高速公路特長隧道大直徑通風(fēng)豎井施工工法

1高速公路特長隧道大直徑通風(fēng)豎井施工工法21工程概況........................32總體技術(shù)方案....................6關(guān)鍵施工技術(shù)....................84主要技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)..................315社會經(jīng)濟(jì)效益....................336應(yīng)用推廣前景....................35匯報內(nèi)容3第一部分工程概況4

中鐵xx局集團(tuán)有限公司于2011年承建了山西省高速公路網(wǎng)“三縱十二橫十二環(huán)”規(guī)劃中第七橫xx高速公路xx隧道的施工任務(wù)，該隧道位于山西省左權(quán)縣城東北5km處，橫穿太行山脈西翼的陽曲山東南延，設(shè)計(jì)為分離式隧道，隧道全長11408m，最大埋深743米。為解決xx隧道運(yùn)營通風(fēng)問題,共設(shè)4處地下風(fēng)機(jī)房，三處為斜井通風(fēng)，一處為豎井通風(fēng)，其中豎井地下風(fēng)機(jī)房主要用于后期右洞運(yùn)營的進(jìn)、排風(fēng)。1工程概況5

設(shè)計(jì)通風(fēng)1#豎井，豎井內(nèi)徑8.2m，最大開挖直徑9.78m,井深220.4m。豎井初期支護(hù)采用錨、網(wǎng)（鋼）、噴聯(lián)合支護(hù)形式；豎井二襯采用模筑混凝土澆筑；同時采用鋼筋混凝土中隔板將送、排風(fēng)道分隔。豎井通過的地層主要為石灰?guī)r、白云巖，部分地段夾泥巖、含有基巖裂隙水。為盡早解決正洞施工通風(fēng)所需，采取正井法進(jìn)行施工。全斷面正向爆破掘進(jìn)，施工難度大，對施工質(zhì)量控制要求較高。1工程概況6第二部分總體技術(shù)方案7

xx1#豎井施工中采用隧道大直徑通風(fēng)豎井施工技術(shù)，其在機(jī)械設(shè)備選型上優(yōu)先采用重復(fù)率高的煤礦IVG改進(jìn)型井架，配合封口盤、安全防護(hù)盤作為安全、便捷施工的首要條件，井壁座安全施工技術(shù)較常規(guī)施工方法于二次襯砌施工時提前一模進(jìn)行開挖支護(hù)施工。避免先開挖后施工過程中發(fā)生掉塊、坍塌等質(zhì)量安全隱患，減少臨時支撐資金成本投入。井筒掘砌施工過程中滲水段采取半導(dǎo)坑上下導(dǎo)開挖，下導(dǎo)坑作積水區(qū)，井壁座2總體技術(shù)方案8

設(shè)置濾水箱進(jìn)行環(huán)保節(jié)能排水，涌水段利用快速封堵器封堵后進(jìn)行雙液漿注漿封堵，注漿過程中充分利用快速封堵器的特點(diǎn)及時通過排、堵水措施調(diào)整圍巖富水區(qū)水壓，提高注漿質(zhì)量。豎井開挖爆破采用正井法多臨空面水壓爆破技術(shù)，通過采取多臨空面水壓爆破網(wǎng)絡(luò)爆破，在減小開挖面水平環(huán)向應(yīng)力影響的同時，有效降低爆破安全風(fēng)險、炸藥用量、粉塵濃度，提高循環(huán)進(jìn)尺、爆破效果，避免欠挖、渣粒徑過大等現(xiàn)象。出渣設(shè)備2總體技術(shù)方案9

出渣設(shè)備采用小型挖掘機(jī)裝巖，利用小型挖掘機(jī)在大直徑豎井中工作的優(yōu)勢，提高工作效率、降低安全風(fēng)險。豎井復(fù)合式襯砌隨挖隨護(hù)，采用錨、網(wǎng)（鋼）、噴聯(lián)合支護(hù)形式；井壁二次襯砌與中隔板采用爬模工藝由下而上澆筑成井。通風(fēng)根據(jù)開挖深度所需供風(fēng)量（壓），及時調(diào)整多檔型通風(fēng)機(jī)工作檔位，減小不必要的能源浪費(fèi)，提高經(jīng)濟(jì)效益。2總體技術(shù)方案10第三部分關(guān)鍵施工技術(shù)11

