地下工程

600m級高壓豎井施工關鍵技術

楊元紅

（中國水利水電第十四工程局有限公司）

關鍵詞：600m級　高壓豎井　施工關鍵技術

1 概述

厄瓜多爾科卡科多辛克雷水電站（以下簡稱“CCS水電站”）為引水式電站，總裝機容量1500MW，安裝8臺水輪發電機組，年發電量88億kW·h。主要由首部樞紐、輸水隧洞、調蓄水庫、地下引水發電系統等四個部分組成。

CCS水電站共布置有兩條壓力管道系統，采用一拖四、“T”形分岔的供水方式。壓力管道系統由進水口、上平洞、豎井、下平洞、鋼管主管、岔管、支管組成。上平洞呈八字形布置，豎井及下平洞平行布置，中心間距80.15m，壓力管道最大靜水頭617.50m。

豎井由上彎段、垂直段及下彎段組成；上、下彎段轉彎半徑30m，長47.12m；1#豎井垂直段長478.855m，2#豎井垂直段長476.195m。采用反井法施工的最大垂直開挖高度527m（含上下彎段）。斷面均為圓形，最大開挖洞徑為8.0m。

壓力管道的施工布置見圖1。

根據勘測資料，豎井段Ⅱ類圍巖長度為443m，占全豎井段的82%；Ⅲ類圍巖長度為61m，占全豎井段的11%；Ⅴ類圍巖長度為40m，占全豎井段的7%。

2 方案的比選

2.1 設計方案的優化

該項目為EPC國際承包項目，概念設計由意大利ELC公司提供。由于是國際EPC項目，概念設計的深度只達到國內的預可研設計階段，所以設計較為簡單，地質勘探工作也不夠深入，整個壓力管道上平段加豎井只鉆取了5個勘探孔，且勘探孔深度只有200m左右，不能代表豎井的地質情況。原概念設計上平洞為3%的順坡且較短，下平洞為6%的順坡且較長，兩條豎井位置相距較近。在基本設計階段將豎井向下游移800m，且兩條豎井的井間距離變長，同時將上平洞的順坡坡度調成6%，將下平洞的順坡坡度調成3%。這樣調整的好處有以下幾方面：

（1）上平洞為低壓管道，下平洞為高壓管道，加長低壓管道，縮短高壓管道，因為高壓管道的造價高于低壓管道的造價，這樣調整有利于降低工程總造價。同時，在運行期間，較少的高壓管道有利于運行的安全。另外，從施工的角度來講，下平洞到豎井下口這個工作面往往是電站的關鍵線路，減少高壓下平洞的長度，可以提前進入豎井內進行施工，從工期上看可為總工期目標的實現贏得寶貴的時間。

（2）由于兩條上平洞段呈八字形布置，豎井往下游移800m后，兩條豎井的井間距離將加長，有利于豎井施工及運行期間的安全。

（3）將上平洞段和下平洞段的設計坡度改變，有利于施工期間的安全。當然，如上、下平段的坡度都能保證在1%以內，施工期間的安全更有保障，但這樣的布置會增加豎井的深度，所以在平洞段能克服自身安全風險的情況下，豎井的深度越小越好。將上平洞坡度由3%調成6%的順坡，由于開挖階段是從上游往下游施工，這樣，開挖階段風險最高的出渣工序為重車上坡，可控制車速。而將下平洞坡度由6%調成3%的順坡，由于開挖階段下平洞段是從下游往上游施工，這樣，開挖階段風險最高的出渣工序為重車下坡，坡度調小了，有利于長下坡洞段的施工安全。

2.2 施工方案的選擇

受地形條件限制，豎井無法在中部設置施工支洞，只能整井一次施工。在施工方案比選階段，選擇了正井傘鉆法施工、正井TBM法施工及反井鉆機法施工。

正井傘鉆法施工為國內礦山豎井施工的常用方法。該方法每開挖一個循環，就用混凝土襯砌一個循環，施工安全性高，成井速度快，但該方法成井的井壁混凝土施工縫太多，作為水工高壓隧洞，不利于運行，且豎井需要的提升系統的空間較大。傘鉆法比較適合地面井的施工，如施工地下盲井，上井口的擴挖平臺太大，將來的混凝土回填量也大，經濟指標不優。

