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1、重慶xx至xx高速公路A19標斜井施工設備配套技術方案目 錄一、工程概況2二、工程特、重、難點5三、總體方案5四、施工方法61、開挖支護作業線62、裝碴運輸提升作業線83、混凝土襯砌134、斜井通風系統145、施工照明系統146、施工排水系統147、施工供電系統158、斜井施工信號系統159、斜井管線布置方案1510、斜井井外施工場地布置1611、斜井安全設施16五、斜井機械、周轉料、非標設備配置171、機械設備172、周轉料配置183、非標設計與加工18六、階段性時間安排18七、需說明的問題19主要工程項目有xx特長隧道及2#通風斜井。其中2#通風斜井位于xx縣xx鄉xx村，井口位于隧道右線2、YK47+474右側172m，井底位于隧道右線YK46+739右側44.95m處，距隧道出洞口3069m；施工便道從103省道xx至xx40Km處下山，新修3.6Km便道到達斜井井口。一、工程概況1、設計概況2號斜井全長817.05m，傾角24.95，開挖斷面面積34.9847.0m2。井口設3m的明洞，其余地段采用復合襯砌。初期支護采用格柵鋼架、徑向錨桿、鋼筋網及噴射混凝土；二次襯砌采用EVA復合防排水板、C25混凝土。復合襯砌的支護參數見表1：表1 復合式襯砌各類支護參數表襯砌類型圍巖級別初期支護二次襯砌（C25）輔助施工錨桿鋼筋網噴混凝土鋼拱架SX525注漿錨桿L=3.0m，50*1003、cm雙層6鋼筋網20*20cmC20噴射混凝土厚24cm25格柵鋼架間距75cm拱部、仰拱40cm（鋼筋砼）SX422藥卷錨桿L=2.5，100*100cm單層6鋼筋網20*20cmC20噴射混凝土厚20cm22格柵鋼架間距100cm拱部、仰拱35cm（砼）SX322藥卷錨桿L=2.0m，100*100cm單層6鋼筋網20*20cmC20噴射混凝土厚10cm拱部30cm（砼）SX2局部22藥卷錨桿局部6鋼筋網20*20cm局部C20噴射混凝土厚6cm拱部30cm（砼）（1）斜井開挖斷面示意圖（2）2號斜井襯砌內輪廓示意圖（3）2號斜井XJ2K0+745-+720坡度為-2%，XJ2K0+7204、-+020坡度為46.529%（傾角24.95），井下XJ2K0+020-+000坡度為2%。詳見斜井地質縱斷面圖。（4）地下風機房運輸通道、風機房54.75m，控制室、休息室、電氣室48m，風機口風道40m，聯絡風道165.4m，過渡段40m。2、工程地質與水文地質斜井通過地層全部為灰巖段；斜井分段工程與水文地質情況見下表2。表2 斜井工程地質與水文地質一覽表序號里程長度（m）工程與水文地質圍巖穩定性1地表向下XJ2K0+745+72020m薄至中層灰巖、白云質灰巖，裂隙較發育，受構造影響較重，巖體破碎。側壁穩定性較差，洞頂及側壁可能出現塌方。2XJ2K0+725+425330.3m3XJ25、K0+425+000466.75m薄至中層隱晶質灰巖、白云質灰巖，巖溶較發育，受構造影響較輕。側壁穩定，洞頂可能出現局部小坍塌、掉塊，雨季可能出現大量滲水，但不排除突水、突泥的可能性。合計XJ2K0+745+000817.05m二、工程特、重、難點分析1、斜井開挖斷面大，傾角大（接近斜井傾角極限），施工組織難度大；與常規斜井相比，開挖斷面大，斷面面積34.9847.0m2，傾角24.95，襯砌結構帶有中隔墻結構。