3關(guān)鍵施工技術(shù)在目前國內(nèi)特長隧道通風(fēng)豎井?dāng)?shù)量不斷增長形勢下，豎井施工機(jī)械和施工技術(shù)水平有了很大提高，但依舊存在鑿井設(shè)備陳舊、生產(chǎn)能力低、安全生產(chǎn)風(fēng)險高等諸多問題。

xx隧道1#豎井根據(jù)工期及現(xiàn)場實(shí)際條件，借鑒煤礦豎井通過對豎井機(jī)械化配套設(shè)備選型、安全施工措施保障、豎井掘砌施工工藝等多方面進(jìn)行分析論證，采用合理、科學(xué)的隧道大直徑通風(fēng)豎井施工技術(shù)進(jìn)行施工，有效提高了施工進(jìn)度，降低了施工成本，保證了施工質(zhì)量安全。123關(guān)鍵施工技術(shù)

3.1豎井機(jī)械化配套設(shè)備選型

根據(jù)1#豎井凈直徑8.2米，并參考井架設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)圖，選用煤礦IVG改進(jìn)型井架。其特點(diǎn)：由鋼管桿件組成，單件質(zhì)量輕，便于裝、卸和運(yùn)輸，井架復(fù)用率高，天輪平臺允許四面出繩，天輪和地面提升設(shè)備布置靈活。井架由天輪平臺、翻碴平臺、扶梯、基礎(chǔ)等部分組成，改進(jìn)后鋼管井架天輪平臺高20.68m，地腳跨度13.96m×13.96m。

3.1.1井架選型豎井IVG改進(jìn)型井架133關(guān)鍵施工技術(shù)

3.1豎井機(jī)械化配套設(shè)備選型

3.1.2井下安全防護(hù)設(shè)施井口處設(shè)封口盤，是井內(nèi)施工作業(yè)重要的安全防護(hù)設(shè)施。封口盤用型鋼作骨架，上鋪防滑鋼板，其型鋼骨架嵌在井口鎖口圈的混凝土中。封口盤上設(shè)有封口盤門和其他懸吊設(shè)備通過口，與提升安全盤、工作盤一一對應(yīng)。封口盤門采用卷揚(yáng)機(jī)在吊桶通過前開啟，通過后關(guān)閉開合。安全盤用來進(jìn)一步保護(hù)井底作業(yè)人員的安全，拉緊吊桶提升穩(wěn)繩、懸吊設(shè)備和安全繩。設(shè)置于井內(nèi)距作業(yè)掌子面20米位置。14豎井提升絞設(shè)封口盤是井內(nèi)施工作業(yè)時的重要安全防護(hù)設(shè)施，設(shè)于井口處安全盤用來保護(hù)井底作業(yè)人員的安全，拉緊吊桶提升穩(wěn)繩、懸吊設(shè)備3關(guān)鍵施工技術(shù)

3.1.2井下安全防護(hù)設(shè)施

3.1豎井機(jī)械化配套設(shè)備選型153關(guān)鍵施工技術(shù)

3.2井壁座安全施工技術(shù)

xx隧道1#豎井井壁座每10米一道，作為支承上部井筒的基礎(chǔ)。豎井井筒一般構(gòu)造圖相鄰井壁座間相對突出圍巖163關(guān)鍵施工技術(shù)

3.2井壁座安全施工技術(shù)由于xx隧道1#豎井二次襯砌待豎井井筒開挖支護(hù)完畢后，由下至上進(jìn)行澆筑。期間如若進(jìn)行井壁座開挖，在沒有支撐體系或者支持體系不牢固的情況下，其相鄰井壁座相對突出部位圍巖受自身圍巖破碎、松散、開挖爆破擾動、施工周期長、風(fēng)化、滲水等因素影響，極易發(fā)生掉塊甚至局部坍塌，造成嚴(yán)重質(zhì)量安全隱患。為確保豎井施工安全，井壁座采用于二次襯砌混凝土澆筑時提前一模進(jìn)行井壁座開挖施工。充分利用井內(nèi)安全防護(hù)盤作為井壁座施工操作平臺及臨時放渣場地進(jìn)行施工。

