高速公路特長(zhǎng)隧道大直徑通風(fēng)豎井施工工法關(guān)鍵技術(shù)匯報(bào)材料

1高速公路特長(zhǎng)隧道大直徑通風(fēng)豎井施工工法關(guān)鍵技術(shù)匯報(bào)材料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(huì)經(jīng)濟(jì)效益....................336應(yīng)用推廣前景....................35匯報(bào)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(yáng)曲山東南延，設(shè)計(jì)為分離式隧道，隧道全長(zhǎng)11408m，最大埋深743米。為解決xx隧道運(yùn)營(yíng)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(yíng)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(shí)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(duì)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)，有效降低爆破安全風(fēng)險(xiǎn)、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(shì)，提高工作效率、降低安全風(fēng)險(xiǎn)。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(shí)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)113關(guān)鍵施施工技技術(shù)在目前前國(guó)內(nèi)內(nèi)特長(zhǎng)長(zhǎng)隧道道通風(fēng)風(fēng)豎井井?dāng)?shù)量量不斷斷增長(zhǎng)長(zhǎng)形勢(shì)勢(shì)下，，豎井井施工工機(jī)械械和施施工技技術(shù)水水平有有了很很大提提高，，但依依舊存存在鑿鑿井設(shè)設(shè)備陳陳舊、、生產(chǎn)產(chǎn)能力力低、、安全全生產(chǎn)產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)險(xiǎn)高等等諸多多問題題。xx隧道1#豎豎井根根據(jù)工工期及及現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)實(shí)際際條件件，借借鑒煤煤礦豎豎井通通過對(duì)對(duì)豎井井機(jī)械械化配配套設(shè)設(shè)備選選型、、安全全施工工措施施保障障、豎豎井掘掘砌施施工工工藝等等多方方面進(jìn)進(jìn)行分分析論論證，，采用用合理理、科科學(xué)的的隧道道大直直徑通通風(fēng)豎豎井施施工技技術(shù)進(jìn)進(jìn)行施施工，，有效效提高高了施施工進(jìn)進(jìn)度，，降低低了施施工成成本，，保證證了施施工質(zhì)質(zhì)量安安全。。123關(guān)鍵鍵施施工工技技術(shù)術(shù)3.1豎豎井井機(jī)機(jī)械械化化配配套套設(shè)設(shè)備備選選型型根據(jù)據(jù)1#豎豎井井凈凈直直徑徑8.2米米，，并并參參考考井井架架設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)圖圖，，選選用用煤煤礦礦IVG改改進(jìn)進(jìn)型型井井架架。。其其特特點(diǎn)點(diǎn)：：由由鋼鋼管管桿桿件件組組成成，，單單件件質(zhì)質(zhì)量量輕輕，，便便于于裝裝、、卸卸和和運(yùn)運(yùn)輸輸，，井井架架復(fù)復(fù)用用率率高高，，天天輪輪平平臺(tái)臺(tái)允允許許四四面面出出繩繩，，天天輪輪和和地地面面提提升升設(shè)設(shè)備備布布置置靈靈活活。。