米倉山特長公路隧道通風(fēng)豎井施工技術(shù)

蔣云東

(四川川交路橋有限責(zé)任公司， 四川 廣漢 618300)

0 引言

隨著交通建設(shè)的不斷發(fā)展，高等級公路特長隧道工程也與日俱增，隧道的相關(guān)配套設(shè)施建設(shè)規(guī)模也隨之不斷擴(kuò)大。豎井作為長大公路隧道的重要配套工程之一，主要起著通風(fēng)的作用。從國內(nèi)外的發(fā)展趨勢來看，將有越來越多的長大隧道采用豎井通風(fēng)，而長大隧道的施工工期往往又被豎井施工技術(shù)所制約。因此，對公路隧道通風(fēng)豎井施工方法進(jìn)行總結(jié)和研究有著重要的意義。因此，本文就米倉山特長公路隧道中部通風(fēng)豎井施工技術(shù)進(jìn)行介紹。

1 工程概況

米倉山特長公路隧道位于巴中市南江縣，全長13.8km，隧道設(shè)計采用1座豎井+2座無軌運(yùn)輸斜井施工方案，將隧道分為4個通風(fēng)區(qū)段，實(shí)行分段縱向式通風(fēng)。中部豎井工程是該隧道通風(fēng)系統(tǒng)主體工程之一，位處核心景區(qū)，從平面作業(yè)面積、機(jī)械化設(shè)備配置、施工安全性和施工效率、對景區(qū)環(huán)境的影響等多方面考慮，設(shè)計采用大直徑送排風(fēng)二合一結(jié)構(gòu)形式。井深431.8m，襯砌內(nèi)徑9m，開挖直徑10.2m。采用單層模筑混凝土襯砌結(jié)構(gòu)，井筒中間設(shè)置C35防水鋼筋混凝土中隔板。豎井通過4條通風(fēng)聯(lián)絡(luò)道與地下風(fēng)機(jī)房及地下隧道群相連接。

2 施工工藝

目前國內(nèi)豎井的開挖施工方法主要有：鉆爆法、反井法、軟土條件下的凍結(jié)法等。

米倉山特長公路隧道中部通風(fēng)豎井采用自上而下的鉆爆法開挖，短段掘砌混合作業(yè)（即同一掘進(jìn)和支護(hù)循環(huán)內(nèi)，短段掘進(jìn)和模筑混凝土支護(hù)兩大工序交替進(jìn)行施工）方式。下面將對豎井就各施工階段進(jìn)行施工方法介紹。

2.1 井口表土段施工

2.1.1 施工準(zhǔn)備

進(jìn)行紅線內(nèi)清表，平整施工場地，完成施工工區(qū)通路、通水、通電、通信號，四通一平的前期準(zhǔn)備工作；進(jìn)行導(dǎo)線及水準(zhǔn)復(fù)測，布設(shè)控制網(wǎng)。

2.1.2 豎井鎖口段施工

按照施工圖紙測出井筒中心及開挖輪廓線，采用挖掘機(jī)分層開挖至鎖口底設(shè)計高程后，進(jìn)行鎖口段襯砌鋼筋綁扎、模板安裝、澆筑混凝土，待混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后進(jìn)行片石混凝土回填到井口標(biāo)高。

鎖口采用臺階式環(huán)挖，并根據(jù)實(shí)際情況采用錨噴網(wǎng)或井圈背板等形式進(jìn)行支護(hù)，如有少量滲水則在滲流處鋪設(shè)擋水布、安設(shè)導(dǎo)水管等設(shè)施將水引出。

2.1.3 井架及穩(wěn)車群安裝

井架及穩(wěn)車基礎(chǔ)施工：

測量出井架基礎(chǔ)坐標(biāo)點(diǎn)，在開挖至設(shè)計高度后進(jìn)行混凝土基礎(chǔ)澆筑。井架安裝由專業(yè)安裝隊負(fù)責(zé)，安裝完成后進(jìn)行自檢合格后，報監(jiān)理工程師審核批準(zhǔn)方可投入使用。

