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1、通風豎井及聯絡風道交叉口施工方案探析Analysis on Construction Schemes of Ventilation Shafts and Connecting Wind Tunnel Intersections 摘要： 楊林隧道采用的通風方式為豎井與聯絡風道配合通風。本文將結合工地水文地質條件，具體介紹該隧道的施工設計和重要節點的處理方法，為同類工程提供有價值的參閱資料。Abstract： The ventilation method adopted by Yanglin Tunnel is coordinated with vertical ventilation and c2、onnecting wind tunnel. This article will combine the hydrogeological conditions of the site and introduce the construction design of the tunnel and the treatment methods of important nodes， to provide valuable reference materials for similar projects.關鍵詞： 通風豎井施工；聯絡風道交叉口施工；水文地質Key words： ventilation 3、shaft construction；construction of connecting wind tunnel intersection；hydrogeology中圖分類號：U455.4 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）15-0136-050 引言對于特長公路隧道來說，其通風設計和施工不僅關系到隧道的建設規模和將來的運營成本，而且和隧道的防火救災相關。隧道通風設計必須考慮工地的地理地貌特征、環境條件以及施工要求等諸多因素，才能真正實現通風與防火防災的目的。楊林隧道屬于特長隧道，該隧道采用的通風方式為豎井與聯絡風道配合通風。施工單位針對隧道所處的地理位置及環境條件，布4、置了獨立的排煙通道與豎井相連，左幅采用豎井送排式縱向通風結合兩處靜電除塵系統，充分利用有利的地理地貌條件縮短了聯絡風道長度，降低了聯絡風道設計縱坡，大大降低了施工難度和施工安全風險。1 工程概況1.1 設計概況楊林隧道為特長隧道，根據隧道交通量、地形地質條件、環境保護、火災通風控制等多方面綜合要求，為滿足運營期間通風的需求并利于施工通風，設置通風豎井一座。通風豎井將作為運營期間左幅隧道的送、排風通道及右幅隧道的排煙通道。隧道右幅采用全縱向通風，同時設置獨立排煙通道與豎井相連，左幅采用豎井送排式縱向通風結合兩處靜電除塵系統。通風豎井中心位置為左幅ZK18+171.25右幅側18.36m處，深度15、52.5m，位于左、右兩幅之間。豎井襯砌類型：鎖口明洞6.5m；SJ-V：56.3m；SJ-V-JQ：13m；SJ-：54.9m；SJ-JQ：19.2m；SJ-BZ：2.6m，地下聯絡風道SLpfk9.74m；SLspsd（一般段）45.22m；SLspsd（加強段）19.40m；Slpyk9.66m；Slpyd20.57m。1.2 工程地質及水文情況豎井圍巖有第四系角礫土、粉質粘土，二疊系下統棲霞茅口組灰巖，二疊系峨眉山組玄武巖，第四系底層松散，上部玄武巖風化強烈，下部灰巖巖溶較發育，圍巖級別為V21級，豎井地下水豐富，施工中可能產生涌水，通過計算預測單位長度隧道通過含水層日穩定涌水量6.86、5m3/d，單位長度日最大涌水量8.22m3/d。