井井架架由由天天輪輪平平臺(tái)臺(tái)、、翻翻碴碴平平臺(tái)臺(tái)、、扶扶梯梯、、基基礎(chǔ)礎(chǔ)等等部部分分組組成成，，改改進(jìn)進(jìn)后后鋼鋼管管井井架架天天輪輪平平臺(tái)臺(tái)高高20.68m，，地地腳腳跨跨度度13.96m××13.96m。。3.1.1井井架架選選型型豎井井IVG改進(jìn)進(jìn)型型井井架架133關(guān)關(guān)鍵鍵施施工工技技術(shù)術(shù)3.1豎豎井井機(jī)機(jī)械械化化配配套套設(shè)設(shè)備備選選型型3.1.2井井下下安安全全防防護(hù)護(hù)設(shè)設(shè)施施井口口處處設(shè)設(shè)封封口口盤盤，，是是井井內(nèi)內(nèi)施施工工作作業(yè)業(yè)重重要要的的安安全全防防護(hù)護(hù)設(shè)設(shè)施施。。封封口口盤盤用用型型鋼鋼作作骨骨架架，，上上鋪鋪防防滑滑鋼鋼板板，，其其型型鋼鋼骨骨架架嵌嵌在在井井口口鎖鎖口口圈圈的的混混凝凝土土中中。。封封口口盤盤上上設(shè)設(shè)有有封封口口盤盤門門和和其其他他懸懸吊吊設(shè)設(shè)備備通通過過口口，，與與提提升升安安全全盤盤、、工工作作盤盤一一一一對(duì)對(duì)應(yīng)應(yīng)。。封封口口盤盤門門采采用用卷卷?yè)P(yáng)揚(yáng)機(jī)機(jī)在在吊吊桶桶通通過過前前開開啟啟，，通通過過后后關(guān)關(guān)閉閉開開合合。。安全全盤盤用用來來進(jìn)進(jìn)一一步步保保護(hù)護(hù)井井底底作作業(yè)業(yè)人人員員的的安安全全，，拉拉緊緊吊吊桶桶提提升升穩(wěn)穩(wěn)繩繩、、懸懸吊吊設(shè)設(shè)備備和和安安全全繩繩。。設(shè)設(shè)置置于于井井內(nèi)內(nèi)距距作作業(yè)業(yè)掌掌子子面面20米米位位置置。。14豎井提升升絞設(shè)封封口盤是是井內(nèi)施施工作業(yè)業(yè)時(shí)的重重要安全全防護(hù)設(shè)設(shè)施，設(shè)設(shè)于井口口處安全盤用用來保護(hù)護(hù)井底作作業(yè)人員員的安全全，拉緊緊吊桶提提升穩(wěn)繩繩、懸吊吊設(shè)備3關(guān)關(guān)鍵施工工技術(shù)3.1.2井井下安安全防護(hù)護(hù)設(shè)施3.1豎豎井井機(jī)械化化配套設(shè)設(shè)備選型型153關(guān)關(guān)鍵施工工技術(shù)3.2井井壁壁座安全全施工技技術(shù)xx隧道1#豎井井井壁座每每10米米一道，，作為支支承上部部井筒的的基礎(chǔ)。。豎井井筒筒一般構(gòu)構(gòu)造圖相鄰井壁壁座間相相對(duì)突出出圍巖163關(guān)關(guān)鍵施工工技術(shù)3.2井井壁壁座安全全施工技技術(shù)由于xx隧道1#豎井二二次襯砌砌待豎井井井筒開開挖支護(hù)護(hù)完畢后后，由下下至上進(jìn)進(jìn)行澆筑筑。期間間如若進(jìn)進(jìn)行井壁壁座開挖挖，在沒沒有支撐撐體系或或者支持持體系不不牢固的的情況下下，其相相鄰井壁壁座相對(duì)對(duì)突出部部位圍巖巖受自身身圍巖破破碎、松松散、開開挖爆破破擾動(dòng)、、施工周周期長(zhǎng)、、風(fēng)化、、滲水等等因素影影響，極極易發(fā)生生掉塊甚甚至局部部坍塌，，造成嚴(yán)嚴(yán)重質(zhì)量量安全隱隱患。為為確保豎豎井施工工安全，，井壁座座采用于于二次襯襯砌混凝凝土澆筑筑時(shí)提前前一模進(jìn)進(jìn)行井壁壁座開挖挖施工。。充分利利用井內(nèi)內(nèi)安全防防護(hù)盤作作為井壁壁座施工工操作平平臺(tái)及臨臨時(shí)放渣渣場(chǎng)地進(jìn)進(jìn)行施工工。173關(guān)關(guān)鍵施工工技術(shù)3.2井井壁壁座安全全施工技技術(shù)井壁座開開挖井壁座圍圍巖支撐撐系統(tǒng)井壁座開開挖完成成后及時(shí)時(shí)噴射混混凝土封封閉巖面面，按間間距1m焊接ΦΦ32螺螺紋鋼連連接井壁壁座相鄰鄰鋼拱架架（或錨錨桿），，內(nèi)側(cè)圍圍巖利用用圓木加加木楔進(jìn)進(jìn)行支撐撐防護(hù)，，防止掉掉塊坍塌塌。二次次襯砌緊緊跟快速速完成井井壁座混混凝土澆澆筑。