正井TBM法施工主要在國外抽水蓄能電站的豎井運用較多，可以大大減少人工投入，但在地下水較多時豎井施工較為困難，且施工豎井井深大都在200m左右。

反井鉆機法施工目前主要用于200m級的水工豎井或斜井，個別工程也應用到300m級的豎井或斜井施工，但在600m的高壓豎井中施工應用，在國內外均尚屬首次。在方案形成階段，根據200m級反井鉆機的成熟施工技術，再結合本工程的地質情況及水文特點，合理地選擇反井鉆機的型號及施工方法。同時，混凝土施工階段也結合深豎井的特點，采用與傳統施工有別的適合600m級豎井的滑框翻模的混凝土襯砌施工方案。

3 主要施工方案

3.1 導井開挖

600m級導井施工和200m級豎井的導井施工方案有很大差異性，200m導井可采用國內成熟的LM-200型反井鉆機，施工方案也較為成熟。而600m級豎井的導井施工就較為復雜，從施工設備到施工工藝都有其自身的特點。

開挖方案選用了水電站常用反導井法先打溜渣井、人工正井鉆爆擴挖成型。溜渣井采用RHINO1088型反井鉆機，先打直徑為280mm導孔，然后反擴成直徑2100mm的溜渣井。

從鉆孔方法來看，600m級導井和200m級導井的反井鉆機施工方法基本是一樣的，在上井口架設鉆機向下打先導孔，導孔貫通后在下井口更換成擴孔刀盤，然后反擴成井。

3.1.1 超深豎井反井鉆機施工防偏技術

鉆孔精度與鉆桿的剛度、巖石的均勻性、鉆孔速度以及穩定鉆桿安放等相關，巖石鉆機不能在孔內進行糾偏，所以鉆機的架設精度、穩定鉆桿擺度及鉆孔過程控制極為重要。

鉆機的架設精度可人為控制，一方面要確保鉆機基礎牢靠，另一方面鉆進過程中要做到不移位變形，開孔角度校準其精度滿足要求即可。

（1）穩定鉆桿安放。本工程導孔直徑為279mm，反井鉆機鉆桿分為普通鉆桿和穩定鉆桿兩種，普通鉆桿直徑254mm，穩定鉆桿直徑279mm。作為幾百米深的超深孔，鉆機鉆桿的剛度不可能設計達到沒有撓度或者說受外界影響不變形的程度，幾百米鉆桿連成整體如果沒有外界約束，其剛度較小，因此穩定鉆桿的擺放位置及數量至關重要。所謂穩定鉆桿，即該鉆桿能使鉆孔平穩，其直徑與鉆頭一樣大，而普通鉆桿與鉆頭直徑存在差值，鉆孔過程中會有晃動，鉆進方法不易掌控，由于受排渣制約，鉆桿直徑越大，排渣空間就越小，排渣不暢鉆孔工效低、極易造成卡鉆、埋鉆，所以并非穩定鉆桿越多越好。根據延長線理論，即鉆頭向下鉆進延伸時，只需鉆頭后部有一段孔是直的，穩定鉆桿受孔壁約束，理論上鉆頭向前伸也不會產生偏差。基于這一理論，本工程安放6~7根約10m長穩定鉆桿即可，從實際施工情況來看，效果是比較理想的。

（2）導孔鉆進過程控制。低壓慢速開孔非常重要，鉆機角度校準后，讓鉆頭在不受推力情況下開孔最好。正常鉆進過程中，必須合理控制鉆進速度，即要達到鉆機施加的推力剛好達到鉆頭破碎巖石所需，而不額外施壓增加鉆桿撓度。否則，如遇不良地質帶，孔徑會變大，更易跑偏，如遇巖石軟硬不均勻地帶，鉆頭會偏向軟巖位置。本工程中導孔鉆進控制參數見表1。