2、隧道開挖至風機房及斜井開挖至井底的時間相差較長，為了保證正洞和斜井均衡生產，因此斜井開挖至井底后襯砌臺車需在井底拼裝，施工難度極大。3、襯砌采用從井底向井口襯砌，混凝土從井口泵送，6、泵送距離長，泵送混凝土要求高，施工難度大。三、總體方案斜井采用“無軌運輸（平坡段）卷揚機提升（井身段）絞車提升（井身段）”三個階段，開挖自上而下，鋪底襯砌自下而上。1、開挖支護洞口段（級圍巖）及級圍巖采用臺階法施工；、級采用全斷面法施工。人工手持風鉆鉆爆開挖，光面爆破，臺架采用腳手架，施工時易于拆除；初期支護緊跟掌子面。2、出碴運輸（1）初期斜井洞口20m平坡段采用裝載機裝碴，無軌運輸出碴，其距離可開挖34m（XJ2K0+803.55+769.55）。（2）中期(進入井身段)當無軌運輸無法施工時，采用10t卷揚機提升運輸，4m3礦車出碴，可開挖150m左右（XJ2K0+769.55+619.57、5），井口外設棧橋卸碴，自卸汽車運碴至棄碴場。（3）后期采用提升絞車提升，6m3礦車出碴，雙軌單道有軌運輸系統，井口外設棧橋卸碴，自卸汽車運碴至棄碴場。4、二次襯砌采用6m長定型整體模板臺車襯砌，中隔墻緊跟，混凝土從井口采用高壓輸送泵泵送入模。為便于襯砌，斜井開挖完成后從斜井起點里程向洞口襯砌，仰拱和鋪底先于襯砌施工。5、施工排水斜井井口到井底高差325.6m，斜井施工為反坡排水，采用多級排水，在掌子面線路右側挖集水坑，潛水泵抽至臨時水倉內，臨時水倉根據水量情況設置，再由潛水泵經排水管抽排出洞外；開挖過半時，在斜井中部設腰泵站，掌子面積水經集水坑抽排至臨時水倉后再抽排至腰泵站，通過腰泵站抽排至8、洞外。6、施工通風采用壓入式通風方案，在洞口配置臺軸流通風機（372KW），單路1400mm軟風管進洞，風管為阻燃、防靜電型。結合施工情況，斜井開挖至風機房時停止開挖，開始洞身段鋪底襯砌；正洞開挖后再安排風機房段的開挖、襯砌等。四、施工方法1、開挖支護作業線（1）施工方法采用鉆爆法施工，采用人工搭設簡易臺架風鉆鉆眼，電雷管配合防水型非電毫秒雷管起爆，2巖石抗水乳化炸藥光面爆破。采用12臺PZ-5噴漿機噴漿，噴漿料運輸車運輸。（2）開挖循環時間計算（見表3表6）洞口級圍巖進尺46m/月表3 級圍巖進尺分析表序號工序工序時間備注1開挖準備1.5h包括測量、通風2鉆眼爆破2h鉆眼深度1.5m，開挖進9、尺1.0m，開挖斷面面積47.0m2，配備風鉆8臺（掌子面6把，檢底2把），炮眼數量約84個，每m炮眼鉆進時間為4分鐘。（841.54）6=84分鐘，考慮施工干擾及裝藥時間（26分鐘）取2h。3出碴4h洞口平坡段，采用無軌運輸4初期支護5h含格柵鋼架5合計12.5h月進度：(3024）12.51.0=57.6m/月，取進度系數為0.8，每月循環進尺為46m。級圍巖進尺50m/月表4 級圍巖進尺分析表序號工序工序時間備注1開挖準備1.5h包括測量、通風2鉆眼爆破3.0h鉆眼深度2.5m，開挖進尺2m，開挖斷面面積44.15m2，配備風鉆8臺（掌子面6把，檢底2把），炮眼數量80個，每m炮眼鉆進時10、間為4分鐘。（802.54）6=133分鐘，考慮施工干擾、抽水及裝藥時間（47分鐘）取3.0h。3初期支護12h含格柵鋼架4出碴8.0h卷揚機提升5合計24.5h月進度：（3024）24.52=59m/月，取進度系數為0.85，每月循環進尺為50m。