183關(guān)關(guān)鍵施工工技術(shù)3.3井井下下快速排排、堵水水施工技技術(shù)針對(duì)豎井井正井法法施工特特性，結(jié)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)實(shí)際滲滲水、突突水情況況，在xx隧道1#豎井施施工中采采取兩套套施工水水處理技技術(shù)。3.3.1滲滲水段段水處理理技術(shù)采取半導(dǎo)導(dǎo)坑上下下導(dǎo)開挖挖的作業(yè)業(yè)方式。。上下導(dǎo)導(dǎo)按垂直直間距1m逐次次進(jìn)行開開挖爆破破，在上上導(dǎo)坑施施工時(shí)，，相對(duì)下下導(dǎo)坑為為積水區(qū)區(qū)，并在在積水區(qū)區(qū)上方開開挖四分分之一井井壁座圍圍巖，沿沿井壁座座焊寬度度50cm,高高為井壁壁座高度度的環(huán)形形水箱作作為沉渣渣濾水池池，水箱箱內(nèi)加設(shè)設(shè)腹板，，下方用用木楔使使之與巖巖面頂緊緊，并焊焊接Φ32螺紋紋鋼連接接水193關(guān)關(guān)鍵施工工技術(shù)3.3井井下下快速排排、堵水水施工技技術(shù)3.2.1滲滲水段段水處理理技術(shù)箱外壁及及井壁座座相鄰鋼鋼拱架，，確保圍圍巖及支支護(hù)穩(wěn)定定性。利利用低揚(yáng)揚(yáng)程水泵泵將井底底會(huì)水抽抽至濾水水池過濾濾后可作作為高壓壓施工用用水，多多余過濾濾水由高高揚(yáng)程水水泵排除除井外。。井下滲水水處理示示意圖203關(guān)關(guān)鍵施工工技術(shù)3.3井井下下快速排排、堵水水施工技技術(shù)3.3.2涌涌水段段水處理理技術(shù)豎井開挖挖至K0+112處時(shí)時(shí)，井壁壁出現(xiàn)出出水，最最大達(dá)10.2m3/h，為為確保施施工安全全及工程程質(zhì)量，，采用對(duì)對(duì)豎井K0+112以以下地段段采用壓壓力出水水口快速速封堵器器焊接ΦΦ42導(dǎo)導(dǎo)管注雙雙液漿止止水。壓力出水口口快速封堵堵引流裝置置構(gòu)造示意意圖圖中：1.巖壁2.水平地質(zhì)探探孔巖壁3.金屬變形膨膨脹片4.螺母5.橡膠止水片片6.鋼管7.喇叭口8.速凝封堵料料9.控制閥門10.引流管注：該技術(shù)術(shù)已獲得國(guó)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)產(chǎn)權(quán)局發(fā)明明專利授權(quán)權(quán)（專利號(hào)號(hào)：ZL201010594146.5）213關(guān)鍵鍵施工技術(shù)術(shù)3.3井井下快速速排、堵水水施工技術(shù)術(shù)3.2.2涌水水段水處理理技術(shù)快速封堵器器安裝于巖巖壁孔部位位，與Φ42導(dǎo)管焊焊接，導(dǎo)管管長(zhǎng)度2m、3m交交錯(cuò)布置，，導(dǎo)管間距距為100cm（環(huán)環(huán)向）×100cm（縱向））進(jìn)行布孔孔，水泥一一水玻璃雙雙液漿、單單液水泥漿漿配比如下下表。水泥一水玻玻璃雙液漿漿、單液水水泥漿配比比裂隙類型（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關(guān)鍵鍵施工技術(shù)術(shù)3.3井井下快速速排、堵水水施工技術(shù)術(shù)3.3.1涌水水段水處理理技術(shù)應(yīng)用快速封封堵器雙液液漿止水施施工注漿過程中中充分利用用快速封堵堵器的特點(diǎn)點(diǎn)及時(shí)通過過排、堵水水措施調(diào)整整圍巖富水水區(qū)水壓，，提高注漿漿質(zhì)量。233關(guān)鍵鍵施工技術(shù)術(shù)3.4正正井法多多臨空面水水壓爆破技技術(shù)3.4.1導(dǎo)爆爆管起爆針針遠(yuǎn)程起爆爆技術(shù)豎井正井法法全斷面爆爆破開挖施施工采用導(dǎo)導(dǎo)爆管起爆爆針遠(yuǎn)程起起爆多臨空空面水壓爆爆破技術(shù)，，其效果明明顯，有效效降低了爆爆破安全風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)、控制制了炸藥用用量、增加加了循環(huán)進(jìn)進(jìn)尺及爆破破效果、降降低了粉塵塵濃度。