寶坪高速天臺山隧道2 號通風豎井施工技術(shù)

黃光友 周恒玉 王曉川

（中交二公局第四工程有限公司， 河南 洛陽 471000）

0 引言

近年來，隨著國家持續(xù)加強對基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域的投資，極大地促進了我國公路交通事業(yè)的快速發(fā)展，公路通車里程不斷增加，長及特長公路隧道大量涌現(xiàn)。通風豎井作為重要隧道通風的重要構(gòu)筑物，在保障公路隧道安全運營中發(fā)揮著重要作用。如何安全、快速、優(yōu)質(zhì)、高效地進行通風豎井施工顯得尤為重要。徐禮亨[1]從立井施工的機械化配套原則、爆破方式及其參數(shù)確定、混凝土攪拌方式等方面論述了立井施工技術(shù)措施。梁祖軍[2]分析了平煤四礦三水平進風井施工中機械化配套、中深孔光面爆破技術(shù)，科學施工組織管理的應(yīng)用情況。尚立斌[3]闡述了山西新元礦井進風井的施工方法與技術(shù)、配套機械設(shè)備及施工組織管理。李士棟等[4]分析了先進的施工技術(shù)、合理的施工工藝、可靠的大型機械化綜合配套裝備以及科學的施工管理在豎井施工中的應(yīng)用情況。韓 瑀萱對巴桃高速米倉山特長隧道深大豎井的施工技術(shù)、施工配套設(shè)備和施工管理等方面進行了探討。本文結(jié)合寶坪高速秦嶺天臺山隧道2號豎井建設(shè)案例，分析其施工技術(shù)，以期為類似工程提供借鑒。

1 工程概況

寶坪高速公路秦嶺天臺山隧道2 號豎井包含1 座排風井和1 座送風井，設(shè)計凈直徑均為8.5m，兩井口間距34.28 米，井深分別為560.81m 和554.68m。項目區(qū)域?qū)偾貛X以北的暖溫帶半濕潤氣候區(qū)，全年的氣候變化受制于季風環(huán)流，冷暖干濕四季分明。地層巖性主要為強風化中粗粒黑云母花崗巖，少量中風化巖。強風化巖巖石結(jié)構(gòu)構(gòu)造大部分破壞，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體呈碎裂結(jié)構(gòu)，巖質(zhì)較軟，巖體破碎，自穩(wěn)能力差，無支護時側(cè)壁易失穩(wěn)。

2 施工技術(shù)與工藝

2.1 破巖掘進與出矸

施工采用FJD-6B 傘架配YGZ-70 鑿巖機鑿巖，同時配備多臺YT-28 型人抱鉆輔助傘鉆鉆孔，中深孔爆破，炮眼深度為3.5m。成井循環(huán)方式采用一掘一支，每次開挖支護循環(huán)進尺為3.0m。使用2 臺55 型挖掘機機械裝巖，主提升整個鑿井期間選用4.0m3 吊桶；副提升在400 m 以上選用3.0m3 吊桶，400 m 以下選用2.0m3 吊桶，2 套單鉤提升。每個井筒地面附近設(shè)1 臺JS-750 混凝土攪拌機、1 臺PLD-1200 型配料機拌制混凝土，采用一道Φ159mm 無縫鋼管輸送混凝土，井下設(shè)4 臺PZ-7 型濕噴機進行噴射混凝土。出矸采用布置在井架下方的一臺中心抓巖機出矸，井筒采用絞車進行穩(wěn)定并配備座鉤式矸石吊桶（4m3）進行提升，矸石經(jīng)溜槽入排矸場地由自卸式汽車運出。

2.2 支護

井筒初支形式為噴射混凝土、錨桿、金屬網(wǎng)、格柵鋼架支護，一次支護段高為3.0 米（根據(jù)實際情況可在1～3m 間適當調(diào)整）。錨桿、鋼架、鋼筋網(wǎng)安裝與出渣同步，即出一層渣、打一層錨桿、同步安裝1～2 層拱架、安裝對應(yīng)鋼筋網(wǎng)，每段全部出渣完畢和鋼筋網(wǎng)安裝后，立即進行噴射混凝土施工，完成一段初支。豎井二次襯砌施工，采用C30 混凝土在井口拌合站集中強制拌合，通過滑道運輸?shù)骄诹隙罚炷劣删诘降醣P采用Ф159mm 無縫鋼管輸送，下端接緩沖器，在吊盤二次攪拌后經(jīng)過活節(jié)溜灰管入模，混凝土采用分層對稱澆筑機械振搗。為防止在輸送混凝土的過程中產(chǎn)生離析現(xiàn)象，在混凝土攪拌過程中嚴格控制水灰比，保證混凝土加入高效早強減水劑后的坍落度在16～20 ㎝之間，同時輸送過程要保證連續(xù)下料，在澆筑混凝土前對管路進行浸濕。

