潘柳春
百色市水利电力建筑工程处
摘要：工程施工过程中受地形和地质条件限制明显，不良地质条件下施工工艺的合理选择是确保建筑工程可以安全进行的重要保障。竖井开挖的边坡设计较陡，科学设计支护施工工艺确保施工安全和边坡稳定性是确定施工方案首先要考虑的因素。本文通过简析不良地质条件下施工工艺的选择，分析不良地质条件下竖井开挖和支护的施工工艺，期望为后期不良地质条件下工程施工工艺的合理选择提供帮助，以不断提高不良地质条件下的施工质量和安全。
关键词：不良地质条件；竖井开挖；支护施工工艺
1、不良地质条件下施工工艺的选择
不良地质条件是指在地球外动力作用为主引起的对工程建设有不良影响的动力地质现象，如塌方、滑坡、渗透变形等。在不良地质条件下经常被采用的是竖井开挖，竖井是指在土质整体稳定性较差的条件下，挖掘土方过程中采用从上往下的施工工艺，先开挖导井，后扩挖至设计断面，以满足工程施工的需要。
2、竖井开挖的施工程序
2.1施工前期准备阶段
不良地质条件施工要根据施工现场的实际情况合理选择施工技术和工艺，在选择竖井开挖的过程中，首先要做好施工场地表面的清理工作，然后完成相应的开挖支护工作，并且对其末端进行必要的扩大处理，以满足各种机械设备的运输要求；其次，做好上下井口附近的引水调压连接洞的支护工作，通过建立一层找平混凝土，能够确保调压洞末端扩大段底板的平整度和压实度；最后，做好调压隧洞的排水工作，确保各路管线都接到竖井上井口30米附近，并且供电、供水、排风等施工动力系统可以正常运转，从而为后期的施工工程做好准备。
2.2测量放样
采用先进的测量仪器和科学的测量控制手段，选用专业素质较高的测量人员做好竖井中心线、钻孔孔位等相关的测量工作，提高其精度；及时进行开挖断面的测绘工作，每循环都要进行测量放样，并对上循环开挖断面进行规格检查，以便能在第一时间发现问题做出整改，确保钻孔角度和开挖尺寸能够满足预期的设计要求；在竖井上方安装激光准直仪联合重锤准确控制竖井开挖的中心偏差，测量开挖轮廓线，及时对欠挖部位进行相关处理，当开挖深度达到一定程度时要每隔20米放置桩号标志；在不良地质条件，尤其是断层或者破碎区域要加大测斜次数，保证测量的频次和稳定钻杆连接基本一致，要及时根据不同的测量结果来科学、合理地调整钻进参数，并做好钻进记录。
2.3反井钻机安装过程
严格按照工程施工技术规范做好前期清理工作之后，要在井口中心浇筑混凝土基础，并预埋固定基座的螺栓，当混凝土达到一定强度之后，再安装反井钻机和其他设施设备。在安装反井钻机过程中尤其要做好机座调平处理，如果出现机座不平等情况，可采用厚薄不一的钢垫片对其进行反复插垫来调平，严格控制其误差在1%以内，以确保导孔钻进的精度水平。
2.4导孔施工
反孔钻机安装调试完成之后，遵循从上到下的原则，配合使用扶杆器和稳定器扶住钻杆的同时保证钻孔的精度，并且要把握好两个稳定器之间的距离尺寸。当钻孔深度达到50米时要采用液压减压钻进系统和设备，通过加大减压压力，保证钻头的轴压在稳定范围内，尤其是遇到断层或者强渗水地带要减缓钻进压力，一旦导孔偏差过大可以通过灌浆封填凝固之后再重新钻进的办法来进行纠偏处理，直到贯穿连接洞顶拱，以此有效控制钻孔偏斜。在导孔过程中要及时清除堆积在孔口附近的废渣，当导孔钻进一定深度之后，可以改用泥浆进行排渣处理，避免出现卡钻现象而引发反渣埋钻事故，保证排渣畅通。
2.5导井施工
导孔钻通之后，将扩孔刀头提至欲扩岩面，采用小轴压、低转速以及间断推进的方式，直至岩面全部刮平，遇到基底混凝土刀具无法正常进行扩挖时，可采用爆破法挖除；循环爆破结束之后，要采用反铲吊入井内对其进行扒渣作业，采用侧卸装载机挖装石渣，然后用自卸汽车运输到洞外渣场进行统一堆放处理。