級圍巖進尺123m/月表5 級圍巖進尺分析表序號工序工序時間備注1開挖準備1.5h包括測量、通風2鉆眼爆破3.0h鉆眼深度3m，開挖進尺2.5m，開挖斷面面積35.59m2，配備風鉆8臺（掌子面6把，檢底2把），炮眼數量72個，每m炮眼鉆進時間為4分鐘。（7234）6=144分鐘，考慮施工干擾、抽水及裝藥時間（36分鐘）取3.0h。3初期支護2.511、h4出碴5.4h5合計12.4h月進度：（3024）12.42.5=145m/月，取進度系數為0.85，每月循環進尺為123m。級圍巖進尺141m/月；表6 級圍巖進尺分析表序號工序工序時間備注1開挖準備1.5h包括測量、通風2鉆眼爆破3.5h 鉆眼深度3.5m，開挖進尺3.0m，開挖斷面面積34.98m2，配備風鉆8臺（掌子面6把，檢底2把），炮眼數量72個，每m炮眼鉆進時間為4分鐘。（723.54）6=168分鐘，考慮施工干擾、抽水及裝藥時間（42分鐘）取3.5h。3初期支護2.5h4出碴5.4h5合計12.9h月進度：（3024）12.93.0=167m/月，取進度系數為0.85，每月循12、環進尺為141m。斜井開挖時間41.24646+66.17650+270.397123+425.731141=7.4（月），考慮其他因素影響，開挖時間取8個月。（3）開挖支護設備配備見表7。表7 開挖支護設備配備表序號設備名稱型號規格數量1空壓機4L-20/820m322噴漿機PZ-533注漿機14噴漿料運輸車自制（出碴共用）25攪拌機JS50016風鉆YT28102、裝碴運輸提升作業線采用雙筒絞車提升，有軌運輸，PC60履帶式挖掘機裝碴，6m3側卸礦車運輸至洞外，曲軌側卸，推土機推或裝載機配自卸汽車遠運至棄碴場。施工前期，提升系統完善前，為保證洞內施工運輸，前期提升采用10t卷揚機牽引4m313、側卸礦車運碴至洞外。（1）提升設備選型鋼絲繩選擇通過計算鋼絲繩的單位長度重量選擇鋼絲繩型號。Pk=（Q1+Q2）（sin+f1cos）（110m）-L（sin+f2cos）=3.25(kg/m)Q1提升容器及連接裝置的自重，取6000kg；Q2提升容器的有效載重，取60.91800=9720kg；L鋼絲繩提升長度，取890m；鋼絲繩公稱抗拉強度，取160kg/mm2；f1提升容器的阻力系數，取0.015；f2鋼絲繩移動的阻力系數，取0.35；斜井傾角25；m安全系數，取6.5。查機械設計手冊選用鋼絲繩參數為：直徑32mm，破斷拉力總和718kN。單位長度重量3.99kg/m。卷筒及天輪直徑D天14、=D卷=4080d繩=12802560mm，取天輪直徑為1400，卷筒直徑為2500。卷筒寬度BB=（H3+l+（3+4）D卷）D平均（d繩+）=1358（mm），取B=1500mm。H3提升長度（m），按最大提升長度計算，取890m；l鋼絲繩試驗的備用長度，取40m；3摩擦圈數；4每個月移動1/4周的備用圈數；繩圈間隙，取2mm；鋼絲繩纏繞層數，按3層計算；d繩鋼絲繩直徑；D平均平均纏繞直徑（m），D平均=D卷+（-1）d繩=2.564（m）。最大靜張力和靜張力差F最大=（Q1+Q2）（sin+f1 cos）+ PkL（sin+f2cos）=9484kg。F差=（Q1+Q2）（sin+f1 15、cos）+ PkL（sin+f2cos）-Q1（sin-f1 cos）=7030kg。電動機功率預選N=（K備F最大V最大）102=330.5（kW）K備電動機備用系數，取1；F最大最大靜張力（kg）V最大最大提升速度，按3.2m/s計算傳動效率，選一級傳動0.9。