，在长大隧道施工中得到广泛的应用和发展。
1.2工艺原理全断面法施工借助新奥法原理，强调充分发挥岩体（围岩）结构的自承作用，尽量减少对围岩的多次扰动和破坏，借助施工作业平台并配备相应功能的大型机械设备，按照一定设计和规范确定循环进尺，在隧道设计断面轮廓线上和轮廓内部按照设计布置钻孔，利用炸药能量一次性爆破成型进尺内断面，外运碴体，紧跟施工设计的初期支护措施，待掌子面循环掘进超前一定距离，围岩监控量测变形量满足要求判定为稳定状态后，再开始组织仰拱和二次衬砌工序施工，通过各工序沿隧道纵向错开合理安全距离，形成各主要工序平行作业，最终完成整个隧道设计措施。
2 工艺工法特点2.1采用全断面法施工可减少对围岩的扰动，充分发挥围岩的自承作用，利于施工安全的管控。
2.2全断面法施工可一次创造大的作业空间，较分部法施工可减少工序及循环时间，可使各道工序尽可能平行交叉作业，大幅提高施工进度。
2.3全断面法施工机械化程度高，可有效减少劳动力配置，降低作业人员工作强度，提高工作效率，经济效果显著。
2.4全断面法施工一次轮廓成型并及时进行下道工序——初期支护的施工，对初期支护质量和作业安全有利。
2.5全断面法一次掘进开挖量大，应进行严密爆破设计，并在施工过程不断需根据地质围岩情况进行优化调整，减少一次爆破用药，达到光爆效果，减少对围岩扰动，节省成本。
3 适用范围本工艺工法适用于围岩级别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级的铁路、公路、水工隧道（洞），可供类似地质条件的峒室等参考。
4主要引用标准4.1《铁路隧道工程施工安全技术规程》（TB10304)、《铁路隧道工程施工质量验收标准》(TB10417)、《铁路隧道工程施工技术指南》(TZ204)、《铁路工程测量规范》(TB10101)、《铁路混凝土工程施工技术指南》(TZ210)、《公路隧道施工技术规范》（JTG F60）、《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1）、《水工隧洞设计规范》（SL279）、《水工建筑物地下开挖工程施工规范》（SL378）。
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全断面一次成孔分段爆破竖井开挖施工方法浅析摘要：水电站竖井开挖施工难度较大，一直是我国水电建设者们关注和热切探讨的焦点。
我国目前水电站竖井开挖方法有正井人工吊碴开挖法、人工反井溜矿法、人工配合机械的反井吊罐法、反井爬罐法、钻孔反井分段爆破法、反井钻机开挖法等。
同时近年来随着科技的发展以及我国水电建设者们不断的研究、学习，新的施工方法和技术已经开始应用到现在的水电站竖井开挖中。
本文重点从水电站竖井开挖中反井全断面施工技术的应用进行研究，从反井全断面施工技术的优点以及在水电站竖井开挖中应用进行推广。
关键词：竖井开挖；反井全断面施工技术；爆破1.引言水电站竖井开挖施工难度较大，一直是我国水电建设者们关注和热切探讨的焦点。
我国目前水电站竖井开挖方法有正井人工吊碴开挖法、人工反井溜矿法、人工配合机械的反井吊罐法、反井爬罐法、钻孔反井分段爆破法、反井钻机开挖法等。
同时近年来随着科技的发展以及我国水电建设者们不断的研究、学习，新的施工方法和技术已经开始应用到现在的水电站竖井开挖中。
受地形条件限制，湖南涔天河厂房洞群工程中引水发电洞竖井平台距上下方道路距离过远，无法进行反井钻机安装，进行竖井导井钻孔施工，且竖井下部洞室已开挖完成，竖井高度35m，开挖尺寸为6.4×15.4m，经过研究分析，采用竖井全断面一次成孔分段爆破开挖施工方法进行施工。
本工法重点从水电站竖井开挖中反井全断面施工技术的应用进行研究，从反井全断面施工技术的优点以及在水电站竖井开挖中应用进行推广。
2.技术原理在竖井上部平台布置100B潜孔钻机，一次全断面钻孔完成，由下向上分部位分段进行控制爆破，爆破顺序为先进行3.4m导井开挖，然后进行导井扩挖，最后进行竖井周边1.0m范围光面爆破，爆破石渣自重落到引水发电洞闸室，由闸室向外出渣。