2.6竖井扩挖
为防止洞室坍塌，在进行不良地质条件的开挖过程中要按照先超期支护、后短进尺开挖以及一掘一支护的原则，采用1到1.5米的短循环扩挖法，并及时对其进行挂网或者增加钢隔栅的方式来加强支护，以减少对周边岩石的干扰。扩挖以导井为中心，采用钻爆法分层实施爆破处理，尤其是在不良地质条件下遇到大块石块堵塞导井时，要采用小药量爆破，严格按照爆破工程施工要求和预计爆破效果不断优化爆破参数，降低对竖井周边岩石稳定性的影响，避免出现塌方现象；在扒渣之外的整个扩挖阶段要盖上网格状井盖在进行施工操作。
2.7锁口及系统安装
当竖井扩挖达到一定深度后，要暂停竖井扩挖施工，通过在井口浇筑一圈大约2.4米高、0.45米厚的钢筋混凝土对其进行锁口处理，避免周边岩石滑落或者出现雨水倒灌现象而对井内施工作业产生较大的安全隐患，并建立一圈1.5米左右高度的防护栏杆，避免出现安全事故。施工设施设备和材料的上下竖井提升系统需要在反井钻机拆除之后再进行安装，扩挖期间可以使用集装箱，在等待锁口混凝土凝固期间可采用有轨电梯或爬梯等设备进行其他施工操作，但要有专业人员负责定期维护和检查提升机具，以确保操作人员使用过程中的安全。
3、不良地质条件下竖井开挖支护施工工艺
竖井开挖过程中每层支护施工都要在扩挖后的井内进行操作，主要包括超前支护和开挖后支护两种。清理完成开挖面的浮石、石渣或其他堆积物时，可以采用高压风水冲洗受喷面，并利用混凝土喷射机对竖井开挖面做初始混凝土支护；竖井扩挖前要布置超前固结小导管，并对其做好灌浆处理，使其扩散到整个导管周边的岩层；开挖后支护主要是在拱架和锚杆施工完成后，立即喷射混凝与对其进行回填，避免出现塌孔；利用设施设备进行竖井深度挖掘过程中，遇到较大的裂缝、断层或者渗水问题时，要及时采用灌浆处理，合理使用混凝土，对竖井墙面进行防水、加固处理，以确保井内结构稳固；在竖井扩挖阶段全部采用全注浆非胀壳式锚杆，按照先注浆后插杆的施工程序进行操作。
4、竖井开挖应注意的事项
在实际的工程施工过程中，为有效落实绿色可持续发展理念以及安全生产施工的原则，要充分考察施工现场的土质特点、气候条件等自然因素。对于存在土质疏松等不良地质条件进行施工过程中，要明确每个钻洞口的位置，加强竖井排水的引排，做好前期设计工作，然后综合考虑各种因素之后采取合适的支护技术来有效改善地质状况，增加周边地质的稳定性，以保证施工工序的顺利进行。
支护作业需要严格按照工程施工的有关规定，明确钻孔、锚孔固定、注浆工艺等操作流程，如锚杆要采用气腿钻造孔，钢纤维混凝土要沿着井壁进行垂直输送，并且间隔30米就要设置混凝土缓降器；重视培养施工人员的安全意识，禁止在施工现场随意堆放土方，并且相关质量检验部门要定期对支护作业进行全面、细致的质量检测，一旦发现支护变形等问题要及时通知所有人员和设施设备的撤离，以此确保工程施工的安全。
5、总结
在不良地质条件下采用竖井开挖技术能够有效降低施工成本，缩短施工工期，虽然当前竖井扩挖的设施设备不断完善以及施工技术和工艺不断成熟，但是不良地质条件下的竖井开挖工程依旧具有较大难度。因此，针对不良地质条件时，要加强地质勘探工作，重视施工技术和支护工艺的合理选择，加大设施设备和支护工艺的维护和保养力度，才能不断提高工程施工的质量安全。
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