絞車選型A.型號為2JK-3/30A雙筒提升機，洛陽礦山機械廠生產；該設備技術參數為滾筒直徑3000mm，拉力13000kg，筒寬1500mm，提升速度3.04m/sec，鋼繩最大直徑37mm，3層鋼繩長度955m，電機功率259KW,外型尺寸14400mm10000mm2900mm，最大件重量57870kg，設備使用電壓1萬伏或616、千伏。B.型號GKT22.52.0-30的單筒提升機為重慶礦山機械廠生產，直徑2500mm筒寬2000mm,拉力9000kg，提升速度3.2m/sec，鋼繩最大直徑32mm，3層鋼繩長度1000m，外型尺寸8600mm9600mm2400mm，電機功率300KW，總重34340kg，設備使用電壓400伏。C.目前石忠項目使用的絞車型號2JK2.52.0的雙筒提升機，重慶礦山機械廠生產，直徑2500mm，筒寬1500mm,拉力9000kg，提升速度3.84m/sec，鋼繩最大直徑31mm，3層鋼繩長度1000m，外型尺寸11600mm9600mm3000mm，電機功率400KW，總重38540k17、g，設備使用電壓6000伏。運碴采用非標設計的專用礦車，容量為6m3，理論碴重約9.7噸，礦車重按6噸計算；經計算，提升鋼繩選32mm(187+FC)，鋼繩理論重量約399kg/100m，鋼繩按1000m計算，總量為3.99噸，合計總重量約19.7噸，根據斜井坡度25計算，需要的牽引力19.7（Sin25Cos25）8.59噸9000kg或13000kg，選型滿足提升需要；斜井最小斷面為寬7.7m，高5.4m，裝碴選用PC60挖掘機裝碴。根據施工進度情況，xx年9月石忠項目絞車可提供出來，可以滿足提升和工期需要，使用中雙筒絞車按單筒絞車使用。若由于斜井二次襯砌必須使用絞車或其他原因絞車提供不出18、來，則建議選用單筒提升機JK-2.51.5，卷筒直徑2.5m，寬度1.5m，功率330KW，電壓級別400V。提升鋼繩選32mm(187+FC)，公稱抗拉強度1870MPa，最小破斷拉力628KN，安全系數=628000（94849.8）=6.75。（2）平面布置設計井口到井架的距離（L1）和井架高度（Hg）的計算井口到井架的距離L1=（l1+l2+l3+l4）cos=19.75m。井架高度Hg=（l1+l2+l3+l4）sin-Du/2=2.43m；公式中：l1-緩沖距離；取7m；l2-道岔連接長度，無道岔，取0m；l3-11.5倍車組長度；按6m3礦車，長度6m考慮，取9m；l4-過卷距離19、；取4m；-棧橋傾角，以保證礦車空載時能以一定加速度啟動為宜，取9；Du-天輪直徑，根據鋼絲繩直徑及圍包角共同確定，取1400mm。井架到絞車的距離L2=（S-a-Y）2tg22.7m。（Bs-a）單筒為L2=B/2tg25.9mS兩天輪間距離,經計算為1.9m；繩偏角，按多層纏繞計算，110；a兩卷筒內緣距離，單筒取0m；B卷筒寬度，1.5m；Y天輪游動距離，固定天輪取0m。（3）軌道布置采用雙軌單線，43kg/m鋼軌，軌距900mm，L140槽鋼軌枕，間距700mm，軌枕長1400mm。碴倉上方軌道設置護軌，明洞變坡點附近設置一大地滾，然后每15m設置一處小地滾。（4）提升運輸設備能力分析20、根據鐵路工程施工安全技術規程規定：斜井施工期間，提升速度最大不超過3.5m/s，選擇雙滾筒提升機鋼絲繩牽引速度為3.14m/s。