3.1.2 復雜地質條件反井鉆機鉆進技術

復雜地質條件下反井鉆機鉆進技術主要是預防導孔鉆進期間卡桿埋鉆技術及反擴期間滾刀及刀盤保護技術。導孔鉆進期間判斷是否會發生卡桿埋鉆的主要根據是孔內出渣量是否正常及鉆進參數扭矩反應值；反擴期間對滾刀及刀盤的保護至關重要，一方面超深豎井更換滾刀費工費時，另一方面風險也很大，在淺井也發生過刀盤在更換滾刀下放過程中被卡住的實例，還存在遇不良地質帶，掌子面塌方，卡住刀盤，上、下不能動彈，導致全井作廢的風險。

施工期間不良地質段導孔鉆進主要采用降低推進壓力來控制鉆進速度，以防止導孔跑偏。每根鉆桿換桿時必須洗孔干凈，以防止卡桿埋鉆。鉆孔的同時必須記錄每根鉆桿實際出渣量，并比對實際出渣量與理論出渣量：如果實際出渣量比理論出渣量大，說明孔內出現塌孔，根據出渣量來判斷是否需處理，如果量小洗孔時間短則不需處理，否則需采用灌漿等方式護壁后方可繼續鉆進；如實際出渣量比理論量小，說明渣量不能正常排出，此時扭矩應該增大，如果多根桿連續出現此情況，必須查明原因并采取相應措施使導孔內能正常排渣方可繼續鉆進——排除水泵設備故障外，一般情況是孔壁出現坍塌形成空腔，在該部位斷面加大，水流速不夠，攜沙能力不足，此時必須護壁處理后方可繼續鉆孔。

反擴時刀盤上安裝有多把滾刀，本工程中2.1m導井刀盤布置有12把滾刀，每把滾刀最大承受力為270kN，在中、硬巖地區鉆進，需要的拉力都在1000kN以上，如果掌子面遇巖石破碎，巖面不平，極易形成只有少數滾刀受力，極端情況是只有一把滾刀受力，如果不及時調整拉力，很容易就把滾刀損壞。另一種情況是掌子面異常破碎，如果用力過大，大量巖塊掉落在刀盤上，極易卡住刀盤，上下不能動彈，無法轉動，如遇這種情況，施加大力轉動則會造成反轉甚至脫落，即使脫困也會造成換桿困難。所以反擴施工前必須根據地勘資料、反井鉆導孔施工參數、孔內返渣及孔內地質攝像等地質信息，確定不良地質段分布情況。穿越不良地質帶，其明顯特征是鉆機異常抖動，操著人員必須根據實際情況調整各項鉆進參數，基本原則是平穩鉆進，通過調整鉆進壓力、轉速等參數來控制。擴孔鉆進控制參數見表2。

復雜地質條件下實施超深豎井鉆進，探明孔內地質情況十分必要，一般的地勘資料也是對山體巖層整體性的描述，有著指導意義。反井鉆機導孔施工期間，各項施工參數的記錄及孔內返渣情況分析比對非常重要。從本工程實際開挖揭露巖石來看，根據導孔推進壓力大小和扭矩變化來判斷井下巖石強度和巖石完整性的方法是可靠的。

本工程中采用了JL-IDOI(B)智能鉆孔全景成像儀對孔內地質狀況作進一步確認判斷。該儀器自動化程度較高，對節理裂隙用配套軟件可分析識別，也可在現場通過視頻直觀判斷，并可保存全孔攝像圖片資料。當然，由于該設備需將鉆桿全部從孔內取出后才能實施，費工費時，所以只能作為一種井下地質情況判別的輔助手段。

3.1.3 復雜地質條件下超深豎井灌漿技術

在鉆進過程中，鉆桿遇到斷層、裂隙、溶溝、溶槽或軟弱夾層等不良地質段時，導孔會發生偏斜，容易導致導孔偏離原設計軸線，甚至會出現突然塌孔、無法返水返渣情況，致使孔內巖渣沉淀而堵塞，鉆進無法繼續，嚴重時會導致卡鉆、埋鉆等后果。遇到因地質情況而無法繼續導孔鉆進時，通常要進行灌漿處理，直到返水返渣恢復正常后方可繼續鉆進。