起爆針+前置安全導(dǎo)導(dǎo)爆管+傳爆導(dǎo)爆管管雷管一次性導(dǎo)爆爆管起爆針針、高能脈脈沖起爆器器243關(guān)鍵鍵施工技術(shù)術(shù)3.4正正井法多多臨空面水水壓爆破技技術(shù)3.4.2多臨臨空面爆破破網(wǎng)絡(luò)技術(shù)術(shù)xx隧道1#豎豎井開挖施施工中應(yīng)用用滿足深孔孔起爆要求求的非電毫毫秒雷管組組合非電半半秒雷管，，形成多臨臨空面起爆爆網(wǎng)絡(luò)。秒延期導(dǎo)爆爆管雷管延延期時(shí)間表表段別/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關(guān)鍵鍵施工技術(shù)術(shù)3.4正正井法多多臨空面水水壓爆破技技術(shù)3.4.2多臨臨空面爆破破網(wǎng)絡(luò)技術(shù)術(shù)起爆順序：：掏槽眼到周周邊眼依次次起爆，雷雷管逐次為為1、3、5、7、9段非電毫秒秒雷管、2、3段非電半秒秒雷管起爆爆。在爆破破過程中3、4、5排炮眼形成成形成4組，每組含含有內(nèi)向、、兩側(cè)3個(gè)臨空面共共計(jì)12個(gè)臨空面，，在爆破過過程中對(duì)向向組爆破出出的巖石可可對(duì)向碰撞撞、擠壓。。爆破網(wǎng)路布布置及臨空空面示意圖圖263關(guān)鍵鍵施工技術(shù)術(shù)3.4正正井法多多臨空面水水壓爆破技技術(shù)3.4.3水壓壓爆破借鑒目前國(guó)國(guó)內(nèi)成熟的的水壓爆破破技術(shù)進(jìn)行行裝藥。水壓爆破裝裝藥結(jié)構(gòu)圖圖豎井井下開開挖爆破作作業(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(tái)地面增加穩(wěn)車2臺(tái)清底人工清底，抓巖機(jī)配合挖機(jī)清底目前豎井施施工中大多多采用HJ-6型中中心回轉(zhuǎn)式式抓巖機(jī)裝裝巖。本豎豎井前30m的施工工過程中，，采用中心心回轉(zhuǎn)式抓抓巖機(jī)裝巖巖，發(fā)現(xiàn)此此種方式無(wú)無(wú)法實(shí)現(xiàn)快快速、安全全施工。后后采用CT45-7A型小型型挖掘機(jī)進(jìn)進(jìn)行裝巖。。3關(guān)鍵鍵施工技術(shù)術(shù)3.5出出渣設(shè)備備設(shè)備選型型28中心回轉(zhuǎn)抓抓巖機(jī)許人人工配合作作業(yè)3關(guān)鍵鍵施工技術(shù)術(shù)3.5出出渣設(shè)備備設(shè)備選型型小型挖掘機(jī)機(jī)吊裝簡(jiǎn)便便29第四部分主要技術(shù)創(chuàng)創(chuàng)新點(diǎn)305主要要技術(shù)創(chuàng)新新點(diǎn)5.1井壁座安全全施工技術(shù)術(shù)：井壁座座于二次襯襯砌混凝土土施工時(shí)提提前一模進(jìn)進(jìn)行開挖支支護(hù)施工。。避免其在在先開挖后后施工過程程中發(fā)生掉掉塊、坍塌塌等質(zhì)量安安全隱患，，減少臨時(shí)時(shí)支撐資金金成本投入入；5.2井下快速高高效排、堵堵水施工技技術(shù)：滲水水段采取半半導(dǎo)坑上下下導(dǎo)開挖，，下導(dǎo)坑作作積水區(qū)，，井壁座設(shè)設(shè)置濾水箱箱進(jìn)行環(huán)保保節(jié)能排水水；涌水段段在注漿過過程中利315主要要技術(shù)創(chuàng)新新點(diǎn)用快速封堵堵器及時(shí)排排、堵水調(diào)調(diào)整圍巖富富水區(qū)水壓壓，提高雙雙液漿注漿漿質(zhì)量。5.3正井法多臨臨空面水壓壓爆破技術(shù)術(shù)：通過采采取導(dǎo)爆管管起爆針遠(yuǎn)遠(yuǎn)程起爆多多臨空面水水壓爆破網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)爆破，，在減小開開挖面水平平環(huán)向應(yīng)力力影響的同同時(shí)，有效效降低爆破破安全風(fēng)險(xiǎn)險(xiǎn)、炸藥用