施做井架基礎(chǔ)的同時進(jìn)行穩(wěn)車、絞車基礎(chǔ)施工，穩(wěn)車、絞車安裝由專業(yè)隊伍負(fù)責(zé)，井架安裝完成后進(jìn)行自檢合格后，報監(jiān)理工程師審核批準(zhǔn)后方可投入使用。

2.2 井身硬巖段施工

2.2.1 主要施工設(shè)備

（1）提升絞車

主副提絞車（JK-3*2.2E）分別安裝在南北絞車房內(nèi)，主要負(fù)責(zé)井下施工物資設(shè)備、渣石及人的提升工作，整套系統(tǒng)控制室設(shè)置在絞車房內(nèi)由專人負(fù)責(zé)。

（2）穩(wěn)車

南北各7臺纏繞式鑿井穩(wěn)車組成南北穩(wěn)車群，4臺吊盤穩(wěn)車南北對稱布置，4臺模板穩(wěn)車南北對稱布置，2臺抓巖機(jī)穩(wěn)車南北對稱布置，壓風(fēng)管穩(wěn)車、排水管穩(wěn)車布置南側(cè)，安全梯及溜灰管穩(wěn)車布置于北側(cè)。

（3）Ⅵ型井架

井架由天輪房、天輪平臺、主體桁架、翻渣平臺、扶梯、基礎(chǔ)等6部分組成。主要用于支撐天輪平臺并承受豎井施工時提升渣石、運(yùn)送人員和物料的荷載，以及懸吊鑿井設(shè)備的荷載。

（4）傘形鉆架

XFJD6-11傘形鉆架以壓縮空氣為動力，采用液壓傳動的豎井鑿巖設(shè)備，鉆架配用6臺YGZ-70型獨(dú)立回轉(zhuǎn)鑿巖機(jī)鉆鑿炮孔。

（5）中心回轉(zhuǎn)抓巖機(jī)

采用兩臺HZ-5A型抓巖機(jī)，該抓巖機(jī)主要用于開鑿豎井時抓取井內(nèi)爆破松散的巖石放入桶內(nèi)。

2.2.2 施工工藝

（1）井筒主體鉆孔作業(yè)

通過鉛錘下放井口中線至井底，鉛錘靜止后使用手持激光測距儀畫出掌子面開挖輪廓線，標(biāo)出炮眼位置。

從井口下放傘鉆至井底并固定，傘鉆固定后每個傘鉆支臂負(fù)責(zé)60°范圍內(nèi)的鉆孔作業(yè)。

（2）進(jìn)行裝藥并起爆

鉆眼完成后用高壓風(fēng)進(jìn)行清孔，然后分兩次分別將炸藥和毫秒管通過副提吊桶送至開挖面，裝藥連線完成后，人員及機(jī)械設(shè)備撤離至安全距離確認(rèn)安全后方可啟動爆破。

（3）通風(fēng)除塵；

爆破后下放風(fēng)管至距工作面五米左右同時依附在工作吊盤上的噴淋系統(tǒng)開啟，進(jìn)行通風(fēng)、噴霧除塵，30分鐘后爆破員、安全員等下井檢查瞎炮、危石、有毒有害氣體等情況，在確認(rèn)安全后進(jìn)行下一道工序。

（4）出渣

出渣班人員首先將吊盤上爆破飛石清理干凈避免后期落石傷人事件的發(fā)生，渣石清理完成后則通過吊桶下放至井底輔助抓巖機(jī)出渣，直至出渣至距離襯砌約3.85米處時停止出渣，剩余渣石在襯砌澆筑完成后繼續(xù)出渣。

（5）澆筑襯砌混凝土

經(jīng)過脫模移位、測量定位、模板固定等工作完成后經(jīng)監(jiān)理檢驗同意后，方可進(jìn)行混凝土澆筑、振搗及養(yǎng)生工作。

（6）清底

在混凝土澆筑完成后繼續(xù)進(jìn)行井底清底出渣作業(yè)，當(dāng)出渣至距井硬質(zhì)底時，大抓效率降低，改用一臺小挖掘機(jī)配合大抓作業(yè)，直至清底完成。

