陈正东
浙江省隧道工程集团有限公司 浙江省,杭州市 310030
摘要:随着目前长大隧道的不断增多,为了解决隧道通风问题或者增加工作面,一般设置斜井或竖井进行解决。福建龙津溪引水C1标工程隧道2#、3#斜井为运输、通风、排水斜井,坡度为12.1%,施工难度较大,本文结合工程实际情况,阐述2#斜井施工技术,提出有效的施工方法,总结了成功的经验和体会,便于同类工程提供借鉴。
关键词: 隧道,?斜井,?施工
一 工程概况
福建省重点工程福建龙津溪引水工程C1标合同段,位于漳州市长泰县林墩工业区江都村境内,本标段合同编号:FJFY/C1,主洞引隧洞全长为9173m,i=0.584‰,开挖洞径为底宽3.0m,直径3.9m的扩底圆形断面。2#施工支洞洞身长1395m,上游掘进2017m,下游掘进2267m,3#施工支洞洞身长1343m 上游掘进1988.7m下游掘进2899.3m ,支洞断面采用5×5m城门断面。
2#号斜井全长395m,坡度12.1%,开挖断面面积22.81m2。井口设7m的明洞,其余地段采用复合衬砌。初期支护采用格栅钢架、径向锚杆、钢筋网及喷射混凝土;二次衬砌采用C20钢筋混凝土。
斜井通过地层全部为石英岩细砂岩夹质粉细砂、钙硅质粉砂岩、花岗斑岩脉等,地下水位埋深0~100m,隧洞均位于地下水位以下。
二 斜井施工特点
斜井由于其存在较大坡度,因此无轨机械不能使用,同时操作人员在实际施工中很大方面不能按普通隧道考虑。
三 本工程特、重、难点分析
3.1 斜井开挖断面大、倾角大、施工组织难度大;
3.2 隧道开挖至风机房及斜井开挖至井底的时间间隔较长,为了保证正洞和斜井均衡生产,因此斜井开挖至井底后衬砌台车需在井底拼装,施工难度极大。
3.3 衬砌采用从井底向井口衬砌,混凝土从井口泵送,泵送距离长,泵送混凝土要求高,施工难度大。
3.4 斜井高度为5.0m,对出碴设备挖掘机的选型造成难题,挖掘机偏大会造成不能正常运转,挖掘机过小会造成效率偏低。
四 总体方案
4.1斜井采用绞车提升,开挖自上而下,铺底衬砌自下而上,衬砌自下而上。
4.2开挖支护:洞口段(Ⅴ级围岩)及Ⅳ级围岩采用台阶法施工;Ⅲ、Ⅱ级采用全断面法施工。人工手持风钻钻爆开挖,光面爆破,台架采用脚手架,施工时易于拆除:初期支护紧跟掌子面。
洞口段为减少工序,仰拱一次性开挖到位。
4.3出碴运输:采用提升绞车提升,6m3矿车出碴,双轨单道有轨运输系统,井口外设卸碴挡墙卸碴,自卸汽车运碴至弃碴场。
4.4二次衬砌:采用6m长定型整体模板台车衬砌,中隔墙紧跟,混凝土从井口采用高压输送泵泵送入模。为便于衬砌,斜井开挖完成后从斜井起点里程向洞口衬砌,仰拱和铺底先于衬砌施工。
4.5施工排水:斜井井口到井底高差325.6m,斜井施工为反坡排水,采用多级排水,在掌子面线路右侧挖集水坑,潜水泵抽至临时水仓内,临时水仓根据水量情况设置,再由潜水泵经排水管抽排出洞外:开挖过半时,在斜井中部设腰泵站,掌子面积水经集水坑抽排至临时水仓后再抽排至腰泵站,通过腰泵站抽排至洞外。施工时布设两路排水管,斜井井身高压风管作为储备排水管。
4.6施工通风:采用压入式通风方案,在洞口配置1台轴流通风机(37×2Kw),单路φ1400mm软风管进洞,风管为阻燃、防静电型。
结合现场实际情况,为了减少挖方以及节减少投入,用卸碴挡墙代替卸碴栈桥,同时为了解决场地问题,与钢丝绳交叉便道利用设置涵洞一道,使问题得到很好的解决。见《提升系统纵断面设计图》。
五 其他配套设备设施
1)轨道系统:采用双轨单线,43kg/m钢轨,轨距900mm,L140槽钢轨枕,间距700mm,轨枕长1400mm。碴仓上方轨道设置护轨,明洞变坡点附近设置一大地滚,然后每15m设置一处小地滚。
2)斜井安全设施:以井口为中心,在井口与井底之间和井口与绞车房之间,采用声光信号联系,信号管理指派专人进行管理和操作,在明洞变坡点设置阻车器,同时在阻车器的后方设置一道挡车器,并经常处于正位关闭状态,提升机上设置深度指示器和过卷装置,并在钢丝绳上设置明显的深度标志;井内每200m设置一处挡车器,每10m设置一处轨道防滑装置;井底开挖面设置一处挡车器及阻车器。
3)斜井施工信号系统:在绞车房、井口及工作面(或井底)3处布置响铃信号、信号灯信号系统;设监视器进行开挖面的地质情况、围岩类别、各种机械设备在开挖面的工作状态的监控;信号工带对讲机与绞车房进行联络。
4)供配电:斜井洞口临近,高压变电站集中设置在提升机房及空压机房附近。
5)施工照明系统:斜井内每隔8m设置100W照明灯一处,在避人洞、信号间设置设置高压钠灯。
总结:
此斜井从开工到现在,已开挖支护近200m,提升系统运行非常正常,开挖过程中遇到2个特大溶洞,目前也安全通过,现总结以下几点:
1 我项目斜井原设计施工便道近9km,弃碴场距离洞口约300m,结合实际情况,对施工便道和弃碴场进行重新选择,目前施工便道2.4km,弃碴场就位于洞口冲沟内,这两项节约成本约100万元。
2 提升系统用卸碴挡墙代替卸碴栈桥,减少工程量和投入,同时缩短了时间。
3 斜井施工采用单工序作业,所以在施工过程中尽量减少工序,隧道有仰拱地段一次性开挖到位,再用洞碴回填过轨,减少捡铺底工序中的爆破作业。
4 平面布置充分利用地形,隧道地质情况,材料使用情况进行综合考虑,采用多种形式,将规范要求范围合理利用,减少投入,降低成本。
参考文献:
[1]中交第二公路勘察设计研究院.巫奉高速公路两阶段施工图设计.第三册共四册.2006