從實際施工情況看，采用孔底返漿、拔管法灌漿方法作為導孔護壁是可行的，效果也比較顯著。

3.2 豎井擴挖

豎井擴挖采用人工手風鉆自上而下進行鉆孔裝藥爆破，人工扒渣至溜渣導井，下平洞出渣。支護隨開挖進行。豎井開挖支護見圖2。

豎井采用2.1m導井作為溜渣井，采用人工手風鉆造孔，利用溜渣井作為臨空面，人工裝藥爆破，自上而下進行擴挖，周邊光爆。為便于扒渣，在豎井范圍內形成向溜渣井方向稍傾斜的鍋底形掌子面，這樣45%～55%的渣在爆破后自然入井，減少了扒渣量。

豎井噴錨支護隨開挖進行施工，初噴隨開挖及時跟進，掛網和復噴，Ⅲ類圍巖滯后開挖掌子面約5m，Ⅳ類圍巖每開挖一個循環，支護一個循環。錨桿鉆孔施工在開挖掌子面進行，爆破鉆孔完成后，緊接著把錨桿孔打完。錨桿全部為錨固劑錨桿，采用手風鉆造孔，采用錨固劑注漿設備將錨固劑送入錨桿孔，人工安裝錨桿，安裝錨桿在吊盤上進行。

根據統計，擴大開挖平均排炮進尺2.7m，平均月進尺73m。

4 深豎井滲水、涌水處理技術

由于豎井較深，穿越不同地層，豎井導孔打通后，經過水量測量，滲水量較大，流量達80～152.6L/s。經過長期觀察和檢測，豎井地下水補給主要為兩部分——地表補給和承壓水補給，以地表補給為主。工程所處區域為長年多雨地區，地表補給的滲水量受季節變化影響較小，豎井內長期存在較大滲水量。豎井滲水及涌水主要采取以下方式處理：

(1)排水孔。當洞內有大面積滲漏水時，宜采用鉆孔將水匯流引入排水管內。對于巖面裂隙發育、滲水面積較大的區域，通過打排水孔，把分散的裂隙滲水集中從排水孔中用軟式透水管或膠管接引到排水主管內。排水孔直徑40～50mm，入巖深度3.0m，間距2～3m。

(2)盲溝系統。滲水量不大、分布較散時，布置盲溝系統進行引排，在巖壁上環向和垂直方向埋設截流盲溝，把水從盲溝匯集引排至下平洞。截流盲溝采用膠管、軟式透水管或塑料盲溝等，截面尺寸根據滲水面積和滲水量適當選取，環向盲溝和垂直盲溝間距3.0～5.0m。排水盲溝在噴混凝土前，用卡箍和錨釘固定于井壁上，安裝時應貼緊巖面。

(3)涌水引排。當涌水較集中時，可采取擴大涌水口，擴成外小內大。在擴大位置埋鋼管引排，在鋼管上安裝閘閥，鋼管四周用土工布和錨固劑封堵，直到涌水全部從管內引出。然后在擴大位置澆筑混凝土或噴射混凝土，混凝土內可設置一層鋼筋網。引排管采用膠管，沿井壁垂直布置兩根膠管，主要用于引排集口涌水。管徑根據水量可自上而下逐漸增大，選用50～120mm。為防止管內產生負壓，沿管線一定距離設補氣管。補氣管進口需妥善保護，防止堵塞。

5 深豎井混凝土施工技術

5.1 混凝土輸送方式

引水豎井混凝土輸送方式為溜管垂直運輸，采用高流動混凝土及設置溜管緩降器等手段。垂直運輸方式對混凝土性能要求特別高，需保證混凝土強度的同時，還保證混凝土有良好的輸送性能和適宜的凝結時間，因此需從混凝土配合比方面解決骨料分離、溜管堵管等技術問題。

5.2 混凝土配合比設計

豎井混凝土強度等級隨深度逐步升高。下彎段高程629.94~865.00m為C50混凝土，高程865.00~990.00m為C40混凝土，高程990.00m至上彎段高程1138.89m為C32混凝土。