173關(guān)鍵施工技術(shù)

3.2井壁座安全施工技術(shù)井壁座開挖井壁座圍巖支撐系統(tǒng)井壁座開挖完成后及時噴射混凝土封閉巖面，按間距1m焊接Φ32螺紋鋼連接井壁座相鄰鋼拱架（或錨桿），內(nèi)側(cè)圍巖利用圓木加木楔進(jìn)行支撐防護(hù)，防止掉塊坍塌。二次襯砌緊跟快速完成井壁座混凝土澆筑。183關(guān)鍵施工技術(shù)

3.3井下快速排、堵水施工技術(shù)針對豎井正井法施工特性，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際滲水、突水情況，在xx隧道1#豎井施工中采取兩套施工水處理技術(shù)。

3.3.1滲水段水處理技術(shù)采取半導(dǎo)坑上下導(dǎo)開挖的作業(yè)方式。上下導(dǎo)按垂直間距1m逐次進(jìn)行開挖爆破，在上導(dǎo)坑施工時，相對下導(dǎo)坑為積水區(qū)，并在積水區(qū)上方開挖四分之一井壁座圍巖，沿井壁座焊寬度50cm,高為井壁座高度的環(huán)形水箱作為沉渣濾水池，水箱內(nèi)加設(shè)腹板，下方用木楔使之與巖面頂緊，并焊接Φ32螺紋鋼連接水193關(guān)鍵施工技術(shù)

3.3井下快速排、堵水施工技術(shù)

3.2.1滲水段水處理技術(shù)箱外壁及井壁座相鄰鋼拱架，確保圍巖及支護(hù)穩(wěn)定性。利用低揚(yáng)程水泵將井底會水抽至濾水池過濾后可作為高壓施工用水，多余過濾水由高揚(yáng)程水泵排除井外。井下滲水處理示意圖203關(guān)鍵施工技術(shù)

3.3井下快速排、堵水施工技術(shù)

3.3.2涌水段水處理技術(shù)豎井開挖至K0+112處時，井壁出現(xiàn)出水，最大達(dá)10.2m3/h，為確保施工安全及工程質(zhì)量，采用對豎井K0+112以下地段采用壓力出水口快速封堵器焊接Φ42導(dǎo)管注雙液漿止水。壓力出水口快速封堵引流裝置構(gòu)造示意圖圖中：1.巖壁2.水平地質(zhì)探孔巖壁3.金屬變形膨脹片4.螺母5.橡膠止水片6.鋼管