側斜式礦車采用6m3（特制）。斜井出碴時間分析:提升鋼絲繩長度平均按400m計算，提升速度平均2.25m/秒，裝碴時間每礦車6分鐘，卸碴時間0.5分鐘，裝滿系數0.9，松方系數1.6，計算每立方出碴時間是（6+0.5+4002.25602）（60.91.6）=3.7分鐘，根據、級圍巖循環進尺及開挖方量89.0m3和88.3m3，出碴時間分別為5.5h和5.4h，滿足施工需要。（5）裝碴運輸提升設備配備見表8。表8 裝碴運輸提升設備配備表序號設備名稱型號規格數量1卷揚機21、10T12側卸式礦車4m313提升機2JK-2.51.52.5m14天輪1400mm1套5側卸式礦車6m316鋼絲繩187+FC32mm10007挖掘機PC600.4m313、混凝土襯砌總體施工方案見忠石項目斜井襯砌方案，設備配備見下表9。表9 二次襯砌設備配置表序號機械名稱型號數量備 注1模板臺車6m1臺2高壓輸送泵SANY2臺備用1臺3高壓輸送管150850m4強制式攪拌機JS5001臺5手拉葫蘆10T5臺備用1臺6全站儀1套針對本項目斜井特點，做以下調整：（1）、撿底施工：由于斜井有仰拱段集中在井口，故開挖時撿底緊跟，無仰拱段一次性開挖到位。（2）、模板臺車設計參照石忠項目右線斜井，因斜22、井設計無電纜溝，邊墻結構為直墻，故可簡化。4、斜井通風系統（1）通風方式洞口設237風機壓入式通風，直徑1.4m拉鏈式軟風管進洞。如下圖：（2）通風設備配置見表10。表10 通風設備配置表序號設備名稱型號規格數量備注1通風機237Kw12通風管1400mm820m拉鏈式5、施工照明系統斜井內每隔8m設置100w照明燈一處，在避人洞、信號間設置設置高壓鈉燈。6、施工排水系統（1）排水方案根據斜井的最大垂直高度325.6m，計劃設2處固定高揚程抽水站。斜井水量不確定，但根據現有地質情況，出現大水量的情況較小，計劃在高揚程抽水站中設一至二級高揚程潛水泵將掌子面水抽至固定高揚程抽水站，移動泵站水箱用鋼23、板焊接而成，隨掌子面開挖移動。計劃按15m3/h的出水量來配置抽水設備。（2）排水設備配備見下表11。表11 排水設備配備表序號設備名稱型號規格數量1高揚程抽水機D25-50315m3，30KW22潛水泵H=7010m3,11KW247、施工供電系統（1）供電方案斜井洞口臨近，高壓變電站集中設置在提升機房及空壓機房附近。（2）供電設備配備見表12。表12 供電設備配備表序號設備名稱型號、規格數量1架設電力線路10Kv業主提供2變壓器S11-63013變壓器S11-50014發電機250KW18、斜井施工信號系統在絞車房、井口及工作面（或井底）3處布置響鈴信號、信號燈、內部電話信號系統，另設監視24、器進行開挖面的地質情況、圍巖類別、各種機械設備在開挖面的工作狀態的監控。9、斜井管線布置方案斜井施工中有高壓風水管、通風管、運輸軌道、排水管、動力及照明線路，管線以“有利維修和更換”為原則布置。布置示意如右圖。運輸軌線布置于風、水、電力線路另一側，確保施工及行人安全。施工的高壓風管及排水管采用錨桿掛于邊墻上，要求風管在排水管上方；排水管設置為150mm的管路。10、斜井井外施工場地布置斜井井外場地布置根據實際情況落實。斜井井外機械設備配備見表13。