隧道工程所處位置的水文地質參數詳見圖1。1.3 通風豎井及聯絡風道交叉口工程重、難點分析結合通風豎井及聯絡通道的施工內容和施工情況、工程水文地質特點等，參考類似工程施工經驗，本豎井施工的主要重、難點有：豎井自身結構開挖支護深度大，達到152.5m，施工難度大；施工場地范圍狹小，出渣效率低，對施工進度影響較大；豎井與聯絡風道及正洞與聯絡風道的馬頭門破除施工，聯絡風道安全貫通是施工的重點，也是控制的難點；爆破施工對已經支護完成的豎井井身、聯絡風道的震動破壞風險，是控制安全施工的重點；由于該豎井地質相對較差，地下水豐富，豎井開挖時周邊注漿、超前帷幕注7、漿處理加固、地下水、地表水的應急處理是本工程施工重、難點。2 整體施工流程總體施工步驟：臨建、生活區建設豎井場地平整測量放線井點降水布置及截排水溝、防護欄桿施工明洞開挖及防護超前周邊注漿、帷幕注漿及注漿效果檢查施工鎖口漿砌片石回填及井架基礎施工井架安裝、調試及驗收報備開挖支護聯絡風道馬頭門施工聯絡風道施工二次襯砌（含中隔墻）施工。3 豎井施工3.1 豎井明洞段施工明洞開挖施工前，先進行測量放線，放出井點降水布置線和地表截水溝位置（如圖2所示），按設計要求施做截水溝和井點降水。待井點降水效果達到要求后開始明洞段開挖，洞口段仰坡邊開挖邊進行?R時坡面防護，采用10cm 厚C20噴射砼及25cm258、cm8鋼筋網片，開挖明洞時，注意在一側預留進出斜坡，以供機械上下通行。場地平整：場地平整至設計圖紙中豎井施工期間回填線標高處，高出部分進行挖除，不足部分分層填筑壓實至該設計標高。測量放線：測量站將井點降水布置線、截排水溝布置線、明洞開挖開口線、豎井中心點等部位進行放樣，用白灰灑出作為標記，并對班進行書面交底，開挖過程中注意復測，保證邊坡及標高到位不超挖。井點降水、截排水溝及防護欄桿施工：根據放線進行水溝開挖及防護欄桿基礎施工，坡頂截水溝為M7.5漿砌片石砌筑，截水溝頂面要比地面低，保證順利匯水，鋼護欄桿基礎采用30cm方形C20砼基礎，欄桿為？準504mm鋼管，外露高度1m。 明洞開挖及防護：9、明洞開挖高度及邊坡坡度（1：0.5）按測量所給交底進行開挖控制，開挖后隨即對邊坡進行臨時防護，掛設？準8鋼筋網片，網格間距2525cm，噴射C20噴射混凝土，厚度10cm，并預留排水孔。豎向超前周邊注漿。超前周邊注漿分兩個注漿循環，第一循環注漿范圍為開挖輪廓線外3m，第二循環外插角為100，同第一循環的搭接長度為10m。注漿材料為水泥漿，必要時采用水泥水玻璃雙獎液，漿液濃度根據巖體條件加以調整，初擬如下：水泥漿的水灰比為0.4：10.5：1，如采用雙漿液，其配比參數為：C：S=1：（0.61）（體積比），水泥漿水灰比為0.8：11：1，水玻璃模數為2.62.8，水玻璃濃度為35B。設計注漿壓力10、（終壓值）為注漿處靜水壓力的23倍。該段靜水壓力：gh=10009.8（2020-1973.5）=455.7kPa終壓=2.5倍靜水壓力=1.14MPa。第一循環外圈宜采用前進式注漿，內圈宜采用后退式注漿，同一圈孔間隔施工；第二循環每一圈宜采用前進式注漿。豎向超前帷幕注漿。明洞開挖完成后即開始帷幕注漿施工，共計施工三個循環，施工前應在超前地質預報指引下鉆設56個超前鉆孔以探明地下水發育情況和溶洞、洞穴的方位、規模等地質情況。超前鉆孔起點布置在預測突水處前510m。注漿加固范圍為以豎井中心為圓心半徑為5.45m的圓，每循環深度3050m，暫按30m分三環施工，第一環長度12m，第二環長度10m，11、第三環長度8m；每循環完成后留6m不開挖作為下一循環的止漿巖盤。