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大直径富水通风竖井施工工法
1 前言
随着我国高速公路、 高速铁路的快速发展, 我国特长隧道通风竖井数量也随
之增多,我国竖井施工技术和施工机械水平也有很大提高, 目前,国内外绝大部
分竖井采用正井法施工, 但依旧存在凿井设备陈旧、 生产能力低等、 施工安全风
险高等诸多问题。 和榆高速公路为山西省高速公路网 “三纵十二横十二环” 规划
中第七横组成部分,该隧道位于山西省左权县城东北 5km处,设计为分离式隧道,
隧道全长 11408m,最大埋深 743 米。为解决 XX 隧道运营通风问题 , 共设 4 处地
下风机房,三处为斜井通风,一处为竖井通风,其中 1 号竖井内径 8.2m,最大
开挖直径 9.78m, 井深 220.4m。竖井初期支护采用锚、 (网)钢、喷联合支护形式,
二次衬砌采用模筑混凝土浇筑,同时采用钢筋混凝土中隔板将送、排风道分隔。
目前国内外竖井施工主要有正井法、反井法两种施工方法, XX 隧道 1#竖井
为尽早解决正洞施工通风所需, 根据工期及现场条件, 采取正井法进行施工, 在
确保施工安全的前提下做到设备综合利用, 以新技术、新工艺、新理念进行施工,
实现安全、快速、优质的目的。本工法着重根据公路隧道的特殊要求,借鉴煤矿
竖井进行技术改进。以 XX隧道 1#竖井为例,经总结和提高形成本工法。
2 工法特点
2.1 竖井施工井架采用重复率高的煤矿 IVG 改进型井架, 其天轮平台、 绞车
钢丝绳布设灵活便捷,井架便于装卸和运输;
2.2 井下快速高效排、堵水施工技术,井下渗水段采取半导坑上下导开挖,
下导坑作积水区, 井壁座设置过滤水箱进行环保节能排水; 涌水段采用快速封堵
器封堵后进行双液浆注浆封堵, 注浆过程中充分利用快速封堵器的特点及时通过
排、堵水措施调整围岩富水区水压,提高注浆质量。
2.3 正井法多临空面水压爆破技术, 提供多临空面爆破, 在减小开挖面水平
环向应力影响的同时,有效降低爆破安全风险、炸药用量、粉尘浓度,提高循环
进尺、爆破效果,避免欠挖、渣粒径过大等现象。
2.4 采取井壁座于二次衬砌混凝土施工时进行开挖施工的安全施工技术。 有
效避免常规施工先开挖后施工过程中发生掉块、 坍塌等质量安全隐患, 减少临时
支撑资金成本投入;
2.5 采用小型挖掘机装岩,充分利用小型挖掘机在大直径竖井中工作的优
势,提高工作效率、 降低安全风险, 应用挖掘机防护笼装置对挖掘机在爆破作业
进行防护,有效避免爆破产生的飞石、尘烟对挖掘机的损坏及不利影响。
2.6 竖井复合式衬砌,初期支护采用锚、网、喷、钢架联合支护形式,随挖
随护,紧跟工作面保证施工安全;
2.7 二次衬砌采用自下而上的施工顺序, 井壁二次衬砌与中隔板采用爬模工
艺由下而上浇筑成井;
3 适用范围
适合净径 6m,深度在 100m以上的富水深大竖井工程。
4 工艺原理
其采用重复用率高的煤矿 IVG 改进型井架,配合竖井提升设备绞车、稳车、
等设备形成单钩双吊桶垂直运输,经济适用性高;竖井富水段采用井下快速排、
堵水施工技术,排、堵水效果优质、节能;竖井开挖爆破采用正井法多临空面水
压爆破技术,有效降低爆破安全风险、炸药用量、粉尘浓度,提高循环进尺度;
采取井壁
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