表13 斜井井外其它設備配備表序號設備名稱型號規格數量作業線1裝載機ZLC50C1洞外施工2車床CA614013鍛釬機與隧道合用1機加工4鉆床15電25、焊機211、斜井安全設施（1）井口以井口為中心，在井口與井底之間和井口與絞車房之間，采用聲光信號聯系，并安裝直通電話，信號管理指派專人進行管理和操作，在明洞變坡點設置阻車器，同時在阻車器的后方設置一道擋車器，并經常處于正位關閉狀態，擋車器采用工字鋼和鋼管組成框架，提升機上設置深度指示器和過卷裝置，并在鋼絲繩上設置明顯的深度標志。（2）井身井內每200m設置一處擋車器，每10m設置一處軌道防滑裝置。（3）井底開挖面井底開挖面設置一處擋車器及阻車器。在距離開挖面15m左右的井身設置移動信號間。（4）碴倉在碴倉平臺位置設置信號間，采用聲信號和內部電話進行聯絡。五、斜井機械、周轉料、非標設備配置1、機26、械設備表14 斜井機械配置匯總表序號設備名稱型號規格數量1裝載機ZLC50C12運輸車8T23空壓機20m324挖掘機PC600.37m315提升機2JK2.51.52.5m16卷揚機10t17鋼絲繩187+FC32mm1000m8通風機237KW19變壓器S11-630110變壓器S11-500111發電機250KW112高揚程抽水機H=140m15m3 30KW213高壓輸送泵SANYHBT50C-1413214攪拌機JS500115噴漿機PZ-5316注漿機110L117電焊機52、周轉料配置（1）43kg鋼軌配置數量88021760m（2）150高壓風管800100（洞外）900m（327、）高壓水管：利用高差，采用50=800100（洞外）900m（4）通風管：采用1.4m風管，總量820m3、非標設計與加工（1）簡易開挖臺架：根據需要公司自行設計加工；（2）4m3、6m3側卸礦車、天輪、地滾、砼運輸車、砼襯砌臺車委外設計加工；（3）非標設備清單詳見下表15。表15 非標設備配備表序號設備名稱加工方式規格數量備注1天輪委外1套2地滾委外1套3側卸礦車委外4m314側卸礦車委外6m315開挖架自制16模板臺車委外6m17輸送泵運輸車委外18砼運輸車委外1六、階段性時間安排斜井時間安排：施工便道：3個月（xx.2.1xx.4.30）無軌運輸階段：1個月（xx.5.1xx.5.30）28、10t卷揚機提升：3個月（xx.6.1xx.8.31）絞車臨時設施修建、絞車安裝、調試：1個月（xx.9.1xx.9.30）絞車提升階段：5個月（xx.10.1xx.3.31）檢鋪底：2個月（xx.4.1xx.5.31）二次襯砌（含洞口結構）：9個月（xx.6.12008.2.29）七、需說明的問題1、 絞車的功率按比較保守的方法計算，安全系數6.5，其功率為320KW即能滿足要求。2、 場地布置根據現場情況進行安排。3、 方案中按單筒絞車計算，實際雙筒絞車按單筒使用。4、 斜井排水方案中出水量按10m3/h進行考慮。5、 根據業主合同工期35個月（xx.1.12008.11.30），根據工期倒排斜井絞車最晚到達時間xx年6月。若忠石斜井二次襯砌施工過程必須使用絞車，忠石的絞車在xx年9月不能按時提供出來，即忠石的絞車不能在xx年6月前提供，根據時間安排情況，在xx年8月新制作絞車，制作周期為6個月，也能夠滿足業主要求的工期。6、由于隧道右線計劃開挖總工期22個月（xx.1.1xx.10.31），于xx年9月1日左右開挖至風機房，運輸通道開挖、拼裝臺車用時1個月（xx.10.1xx.10.31），故從正洞拼裝臺車造成斜井等5個月（xx.6.1xx.10.31），因此考慮在斜井底部拼裝臺車。