注漿孔布置由工作面豎直向下，布置成4環加中心一點，內外環按梅花形布設。注漿材料為水泥漿：水泥漿的水灰比為0.5：11：1，如采用雙漿液，其配比參數為：C：S=1：（0.61）（體積比），水泥漿水灰比為0.8：11：1，水玻璃模數為2.62.8，水玻璃濃度為35B。設計注漿壓力為注漿處靜水壓力的23倍，一般為初壓0.51MPa，終壓35MPa。鎖口施工及明洞回填。鎖口高度為6m，分2層施工。鎖口段底座地基承載力不小于200kPa。3.2 豎井洞身開挖鉆爆設計及施工土質段采用挖機直接開挖出渣，石質段采用鉆爆法施工，采用直眼分段擠壓式掏12、槽、光面爆破，炸藥為巖石乳化炸藥，藥卷規格為？準32200mm，雷管分為1、3、5、7、9、11段非電毫秒延期雷管，電磁雷管引爆非電毫秒雷管（導爆管雷管）的方式引爆。豎井開挖前由測量站準確測出豎井的開挖輪廓線，采用測距儀及垂準儀定出豎井中心，并由測量員定出開挖輪廓線，開挖后對輪廓線進行檢查，確保豎井開挖凈空尺寸符合設計和規范要求。根據施工環境及地勘揭露圍巖情況，豎井開挖采全斷面法施工，爆破開挖掘進。選用YJGN-500型高壓起爆器并串聯聯合起爆，先起爆掏槽眼、再起爆輔助眼、最后起爆周?眼，爆破參數詳見表1。3.3 豎井初期支護施工豎井初期支護參數見表2。3.4 豎井提升設備豎井提升架根據施工場13、地情況布置，井口提升架基礎坐于豎井鎖口圈梁混凝土上，其他采用混凝土擴大基礎，預埋連接螺栓。提升設備主要構造如圖3所示，豎井設備安裝方法詳見圖4。提升機用鋼絲繩選用28mm多層股（不旋轉）鋼絲繩；溜灰管用JZ-16/800A型鑿井絞車選用鋼絲繩：34mm；抓巖機用JTz-10/700鑿井絞車選用鋼絲繩：18.5mm；深井泵用JZ-5/400A型鑿井絞車選用鋼絲繩：23.5mm；吊盤穩車用2JZ-10/600型鑿井絞車選用鋼絲繩：31mm；風水管穩車用JZ-10/800型鑿井絞車選用鋼絲繩：31mm；JZ-5/400A型鑿井絞車選用鋼絲繩：23.5mm。4 豎井與地下聯絡風道交叉口施工聯絡風道的開14、挖、初期支護、二襯施工同正洞施工，重、難點施工為聯絡風道與豎井、主洞的交叉口施工。4.1 施工設計按照圖5所示的平面設計圖，通風豎井與地下聯絡風道交叉口施工步驟如下：豎井開挖支護至井底測量放樣大里程側送排風道襯砌加強段上臺階開挖輪廓線機械、人工配合破除大里程側上臺階豎井初期支護按SLspfd型襯砌加強段支護第一榀工16鋼架等初期支護試爆開挖、量測震動速度等鉆爆、兩臺階法施工大里程SLspfd型襯砌加強段開挖支護鉆爆、兩臺階法施工小里程SLspfd型襯砌加強段開挖支護。4.2 交叉口段工藝流程4.2.1 馬頭門破除由測量站在豎井初期支護上畫出聯絡風道SLspfd型襯砌加強段上臺階開挖輪廓線，破除15、采用機械加人工配合破除，先人工用風鎬將開挖輪廓線處噴射砼鑿除，露出鋼架，將鋼架割斷后，采用機械破除掌子面剩余初期支護。4.2.2 SLspfd型襯砌加強段初支施工豎井鑿除完成后，即進行地下聯絡風道SLspfd型襯砌加強段上臺階初期支護施工，施工參數詳見聯絡風道施工。該段鋼架施工完畢后，必須與豎井割斷鋼架進行牢固焊接固定。4.2.3 試爆、及鉆爆施工馬頭門噴射混凝土強度達到要求、監控量測數據達到穩定后，進行聯絡風道鉆爆開挖，此段嚴格采用控制爆破，并進行試爆，用儀器測試震動值，嚴格控制爆破震動速度，要求爆破震動速度控制在50mm/s之內。試爆時的炮眼布置如圖6所示，爆破參數見表3。試爆結束后，根據16、儀器測試結果，對炮眼布置方式、裝藥量等進行調整。