7.喇叭口8.速凝封堵料9.控制閥門10.引流管注：該技術(shù)已獲得國家知識產(chǎn)權(quán)局發(fā)明專利授權(quán)（專利號：ZL201010594146.5）213伍關(guān)幕鍵施疏工技灰術(shù)3.3爹井菜下快速門排、堵帳水施工蹄技術(shù)3.絲式2.浮2混涌券水段疾水處油理技皂術(shù)快速白封堵菜器安葛裝于踏巖壁伯孔部欣位，巴與Φ篇42說導(dǎo)管抗焊接捧，導(dǎo)新管長慮度2勞m、剃3m呢交錯錢布置筋，導(dǎo)準(zhǔn)管間毫距為懶10病0c削m（傻環(huán)向兼）×葬10勵0c臣m（缸縱向丙）進(jìn)眨行布險孔，愈水泥金一水浮玻璃略雙液幕漿、帶單液下水泥中漿配送比如苗下表瘡。水泥一柴水玻璃搬雙液漿仍、單液味水泥漿厘配比裂隙類型（涌水量）水灰重量比水泥漿、水玻璃體積比大0.75:1.00～0.60:1.001.0:0.3中1.00:1.00～0.75:1.001.0:0.3小1.50:1.00～1.00:1.001.0:0.5223使關(guān)鍵施枝工技術(shù)3.零3餓井徑下快擦速排晚、堵禾水施殲工技臣術(shù)3.3患.1非涌水傻段水處俘理技術(shù)應(yīng)用快大速封堵勿器雙液線漿止水喇施工注漿過田程中充特分利用壯快速封所堵器的瓜特點(diǎn)及標(biāo)時通過堂排、堵絨水措施疾調(diào)整圍終巖富水腰區(qū)水壓忌，提高冰注漿質(zhì)懂量。233終關(guān)羞鍵施個工技畜術(shù)3.君4朽正優(yōu)井法委多臨米空面秤水壓偷爆破棉技術(shù)3.牲4.門1蛾導(dǎo)調(diào)爆管伶起爆種針遠(yuǎn)侮程起質(zhì)爆技郵術(shù)豎井旱正井有法全政斷面雕爆破哪開挖戀施工勵采用括導(dǎo)爆射管起凱爆針勞遠(yuǎn)程倍起爆我多臨掌空面隸水壓喊爆破熟技術(shù)松，其真效果篩明顯崖，有侮效降盛低了匹爆破火安全摟風(fēng)險感、控雁制了醬炸藥榆用量業(yè)、增咱加了安循環(huán)泛進(jìn)尺但及爆呀破效鑄果、拌降低吐了粉歉塵濃你度。起爆針+前置安而全導(dǎo)爆像管+傳爆坡導(dǎo)爆壤管雷榮管一次貧性導(dǎo)鴿爆管打起爆貫針、屈高能覺脈沖除起爆完器243構(gòu)關(guān)燦鍵施愛工技俱術(shù)3.循4桂正捷井法選多臨只空面憤水壓奧爆破細(xì)技術(shù)3.什4.像2矩多繪臨空來面爆伍破網(wǎng)誓絡(luò)技斥術(shù)xx隧道1蘇#豎井裙開挖施麻工中應(yīng)敲用滿足咳深孔起蓬爆要求贏的非電籃毫秒雷數(shù)管組合菠非電半觸秒雷管死，形成逝多臨空述面起爆罵網(wǎng)絡(luò)。秒延期購導(dǎo)爆管臨雷管延樣期時間境表段別/類型毫秒導(dǎo)爆管雷管（ms）差值（ms）1段非電毫秒雷管050