这种方法在竖井底部洞室已开挖完成的条件下，较常规竖井开挖使用的反井钻机反导井开挖，由上向下分层扩挖的施工方法有明显的优势，开挖工期短，减少设备投入，节省出渣时间，安全性更加可靠。
3.技术特点优化了反导井施工方法，在不使用反井钻机的情况下，由下向上分段爆破形成导井，再由下向上扩挖，中间过程不进行排险，在上部平台装药，在安全和进度两个方面有显著成效。
分段爆破时，按照具体围岩情况和环境条件进行爆破设计，采用非电导爆雷管、导爆索，孔内孔外分段混合起爆网络，特别延长中间孔与二次扩挖周边孔的起爆时间差，避免单响药量过大造成覆盖层较薄处出现垮塌。
4.方案实施情况4.1 施工工艺流程风、水、电布置和场地平整→测量放线→全断面一次钻孔→导井开挖→导井扩挖→保护层控制爆破→渣料清理。
引水发电洞竖井开挖平面图见图4.1-1，引水发电洞竖井开挖剖面图图4.1-2。
图4.1-1 引水发电洞竖井开挖平面图图4.1-2 引水发电洞竖井开挖剖面图4.1.1 施工前先将风、水、电等辅助至作业面附近，同时将现场施工作业平台进行平整。
4.1.2 根据施工方案及爆破设计，对爆破孔进行测量定位。
4.1.3 采用潜孔钻机按照爆破孔设计进行钻孔，竖井全断面一次钻孔完成。
4.1.4 对3.4m竖井导井进行装药爆破，由下向上一次爆破完成，爆破石渣自重落到引水发电洞闸室，由闸室向外出渣。
4.1.5 预留1m保护层，对竖井导井进行扩挖，由下向上分段爆破完成，爆破石渣自重落到引水发电洞闸室，由闸室向外出渣。
4.1.6 最后进行保护层控制爆破，由下向上一次爆破完成，爆破石渣自重落到引水发电洞闸室，由闸室向外出渣。
4.2 风、水、电布置和场地平整4.2.1 施工用风在EL324公路布置一台20m3移动式空压机，供引水发电洞竖井开挖用风。
4.2.2 施工供水供水池布置于正上方EL324公路附近，砖砌水池，主供水管道采用?75钢管，为方便施工，在竖井口附近再布置一个2m3循环水池。
4.2.3 施工用电电力取自EL324高程平台附近配电室。
4.2.4 施工照明在引水发电洞竖井外采用2盏500瓦卤化物灯照明，竖井内安装36V低压灯，间距分别为5m-10m。
4.2.5 场地平整根据现场查看，直接对竖井平台施工场地进行平整，开挖所需机械设备可在EL300施工平台上方EL324道路上采用汽车吊吊运至施工面，作业人员由EL324至EL300作业平台搭设钢爬梯通行。
4.3 测量放线根据施工方案及爆破设计，对爆破孔进行测量定位。
4.4引水发电洞竖井导井施工方法（1）导井爆破设计1）本次竖井导井开挖采用一次钻孔从下往上分段爆破方法，先形成直径3.4m的导井。
本次竖井导井开挖采用大直径空孔桶形掏槽法，形成圆柱空腔。
以中心孔为圆心，在半径30cm的圆上布5个空炮孔，掏槽孔爆破后形成直径60cm的空腔，以保证后续爆破时有足够的碎胀空间，，按式4.4-1、4.4-2进行崩落孔布孔计算：上二式中a——掏槽孔与空孔的间距，（m）；h——每次掏槽深度，（m）；D——空孔直径，D=0.6m；d——掏槽孔直径，d=0.09m；再通过a‘=al调整a‘值，其中l为碎胀系数，a‘为崩落孔与空孔的实际间距，根据爆破实验经验，当l取值0.33~0.4最优，为保证爆后石渣更容易自落，初步选定l=0.34，得a‘=0.7m。
具体设计为在中心设置掏槽孔1个，0.3m半径设5个空孔，1.0m半径设崩落孔8个，1.7m半径设周边孔11个，掏槽孔、崩落孔、周边孔依次采用Ms5、Ms9、Ms11雷管分段，依次爆破形成导井，导井直径为3.4m，导井爆破孔布置如下图4.4-1所示：2）爆破网络及药量设计中间孔因周边空孔多，直径大，为达到最佳爆破效果，采用满孔装药，周边孔单位用药量参考“水利电力部竖井开挖炸药消耗1984年预算定额”，根据地质情况引水发电洞竖井部位围岩坚固系数f=5～6，选定单位用药量为2kg/m3。
图4.4-1 导井爆破孔布置图为防止爆破深孔一次造孔成型后堵孔，采用孔底塞水泥袋、孔顶堵塞天然砂等措施，使其具有流动性，不宜堵孔，堵塞长度为装药长度的0.7~1.0倍。