4.3 主洞交叉口段施工技術措施主洞交叉口段空間受力復雜，施工過程中應加強監控量測和變形分析，并據以及時調整開挖方法和修正支護參數，酌情預留圍巖變形量，必要時應及時增設臨時鋼支撐，確保圍巖穩定和施工安全。 施工期間，現場施工負責人會同技術人員對各部支護進行定期檢查。在岔洞變斷面地段，每班責成專人檢查。交叉口段施工過程中必須加強監控量測工作，量測數據及時反饋給技術人員，根據位移測量結果，評價支護的可靠性和圍巖的穩定狀態，及時調整支護參數。錨桿長度、間距符合設計要求，錨桿孔內漿液飽滿，并保證噴射混凝土的厚度和密實度。5 地下聯絡風道施工5.1 施工設17、計聯絡風道施工采用上、下兩臺階方法開挖施工，開挖進尺11.5m，采用控制爆破法施工。施工時遵循“先預報，預加固，短進尺，弱爆破，強支護，早封閉”的原則，按照動態原則組織施工。由于聯絡風道較短，所以對聯絡風道進行全段加強，初期支護采用噴射混凝土、鋼筋網、鋼拱架為主要支護手段，二次襯砌采用C35鋼筋混凝土二次襯砌，底板采用50cm厚C20混凝土鋪底+C15混凝土整平層+20cm厚C20混凝土面層結構。地下聯絡風道在施工中嚴格按照設計圖紙（圖7）進行施工，加強監控量測及超前地質預報工作，確保聯絡風道的施工安全。5.2 地下聯絡風道施工兩臺階法施工步驟如圖8所示。施工步驟：1）開挖導坑上半斷面部；2）18、上導坑拱部初期支護部；3）單側開挖導坑下半斷面部；4）分側施工下導坑邊墻初期支護。5.3 施工排水根據設計圖紙顯示，豎井地下水豐富，施工中可能產生涌水，單位長度隧道通過含水層日最大涌水量為8.22m3/d，施工過程中可以采取中間先行的辦法，即鉆爆施工時中間第一圈鉆孔深度比其余鉆孔深1.52.0m，形成集水坑，以便于深井泵的放置、排水。施工至井底時每小時水量為：8.22152/24=52.06m3/h故深井泵選用20QJ（R）20-175/13型4?_，配套電纜規格（銅芯）310。該水泵揚程175m，電機功率18.5kW，出水管直徑20cm，流量20m3/h，4臺總流量80m3/h遠大于設計最大19、涌水量52.06m3/h。現場備用2臺深井泵及排水管道，防止水量突然變化增大，同時便于維修、替換。深井泵電纜與水管分別纏繞在2個絞車鋼絲繩上，用以固定，防止剮蹭。豎井內抽排出的廢水經過地面的三級沉淀池進行處理，經處理過的水可以用于便道灑水降塵、混凝土養護等。6 結束語以上是特長隧道楊林隧道的豎井與聯絡風道配合通風設計及重點工序的施工方案。經專家論證，該方案針對云貴高原地區的特點和施工要求，科學安排，合理組織，嚴格管理，精心施工，減少對周圍環境和居民正常生活的影響，以成熟的施工技術措施及先進的設備和施工工藝，防止豎井井壁坍塌及聯絡風道的坍塌，控制地面沉陷，大大降低了施工難度和施工安全風險，按期為20、業主提供合格的工程產品。由于實際施工活動是一個動態發展的過程，期間還能出現一些風險或問題，需要在施工中根據實際施工條件，優化施工安排，均衡生產，進行具體探討。另外，豎井井身段施工前，必須用多功能鉆機在井身范圍內鉆設23孔超前長距離（80150m）探孔，以準確確定豎井水量分布高度、出水量、水量變化等水文地質，井身段落圍巖破碎、完整情況，確定鉆爆開挖標高，提前準備炸藥及履行相關手續，以免臨時準備干擾正常的施工秩序。參考文獻：1陳光明，韋薇，胡益華.特長公路隧道斜井、豎井設計技術與經驗J.隧道建設，2015，35（04）：342-349.2劉友春.高速公路特長隧道單豎井及聯絡風道施工分析J. 中國科技信息，2015（05）：147-149.3李向平.明月山特長隧道通風豎井聯絡道施工技術J.河南科技，2012（24）：38，43.