3段非電毫秒雷管5060

5段非電毫秒雷管110

90

7段非電毫秒雷管200

110

9段非電毫秒雷管310

190

2段非電半秒雷管500

5003段非電半秒雷管1000

253都關(guān)鍵施這工技術(shù)3.版4腰正燙井法越多臨慈空面勉水壓瓦爆破首技術(shù)3.4諒.2睬多臨菜空面爆要破網(wǎng)絡(luò)姜技術(shù)起爆錦順序危：掏槽眼石到周邊央眼依次追起爆，曠雷管逐芝次為1、3、5、7、9段非蟲電毫聯(lián)秒雷孩管、2、3段非電枝半秒雷曬管起爆園。在爆嘆破過程張中3、4、5排炮眼胸形成形喚成4組，計(jì)每組震含有泛內(nèi)向畜、兩腿側(cè)3個臨榮空面遭共計(jì)12個臨空揭面，在謎爆破過漂程中對罰向組爆嚴(yán)破出的股巖石可鑄對向碰壞撞、擠杏壓。爆破弟網(wǎng)路度布置魂及臨油空面反示意撕圖263荷關(guān)鍵施療工技術(shù)3.衛(wèi)4澤正策井法域多臨指空面委水壓廟爆破賺技術(shù)3.4侮.3路水壓笛爆破借鑒聰目前牙國內(nèi)襯成熟接的水彈壓爆孫破技陜術(shù)進(jìn)鋸行裝渾藥。水壓偽爆破孔裝藥芽結(jié)構(gòu)拘圖豎井棵井下斬開挖除爆破稍作業(yè)27比選項(xiàng)目裝巖設(shè)備HZ-6型中心回轉(zhuǎn)式抓巖機(jī)CT45-7A型小型挖掘機(jī)裝巖效率低為抓巖機(jī)的2倍設(shè)備故障率高低駕駛成本配備4名司機(jī)配備2名司機(jī)設(shè)備懸吊保護(hù)盤荷載增大，使用穩(wěn)車3臺地面增加穩(wěn)車2臺清底人工清底，抓巖機(jī)配合挖機(jī)清底目前孔豎井曾施工轎中大艘多采郊用H臺J-架6型月中心礎(chǔ)回轉(zhuǎn)潑式抓額巖機(jī)滅裝巖宅。本押豎井差前3拔0m竭的施剩工過爺程中雷，采聲用中凱心回惑轉(zhuǎn)式授抓巖舍機(jī)裝曾巖，輔發(fā)現(xiàn)乏此種秒方式胡無法詢實(shí)現(xiàn)改快速獎、安虜全施獎工。陷后采子用C胡T4賴5-累7A謀型小揪型挖善掘機(jī)歲進(jìn)行煎裝巖昂。3障關(guān)寺鍵施吧工技似術(shù)3.秩5羞出向渣設(shè)碗備設(shè)醫(yī)備選寒型28中心繁回轉(zhuǎn)承抓巖念機(jī)許系人工淚配合拍作業(yè)3雞關(guān)鍵施御工技術(shù)3.糊5迷出堆渣設(shè)傅備設(shè)叉?zhèn)溥x蜻型小型期挖掘志機(jī)吊事裝簡肚便29第四肯部分主要技飄術(shù)創(chuàng)新膛點(diǎn)305緊主泳要技月術(shù)創(chuàng)始新點(diǎn)5.1井壁曬座安恐全施撒工技后術(shù)：乖井壁論座于葵二次意襯砌湊混凝易土施令工時殘?zhí)崆靶岩荒Ｈ蔬M(jìn)行動開挖賭支護(hù)強(qiáng)施工謎。避予免其酬在先嗚開挖思后施刮工過友程中嶺發(fā)生捏掉塊朋、坍閥塌等捎質(zhì)量勾安全焰隱患叫，減訓(xùn)少臨械時支職撐資犁金成懇本投購入；5.栽2井下快斥速高效慘排、堵暖水施工漠技術(shù)：晃滲水段攪采取半留導(dǎo)坑上下下導(dǎo)開釀挖，下填導(dǎo)坑作做積水區(qū)躍，井壁緩座設(shè)置顛濾水箱東進(jìn)行環(huán)連保節(jié)能喇排水；盲涌水段況在注漿卷過程中吐利315膚主要技緩術(shù)創(chuàng)新寫點(diǎn)用快掀速封李堵器顯及時憂排、臟堵水屈調(diào)整密圍巖備富水潮區(qū)水醫(yī)壓，標(biāo)提高盆雙液純漿注紐奉漿質(zhì)龍量。5.3正井法帝多臨空名面水壓崇爆破技廳術(shù)：通歲過采取沖導(dǎo)爆管薄起爆針倦遠(yuǎn)程起將爆多臨廚空面水壺壓爆破盆網(wǎng)絡(luò)爆反破，在燈減小開釀挖面水讓平環(huán)向損應(yīng)力影迫響的同番時，有像效降低仙爆破安換全風(fēng)險挪、炸藥固用量、潔粉塵濃漏度，提深高循環(huán)輕進(jìn)尺、逼爆破效中果，避嫁免欠挖型、渣粒沈徑過大孕等現(xiàn)象勿。32第六部漫分社會經(jīng)褲濟(jì)效益336侍社喬會經(jīng)跪濟(jì)效糟益在xx隧道腰1#院豎井翠施工愚中采基用隧睬道大偉直徑饞通風(fēng)杰豎井訂施工迫技術(shù)花該技濾術(shù)提才高了遵施工伸進(jìn)度攔，降薦低了地施工俱成本椒。通懶過與毯常規(guī)鋪煤礦筒豎井妨施工什相比竟，其棄設(shè)備錘選型雨經(jīng)濟(jì)辱適用輪性、曾多臨特空面全水壓歲爆破約開挖富循環(huán)歉進(jìn)尺頑度、打井下豬排、肯堵水佩效果茂、初撞期支渴護(hù)與灶二次種襯砌裕質(zhì)量乖、安由全、隱環(huán)保倘措施疊等方剪面都軌有明