渗水或地下水丰富段选用2#乳化炸药，干燥段选用2#岩石硝铵炸药。
爆破采用非电导爆雷管、导爆索，孔内孔外分段混合起爆网络，特别延长中间孔与二次扩挖周边孔的起爆时间差。
单孔起爆点设在底部，靠开挖边坡侧孔号最后起爆。
（2）导井造孔：按工程爆破设计参数进行孔位和孔数的测量放样，采用100B潜孔钻机一次钻到井底，钻孔要求孔口和孔底水平误差小于0.1m。
（3）导井出渣：每次每段爆破后，石渣借自重落在底部平洞中，采用1.6立方米反铲及侧翻装载机配合20t自卸汽车装渣，运至监理指定弃渣场。
4.5引水发电洞竖井扩挖施工方法（1）爆破参数设计根据地质情况确定每层开挖高度为4.0~5.0m，以上述开挖的竖井导井为临空面，按设计的矩形闸门井断面按每层分层高度自下而上分两次进行扩挖，即每层爆破先爆导井两侧三排主爆孔，完成后再进行剩余两排主爆孔爆破，轮廓线边缘采用光面爆破一次成形，主爆孔及周边光爆孔均采用100B潜孔钻钻孔，爆破参数设计如下表4.5-1：表4.5-1 扩挖爆破参数设计（2）装药、联网起爆竖井扩挖爆破方式与上述导井爆破方式相同，周边孔按照光面爆破装药，线装药量为350g/m，主爆破孔单耗为0.62kg/m3。
炮孔统一采用抗水性良好的2#岩石乳化炸药，光面孔采用不耦合间断装药，导爆索联结；崩落孔及爆破孔采用集中装药，毫秒微差塑料导爆管雷管联结，整个爆破网络统一采用导线联结，起爆器起爆。
为防止爆破深孔一次造孔成型后堵孔，采用孔底塞水泥袋、孔顶堵塞天然砂等措施，使其具有流动性，不宜堵孔，堵塞长度为装药长度的0.7~1.0倍。
扩挖爆破一次钻孔布孔图如图4.5-1所示（单位m）：图4.5-1 扩挖爆破一次钻孔布孔图（3）扩挖出渣每次每段爆破后，石渣借自重落在底部平洞中，采用1.6m3反铲及侧翻装载机配合20t自卸汽车装渣，运至监理指定弃渣场。
（4）垂直运输施工所用设备（钻孔）、材料（支护）采用布置在EL275m（引）0+000.0桩号的F0/23B 塔机吊运至EL300竖井施工平台。
施工过程中为保证设备、材料运输安全，专职安全员应每天对塔机进行安全检查，发现问题及时处理。
5.实施效果涔天河水库扩建工程采用了此工法施工，相比较传统的竖井开挖方式—正井法和反井法，由上向下分层扩挖的施工方法有明显的优势，此施工方法缩短了钻孔施工工序循环时间，减少设备投入，爆破石渣自重落到引水发电洞闸室，由闸室向外出渣，节省出渣时间，安全性更加可靠；分段爆破时，按照具体围岩情况和环境条件进行爆破设计，采用非电导爆雷管、导爆索，孔内孔外分段混合起爆网络，特别延长中间孔与二次扩挖周边孔的起爆时间差，避免单响药量较大造成覆盖层较薄处出现垮塌。
该工法不仅节省了人工，避免了繁重的多循环的人工或机械打眼放炮、人工装岩或抓斗抓岩、吊桶出碴等，还大大的缩短了施工工期。
累计节省费用约91.8万元，缩短施工工期约26天。
同时满足工程项目对质量、安全、进度等的要求。
6.结束语竖井在水利水电地下工程中比较常见，常规的开挖方法会因不同的地质环境存在局限性，本工程对反导井开挖的优化方式可适用于多种形式的竖井开挖，大大节省出渣和爆破时间，市场潜力高，有着很好的前景和发展。
参考文献：[1]深井掘进一次成孔分段爆破试验研究/张电吉/武汉化工学院土木工程系/爆破.2002，19（3）；[2]用于非煤矿山的中深孔爆破一次成井方法/河北钢铁集团矿业有限公司/中国专利申请（专利）号：201610042919.6；[3]非煤矿山中深孔爆破一次成井的炮孔布置结构/河北钢铁集团矿业有限公司/中国专利申请（专利）号：201620063232.6；[4]浅谈岩溶地质条件下人工挖孔桩综合成桩施T工技术/曹国清/河北省第四建筑：工程公司/城市建设理论研究（电子版.2012，（15）；[5]永宁河四级水电站调压井工程开挖施I工方案优化/谢和平李本华王伟李鹏/中国水利水电第五工程局有限公司第一分局/四川水利.2012，（4）；[6]大口径超深抗滑桩开挖技术与应用/中国水电基础局有限公司/中国科技成果数据库项目年度编号gkls130417.。