3 施工輔助措施

3.1 提升與懸吊

提升絞車選擇JK-3.0/20 型鑿井絞車；提升鋼絲繩選擇18×7-Φ31-170 特型不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩；提升吊桶規(guī)格為4.0m3。懸吊系統(tǒng)考慮吊盤、壓風管、溜灰管、爆破電纜、風筒、信號電纜的懸吊，吊盤設(shè)6 臺穩(wěn)車懸吊，溜灰管設(shè)1 臺穩(wěn)車懸吊，壓風管設(shè)1 臺穩(wěn)車懸吊，風筒設(shè)1 臺穩(wěn)車懸吊、爆破電纜、信號電纜及動力電纜與吊盤懸吊，吊盤的兩根懸吊繩兼做穩(wěn)繩。

3.2 壓風與通風

地面設(shè)集中壓風站，安設(shè)3 臺螺桿風冷40m2/min 空氣壓縮機，1 臺20m2/min螺桿壓風機（備用），供井下傘鉆、風鉆及風鎬使用，壓風站總供風能力為140 m2/min。地面壓風干管路為Φ159×5mm 型無縫鋼管，井筒內(nèi)壓風管路布置1 趟Φ 159×5mm 型無縫鋼管。根據(jù)風機的工作風量和風壓，確定選用2 臺FBD-37 型局部通風機，其中1 臺工作，1 臺備用。風機安裝在井架10m 平臺上，運行風機安裝消音器。井內(nèi)懸掛一列Φ1000mm 強力膠質(zhì)風筒，風筒出口距工作面不超過20m。在豎井鎖口盤上設(shè)2 個規(guī)格為1000×1000mm 的回風孔，上部設(shè)可開啟活動鐵門，回風口要設(shè)有保護網(wǎng)格和細篩網(wǎng)。

3.3 排水

井筒施工嚴格按照“有掘必探、先探后掘”的原則施工，在開挖前運用地質(zhì)雷達進行地質(zhì)超前預報，通過對雷達剖面圖的分析安排掘進工作。井筒漏水量小于10m3 時，工作面積水由風泵排至吊桶，提升到地面排水；水量大于10m3 時，采用后壁注漿或超前預注漿堵水。

3.4 其他

通風豎井井內(nèi)還設(shè)有信號、通信、照明、安全梯、監(jiān)控系統(tǒng)、有害氣體檢測系統(tǒng)等。

4 施工組織管理

隧道通風豎井建設(shè)是一項復雜的系統(tǒng)工程，應(yīng)充分考慮各個工序自身的特點和相互之間的關(guān)系和銜接，才能加快施工速度，高效地完成各項任務(wù)。這就需充分要發(fā)揮施工人員的主觀能動性和創(chuàng)造性，發(fā)掘出人的最大潛能。天臺山隧道2號通風豎井施工中主要采取了如下管理措施：（1）成立QC 小組及時解決生產(chǎn)中存在的各種問題；（2）構(gòu)建雙重預防工作機制，強化風險分級管控和隱患排查治理能力；（3）薪資改革，優(yōu)化分配方式，實行動態(tài)效益考核，充分調(diào)動員工積極性；（4）加強培訓教育，工人要做到一專多能，提高施工效率。

5 結(jié)語

天臺山特長公路隧道是目前世界最長的雙向6 車道公路隧道，采用三井四段式分段縱向通風方案，分別設(shè)1 號斜井、2 號豎井、3 號斜井。本文以天臺山特長公路隧道2 號通風豎井施工為實例，介紹了破巖掘進、出矸及支護等施工技術(shù)與工藝，同時分析了其施工配套輔助措施與施工組織特點。論文對我國高速公路特長隧道通風豎井施工技術(shù)的提升具有一定的推動作用。