各種導井法施工的比較
2.1 概述

水力發電站為滿足不同條件和對水工結構物功能上的要求，設立地下豎井式閘門井、調壓井和垂直與斜井壓力管道。根據對我國68座不同壩型和不同開發型式的大型水電站的統計，其中有地下豎井、斜井的電站就有28座，占41%，而且每座電站都有數個豎井、斜井。從規模上看，調壓井直徑已達24m以上，井深達90m以上，垂直壓力管道深度已達300m以上。天生橋二級兩段斜井深已達754m，可以說豎井、斜井在水電建設中占有一定的比重。豎井、斜井開挖又是其施工的重要環節，而且由于豎井、斜井施工難度很大，往往是電站建設工期的控制項目之一。為了解決這個難題，水電建設者們克服了諸多困難，不斷地學習、借鑒、研究和應用新的施工方法和技術，推動了我國水電豎井、斜井開挖技術的發展。 從開挖方法和施工設備的發展來看，已從正井人工吊碴開挖發展到人工反井溜碴法、人工配合機械的反井吊罐法、反井爬罐法。而后又發明了勞動強度較低的一次鉆孔反井分段爆破法和反井鉆機開挖方法等。應該說，從正井開挖進入應用重力勢能的反井開挖法，是豎井開挖技術質的飛躍。一次鉆孔分段爆破是一項技術進步，而反井鉆機的應用更使豎井、斜井開挖進入了一個新的階段。

正導井開挖法 上馬嶺電站調壓井開挖和壓力管道上部開挖，采用自上而下的正井開挖方法。天生橋調壓井為了加快施工進展，頂部也采用上部吊碴方法。永定河上馬嶺電站壓力管道傾角33°11†26.5‡，開挖直徑6.6m，全長179m，開始從上彎段向下開挖，施工十分困難，進展很慢，后來在中間增開一條“七、一”支洞，開始從下而上的反井開挖，初步解決了出碴問題。

 

反導井開挖法  云南大朝山電站尾水設4個閘門井，開挖斷面為12×16m，閘門井高45m，都是采用2×3 m斷面開挖反導井，采用人工搭設腳手架平臺進施工反井施工，施工中配置2臺手風鉆，47天向上開挖導井45m，平均日進尺0.96m，最高日進尺2.5m。  云峰四條壓力管道，傾角45°，開挖直徑6.3m，鋼襯后直徑5.3m，斜長74.37m。斜井采用上導坑反井溜碴法開挖，導井寬3m，每排炮鉆孔19個，孔深1.6m，進尺1.4m。這種開挖方法通風條件較差，由于傾角較小，溜碴比較困難。  

反井爬罐導井開挖法  十三陵抽水蓄能電站豎井深54m，應用反井爬罐法開挖導井，采用由葛州壩工程局設計制造的PCD-4型電動爬罐。主罐由罐籠、操作平臺和傳動裝置組成，輔助設備由軌道、安全裝置和風水電系統組成。2臺手風鉆，22天向上開挖導井54m，平均日進尺2.45m，最高日進尺4m。  廣蓄電站壓力管道斜井，上斜井長406.22m，下斜井長347.45m。開挖直徑9.7m，傾角50°。斜井開挖采用正、反井結合方法施工，先開挖2.4×2m下導井（底拱），采用上、下對口四個工作面同時開挖。上部向下開挖提升出碴，下部向上用阿立馬克STH-500型（柴油）和STH-588型（電動）爬罐。上斜井導井用127天完成，最高月進尺90m；下斜井導井用125天完成，月進尺77m。上斜井下口工作面平均日進尺2.595m，下斜井下口平均日進尺1.974m。  天生橋電站壓力管道，長159.5m（總計178.3m）。大井直徑.7m，豎井導井用阿立馬克爬罐開挖，斷面2.5m×2.5m，每個循環進尺1～1.5m，平均月進尺55m，最高月進尺80m。  2.5 反井吊罐導井開挖法  

反井吊罐開挖導井，是從冶金系統引進到水電六局的，而后在一些水電站施工中推廣應用。 

  7  漁子溪埋藏式豎井壓力管道，總長295.21m，其中豎井為272.2m，開挖直徑5.2m，鋼襯直徑3.4m，內水壓力.92MPa。開挖采用紅旗300型鉆機鉆設φ100mm中心孔，最高班進尺3m，實際偏差為15～40cm。豎井分三段開挖，每段約90m，反井吊罐法開挖導井，導井斷面為3.24m2。折疊式吊罐重400kg，載重600kg，折疊尺寸為900mm×900mm×1250mm，展開尺寸為1760mm×1460×2100mm。鉆爆人員4人，采用01-43和01-45型鉆機，混合式通風方式。導井開挖平均日進尺2.88m，中心孔上部用華1型游動卷揚機牽引。  

一次鉆孔反井分段爆破開挖法  三門峽改建工程排沙洞1號工作閘門井，深51m。采用一次鉆孔、自下而上分段爆破的方法開挖導井，導井斷面1.8m×1.8m，實際開挖成2.25m×1.93m。使用KA-2M-300型鉆機，鉆φ150mm中心孔，爆破孔φ110～120mm，鉆機偏差小于1.7‟。開挖布置6個孔，后來增加至10個孔，裝藥8.5～12kg/孔，崩落孔7～11kg/孔，周邊孔8～12kg/孔。巖石豎固系數為8～12?？讖?20mm，藥卷直徑105mm（內徑95mm），采用毫秒爆破，并串并聯法。放炮有效天數10.33天，最高班進尺4.28m，最高日循環4次，進尺8.19m，平均日進尺4.6m。如果把鉆孔和準備工作時間包括在內，則日平均進尺僅為0.807m。  天生橋二級調壓井，φ24m，深90m以上，采用一次鉆孔，分段自下而上爆破法開挖導井，導井φ2.4m，共鉆7個孔，中間一個大孔，垂直偏差小于1%。每次進尺1m，月進尺20m。  

反井鉆機導井開挖法  北京十三陵抽水蓄能電站出線豎井和黃河小浪底導流洞φ200cm通風豎井，導井開挖都使用由中國煤炭總公司建井研究所研制的LM-200型反井鉆機，全液壓驅動，中心孔上部主機重10t，可鉆鉆孔傾角60°～90°，鉆深孔度可達150～200m，鉆孔順序為：先鉆φ21.6cm的導孔，再擴φ140cm導井。  十三陵出線豎井高161m，導孔每小時進尺2.12m，φ141cm擴孔每小時進尺1.11m，20個班完成161m，每班完成8.05m，偏差20cm，偏差率1.18‟。  小浪底通風豎井，深61.5m，巖石飽和抗壓強度40～60MPa。φ21.6cm導

 8  孔鉆進每小時進尺3.2m，φ141cm導井擴孔每小時進遲0.82m，φ200cm擴孔成井每小時進尺0.69m，綜合日進尺8.3m，折合月進尺211m。孔斜達1.14%，超過設計要求的0.14%。每班3～4人工作。  在煤炭系統中，導孔鉆孔每小時進尺1.25～3.8m，φ141cm擴孔每小時進尺0.73～1.5m，月進尺150m。  

各種豎井導井開挖方法指標比較  將各種豎井導井開挖方法的有關技術指標列入表2-1

 說明：（1）十三陵φ21.6cm導孔，進尺2.12m/h，偏差率1.18%； （2）小浪底φ21.6cm，導孔進尺3.2m/h，偏差率1.14%，φ140cm擴孔，進尺0.82m/h，綜合日進尺16m。