混凝土入倉方式為溜管。為了方便澆筑，選用一級配高流態（擴展度400~600mm）混凝土。豎井下部的C50混凝土垂直輸送距離達到460m，由于混凝土強度高、膠材用量較大，正常拌制出來的混凝土均比較黏稠，很難進行長距離輸送；隨著混凝土澆筑逐步上升，配合比設計的擴展度也逐漸減小，到豎井混凝土澆筑最后100m啟用C32二級配混凝土（擴展度200~240mm）。為了克服這些問題，試驗室通過對外加劑和用水量之間的關系進行多次試拌，找出滿足施工流動性對應的外加劑最優摻量和最佳用水量，C50、C40、C32混凝土的水灰比分別為0.34、0.40、0.46，用水量均為175kg/m³。原設計中無混凝土含氣量要求，但是為了達到很好的輸送效果，配合比中加入一定量的引氣劑來改善混凝土的流動性能。根據不同強度的混凝土等級引氣劑的摻量控制在0.1~0.3kg/m³，混凝土的含氣量控制在3.0%~5.0%。

從生產性試驗來看，整個輸送過程大約為3min到達倉面位置，混凝土通過500m豎井垂直運輸后混凝土整體容重和骨料均勻性均未發生較大變化；但是擴展度、含氣量損失較為嚴重，混凝土溫度上升2℃左右；經過垂直運輸后混凝土強度有一定差異，但均在允許偏差范圍之內。總體來說，該豎井混凝土配合比在經過500m豎井垂直運輸之后仍表現為均勻性良好、和易性良好，滿足混凝土施工性能及質量要求。

5.3 滑模的選擇

600m級豎井通過采用常規滑模，雖然具有施工速度快、模板用量少、混凝土表面外觀成型好等優點，但是滑模工藝要求嚴格，尤其滑模時間和滑升速度要求較高，滑模過早、過快會造成混凝土裂縫、鋼筋與混凝土握裹力下降等質量危害，過遲會造成粘模、滑升困難、混凝土損害等危害。受早強水泥和豎井滲水的影響，要想確定最佳滑模時間非常困難，混凝土的配合比、過程中原材料質量、入模坍落度、和易性，甚至氣溫等自然條件都會對滑模滑升時間造成影響，其技術含量高，對施工人員的技術水平和施工經驗要求較高。另外，滑模施工要求多工種協同工作和強制性連續作業，任何一環脫節都會影響全盤，施工組織管理復雜。600m級豎井采取常規的滑模，不能較好地滿足施工要求，因為與豎井的深度密切相關。本工程豎井前期也采用常規滑模澆筑了6m的一段，但效果不理想，經多方案對比，最終選擇在常規滑模基礎上改進的滑框翻模工藝。豎井直段混凝土采用自爬式滑框翻模進行施工。滑框翻模技術是在滑模的基礎上進一步發展而成的，利用滑模的提升架與模板分開運行，各自獨立運行，滑升的是提升架，模板體型依靠混凝土的側壓力貼合在提升架的滑桿上，由人工自下而上逐層翻轉到上面，循環使用。

滑框翻模主要由模板、圍圈、輻射梁、分料平臺、提升架、爬桿、千斤頂、抹面平臺、液壓系統等組成，見圖3。

（1）模板采用定型組合小鋼模，單塊模板高30cm，固定于上下圍圈上成整體，模板總高度為240cm。

（2）采用12臺QYD-60液壓千斤頂，行程為3cm。千斤頂采用液壓爬桿式，爬桿采用鋼管，千斤頂固定于提升架上，提升架與模板圍圈相連。爬桿為φ48鋼管，支撐高度0.7～1m，爬桿埋入混凝土中。QYD-60千斤頂每臺額定起升能力6t，以其一半計算，12臺共可提升36t。

（3）上部分料平臺用于材料堆存及下面施工人員的安全防范。

（4）抹面平臺用于模板拆除、缺陷修補、抹面，并在平臺周邊布置一道灑水管，對混凝土進行不間斷灑水養護。

（5）液壓裝置由控制臺、針形閥、高壓膠管、千斤頂、限位調平器等組成。

5.4 混凝土澆筑

(1)混凝土溜管。混凝土溜管采用φ219×7mm的鋼管制作，每根3.0m長，用法蘭盤連接。每根溜管采用一組φ25的錨桿固定在井壁上，并每隔一定距離安裝一個背管式緩降器。緩降器常規每隔12~18m高度設置一個。在工作面有四處緩降器為連續兩個安裝在一起。在溜管出口設置一輕型緩降器，方便拆裝。