4 施工安全保障措施

(1)建立健全安全管理體系，落實(shí)安全生產(chǎn)責(zé)任制，保證整個安全管理體系的有效運(yùn)行。

(2)井架、絞車、穩(wěn)車等提升設(shè)備都必須經(jīng)相關(guān)部門檢驗合格后才能投入使用，提升、懸吊系統(tǒng)日常檢查維護(hù)保養(yǎng)由專人負(fù)責(zé)，發(fā)現(xiàn)問題及時處理；

(3)穩(wěn)車、絞車操作司機(jī)、空壓機(jī)操作人員等必須持證上崗，所有作業(yè)人員必須經(jīng)培訓(xùn)考核合格后才能上崗作業(yè)。

(4)井內(nèi)上下人員、物料時，要按操作規(guī)程，不得違章作業(yè)，嚴(yán)禁人貨混裝；吊桶乘人數(shù)不得超過規(guī)定。

(5)施工人員必須按照規(guī)程規(guī)定佩戴保險帶，保險帶應(yīng)定期進(jìn)行試驗，每次使用前必須檢查，發(fā)現(xiàn)損壞時，必須立即更換。

(6)模板起落由班長統(tǒng)一指揮，地面有專人監(jiān)護(hù)；起落模板時，模板下及懸吊模板鋼絲繩下嚴(yán)禁站人，以防斷繩傷人。

(7)井架井筒內(nèi)所有高空作業(yè)人員均配備工具包，工作用的扳手等工具均留保險繩，防止墜物傷人。

(8)井下人員應(yīng)避開吊桶提升位置；緊急情況下，工作面人員通過軟梯爬到吊盤。

5 施工效果

5.1 安全效益

由于采用全機(jī)械施工作業(yè)，各施工點(diǎn)所需作業(yè)人員少，人員暴露在危險環(huán)境中的頻率較低，整套系統(tǒng)含多重安全保護(hù)裝置，設(shè)備成熟穩(wěn)定，在整個豎井施工期間均未發(fā)生安全事故，施工安全性高。

5.2 時間及經(jīng)濟(jì)效益

采用傳統(tǒng)施工方法日平均施工0.5-1米，完成整個豎井工作大約需要一年半時間，而采用單層砼襯砌配合短段掘砌混合作業(yè)方法，不到半年就完成了豎井施工。工期的加快，減少了人員、機(jī)具設(shè)備的占用時間，極大的節(jié)約了施工成本。

5.3 環(huán)保效益

井筒內(nèi)設(shè)置的噴霧降塵系統(tǒng)有效的控制了施工現(xiàn)場的粉塵產(chǎn)生，通過實(shí)時環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，標(biāo)準(zhǔn)化工藝流程封閉管理，最大限度的減少了對周圍環(huán)境的影響。

5.4 社會效益

豎井施工速度的加快促使豎井提前成井，大大節(jié)省了米倉山隧道總體工期。隧道的提前貫通意味著又一出川大通道的聯(lián)通，也將極大促進(jìn)川陜兩省區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

6 結(jié)論

米倉山特長公路隧道中部通風(fēng)豎井采用短段掘砌混合作業(yè)法施工，較傳統(tǒng)正挖法和反井開挖法相比，從安全效益、時間和經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)保效益、社會效益上都有著巨大的提高。但在我國目前，直徑10m以上、深度超過400m的深大豎井施工技術(shù)仍然處于開始階段，還有許多需要總結(jié)和改進(jìn)。本文以米倉山特長公路隧道通風(fēng)豎井施工為實(shí)例，介紹了整套施工作業(yè)方法。

[1]四川省公路規(guī)劃勘察設(shè)計研究院.米倉山隧道中部通風(fēng)豎井二合一設(shè)計.2006

[2]中交集團(tuán)終南山2號豎井施工組織設(shè)計[R].北京：中國交通建設(shè)股份有限公司，2006