溜管安裝總長度484m，采用兩根φ28的鋼絲繩懸吊，作為安全保障。懸吊鋼絲繩每隔30~50m設置一個錨固點。

根據現場實際情況，溜管沒有發現磨通且磨損大的現象，但緩降器有個別磨損嚴重。通過檢查分析拆下來的溜管及緩降器，一級配混凝土對溜管及緩降器的磨損相當小，緩降器破損的地方主要是緩降器安裝垂直度不夠使混凝土里的粗骨料直接沖擊在管壁上所致。

（2）混凝土澆筑及脫模。混凝土入倉采用滑模上設置的旋轉短溜槽布料。混凝土每次下料起點位置固定，并固定從統一方向旋轉，每層鋪料以單塊模板高度為準（30cm），鋪料厚度均勻，并盡量保持水平，便于此塊模板脫模時其范圍內的混凝土均已初凝。

振搗采用插入式振搗器進行，振搗跟隨下料順序進行，邊下料邊振搗，避免漏振。

翻模混凝土脫模時間8~9h。脫模前，先檢查脫模范圍的混凝土凝固情況，確定具備脫模條件后，盡快完成一環模板的拆除。拆模時，根據下料起點及下料順序，從下料起點開始拆模，并按下料順序，依次拆除。

模板拆下后，及時進行清理和刷油，同時抹面工及時進行抹面和錯臺處理。混凝土養護采用涂刷水溶性養護劑為主、灑水養護為鋪的方式進行。

1#豎井正常澆筑歷時98d，爬升速度平均每天4.67m，最高每天6.3m。

(3)影響混凝土澆筑的因素。在保證混凝土質量的情況下，影響豎井混凝土澆筑最重要的因素就是混凝土和易性和流動性能。從整個豎井強度和澆筑合計性能的變化可以看出，隨著井深的不斷變化，混凝土流動性隨深度逐漸在變化，在井深為500m時混凝土擴展度達620mm就能滿足溜管垂直輸送的要求，在井深達300m時只需550mm左右的擴展度就能滿足輸送要求，在小于200m時500mm的擴展度即能滿足施工要求，余下100m以后的豎井即可采用常規的施工方法和常規混凝土性能輸送。

6 深豎井高壓固結灌漿施工技術

（1）600m級豎井固結灌漿由于地下水位較高，灌漿施工宜由井口向井底逐單元推進，單元內由低到高灌漿。

（2）灌漿段長度不超過5m的孔全孔一次鉆孔灌漿。孔深入巖為6.0m的孔段采取自下而上分段灌漿，第一段入巖0~1.5m，灌漿塞塞在孔口混凝土預埋管內，第二段入巖1.5~6.0m，灌漿塞塞在灌漿段前0.5m的位置。

（3）灌漿壓力沿高程降低而遞增，分別為2.0MPa、2.3MPa、2.9MPa、3.5MPa、4.1MPa、4.7MPa、5.0MPa、7.0MPa。

（4）固結灌漿漿液采用配比為0.9∶1的穩定漿液，漿液中膨潤土比例為1%，減水劑比例為1%。施工現場漿液流變性能測試：開始灌漿前測試一次，每灌注5孔或灌注1m³漿液時測試一次。每50m井深由試驗室取樣四次進行抗壓強度試驗，其中Ⅰ、Ⅱ次序各兩次。

（5）達到設計壓力后，注入率小于1L/min，持續灌注9min可結束灌漿。灌漿達到結束標準后立即關閉孔口灌漿塞球閥，然后關閉灌漿機。

（6）灌漿結束后，對于有明顯滲水的灌漿孔，掃孔至孔深2m，采取壓力灌漿封孔。孔口段采用水∶水泥∶沙子為0.45∶1∶1的砂漿進行人工封孔。封孔結束后對還存在滲水的灌漿孔，采用化學灌漿處理。

7 600m級豎井與200m級豎井施工技術的差別

（1）在施工反井導孔時，由于600m級的豎井孔較深，地下水位勢必就高，通過的地段長，通過的不良地段也會長，加之在地勘階段，由于地質鉆機的鉆孔難以鉆到底，造成地質方面的不確定因素增加，所以在施工導井的時候，施工管理也應比200m級豎井的施工要細化。如要有詳細的鉆孔出渣量以檢驗是否出現塌孔，要有詳細的孔深與鉆井扭矩、推力的關系曲線并以此確定通過地段的圍巖分類，如圍巖的分類不是很確定，應在鉆孔全部結束后，采用針式孔內攝像進一步確定圍巖分類——通過導孔形成的地質情況比地勘孔的更準確，便于在反拉導井時根據地質資料確定擴挖刀的更換位置。

（2）由于600m級的豎井較深，擴挖刀通常在200～300m就要換刀，這與200m級豎井可以不換刀就能一次成型不一樣，所以600m級豎井的換刀位置必須事先規劃清楚，必須在Ⅲ類圍巖地段換刀，如反拉通過Ⅴ~Ⅵ類圍巖時換刀，那么換刀風險加大。因為一旦通過Ⅴ~Ⅵ類圍巖，由于反導井的擴挖斷面為2.1m，雖然擴挖比鉆爆法對周邊巖體擾動較少，但在600m級的豎井施工中，由于地下水位較高，擴挖后的巖石又沒有任何支護手段，往往會形成塌方，一旦形成塌方，擴挖刀盤就無法下放到豎井下口，也就無法更換擴挖刀。

（3）600m級豎井的供水管路和供電電纜的布置也與200m級豎井的布置有所區別。由于600m級的井較深，在開挖到200m后，供水管內的水壓力逐步增大，如在管段中間相距一定位置安裝減壓閥門，理論上是可行的，但豎井的管路是垂直布置，一旦發生減壓閥門故障，將對安全造成重大威脅。故在實際施工中主要采用在工作面附近設置調節水箱，施工用水從水箱中二次抽取。而供到水箱的管路在井口設置閘閥，并采用調節閘閥開度給垂直管路供水，避免管路中形成較高水壓力。供電電纜由于井太深，也必須采取足夠強度的鋼絲繩牽引，以保證電纜的使用安全。

（4）600m級豎井的交通布置與200m級豎井的交通布置不一樣。200m級豎井的交通可設置人工爬梯，人員可通過爬梯上下。而600m級豎井只需要在上彎段設置爬梯，其他洞段需通過提升系統配置運輸施工人員的專用吊籃，來實現人員的上下運輸。

（5）600m級豎井的混凝土輸送也與200m級豎井的混凝土運輸不一樣。200m級豎井的混凝土運輸，可采取提升系統用吊罐運輸，也可采用混凝土垂直輸送管路。而600m級豎井如采用提升系統用吊罐運輸混凝土，提升系統頻繁地在井內穿梭，特別是澆筑下部混凝土時，為了滿足混凝土的入倉強度，吊罐在井內運行頻繁，給井內的施工安全造成很大隱患，故不能采用。而使用混凝土垂直輸送管路，由于井太深，管路的輸送型式也與200m級豎井的混凝土垂直輸送管路不一樣。

（6）600m級豎井的滑模與200m級豎井的滑模不一樣。200m級豎井可采取普通混凝土滑模，而600m級豎井宜采用滑框翻模，以適應長距離混凝土垂直輸送同時滿足澆筑性能的需要。

8 結語

（1）復雜地質條件下超深豎井反井鉆機施工在水電施工中尚屬首次，無經驗可借鑒，從本工程的實施情況來看，鉆機的鉆孔偏差0.83%~1.24%，導孔鉆進速度8.2~10.1m/d，擴孔鉆進速度17.0~23.9m/d。該鉆孔偏差和鉆進速度均滿足工程需求，鉆進過程控制和現場操作人員的施工經驗至關重要。

（2）采用自行研制的背管式混凝土溜管緩降器，解決了混凝土垂直運輸問題，從實施情況看，除剛開始下料有1m³左右的混凝土有骨料分離外，后續的混凝土均未出現分離現象，入倉的混凝土各項指標均滿足要求。

（3）滑模在滑升過程中出現了混凝土粘模現象，給混凝土表面質量帶來嚴重的影響，后經模板改進，采用滑框翻模，模板總高度增加，解決了高強度混凝土粘模的問題。