米仓山特长公路隧道通风竖井施工技术

蒋云东

(四川川交路桥有限责任公司， 四川 广汉 618300)

0 引言

随着交通建设的不断发展，高等级公路特长隧道工程也与日俱增，隧道的相关配套设施建设规模也随之不断扩大。竖井作为长大公路隧道的重要配套工程之一，主要起着通风的作用。从国内外的发展趋势来看，将有越来越多的长大隧道采用竖井通风，而长大隧道的施工工期往往又被竖井施工技术所制约。因此，对公路隧道通风竖井施工方法进行总结和研究有着重要的意义。因此，本文就米仓山特长公路隧道中部通风竖井施工技术进行介绍。

1 工程概况

米仓山特长公路隧道位于巴中市南江县，全长13.8km，隧道设计采用1座竖井+2座无轨运输斜井施工方案，将隧道分为4个通风区段，实行分段纵向式通风。中部竖井工程是该隧道通风系统主体工程之一，位处核心景区，从平面作业面积、机械化设备配置、施工安全性和施工效率、对景区环境的影响等多方面考虑，设计采用大直径送排风二合一结构形式。井深431.8m，衬砌内径9m，开挖直径10.2m。采用单层模筑混凝土衬砌结构，井筒中间设置C35防水钢筋混凝土中隔板。竖井通过4条通风联络道与地下风机房及地下隧道群相连接。

2 施工工艺

目前国内竖井的开挖施工方法主要有：钻爆法、反井法、软土条件下的冻结法等。

米仓山特长公路隧道中部通风竖井采用自上而下的钻爆法开挖，短段掘砌混合作业（即同一掘进和支护循环内，短段掘进和模筑混凝土支护两大工序交替进行施工）方式。下面将对竖井就各施工阶段进行施工方法介绍。

2.1 井口表土段施工

2.1.1 施工准备

进行红线内清表，平整施工场地，完成施工工区通路、通水、通电、通信号，四通一平的前期准备工作；进行导线及水准复测，布设控制网。

2.1.2 竖井锁口段施工

按照施工图纸测出井筒中心及开挖轮廓线，采用挖掘机分层开挖至锁口底设计高程后，进行锁口段衬砌钢筋绑扎、模板安装、浇筑混凝土，待混凝土达到一定强度后进行片石混凝土回填到井口标高。

锁口采用台阶式环挖，并根据实际情况采用锚喷网或井圈背板等形式进行支护，如有少量渗水则在渗流处铺设挡水布、安设导水管等设施将水引出。

2.1.3 井架及稳车群安装

井架及稳车基础施工：

测量出井架基础坐标点，在开挖至设计高度后进行混凝土基础浇筑。井架安装由专业安装队负责，安装完成后进行自检合格后，报监理工程师审核批准方可投入使用。

施做井架基础的同时进行稳车、绞车基础施工，稳车、绞车安装由专业队伍负责，井架安装完成后进行自检合格后，报监理工程师审核批准后方可投入使用。

2.2 井身硬岩段施工

2.2.1 主要施工设备

（1）提升绞车

主副提绞车（JK-3*2.2E）分别安装在南北绞车房内，主要负责井下施工物资设备、渣石及人的提升工作，整套系统控制室设置在绞车房内由专人负责。

（2）稳车

南北各7台缠绕式凿井稳车组成南北稳车群，4台吊盘稳车南北对称布置，4台模板稳车南北对称布置，2台抓岩机稳车南北对称布置，压风管稳车、排水管稳车布置南侧，安全梯及溜灰管稳车布置于北侧。

（3）Ⅵ型井架

井架由天轮房、天轮平台、主体桁架、翻渣平台、扶梯、基础等6部分组成。主要用于支撑天轮平台并承受竖井施工时提升渣石、运送人员和物料的荷载，以及悬吊凿井设备的荷载。

（4）伞形钻架

XFJD6-11伞形钻架以压缩空气为动力，采用液压传动的竖井凿岩设备，钻架配用6台YGZ-70型独立回转凿岩机钻凿炮孔。

（5）中心回转抓岩机

采用两台HZ-5A型抓岩机，该抓岩机主要用于开凿竖井时抓取井内爆破松散的岩石放入桶内。

2.2.2 施工工艺

（1）井筒主体钻孔作业

通过铅锤下放井口中线至井底，铅锤静止后使用手持激光测距仪画出掌子面开挖轮廓线，标出炮眼位置。

从井口下放伞钻至井底并固定，伞钻固定后每个伞钻支臂负责60°范围内的钻孔作业。

（2）进行装药并起爆

钻眼完成后用高压风进行清孔，然后分两次分别将炸药和毫秒管通过副提吊桶送至开挖面，装药连线完成后，人员及机械设备撤离至安全距离确认安全后方可启动爆破。

（3）通风除尘；

爆破后下放风管至距工作面五米左右同时依附在工作吊盘上的喷淋系统开启，进行通风、喷雾除尘，30分钟后爆破员、安全员等下井检查瞎炮、危石、有毒有害气体等情况，在确认安全后进行下一道工序。

（4）出渣

出渣班人员首先将吊盘上爆破飞石清理干净避免后期落石伤人事件的发生，渣石清理完成后则通过吊桶下放至井底辅助抓岩机出渣，直至出渣至距离衬砌约3.85米处时停止出渣，剩余渣石在衬砌浇筑完成后继续出渣。

（5）浇筑衬砌混凝土

经过脱模移位、测量定位、模板固定等工作完成后经监理检验同意后，方可进行混凝土浇筑、振捣及养生工作。

（6）清底

在混凝土浇筑完成后继续进行井底清底出渣作业，当出渣至距井硬质底时，大抓效率降低，改用一台小挖掘机配合大抓作业，直至清底完成。

4 施工安全保障措施

(1)建立健全安全管理体系，落实安全生产责任制，保证整个安全管理体系的有效运行。

(2)井架、绞车、稳车等提升设备都必须经相关部门检验合格后才能投入使用，提升、悬吊系统日常检查维护保养由专人负责，发现问题及时处理；

(3)稳车、绞车操作司机、空压机操作人员等必须持证上岗，所有作业人员必须经培训考核合格后才能上岗作业。

(4)井内上下人员、物料时，要按操作规程，不得违章作业，严禁人货混装；吊桶乘人数不得超过规定。

(5)施工人员必须按照规程规定佩戴保险带，保险带应定期进行试验，每次使用前必须检查，发现损坏时，必须立即更换。

(6)模板起落由班长统一指挥，地面有专人监护；起落模板时，模板下及悬吊模板钢丝绳下严禁站人，以防断绳伤人。

(7)井架井筒内所有高空作业人员均配备工具包，工作用的扳手等工具均留保险绳，防止坠物伤人。

(8)井下人员应避开吊桶提升位置；紧急情况下，工作面人员通过软梯爬到吊盘。

5 施工效果

5.1 安全效益

由于采用全机械施工作业，各施工点所需作业人员少，人员暴露在危险环境中的频率较低，整套系统含多重安全保护装置，设备成熟稳定，在整个竖井施工期间均未发生安全事故，施工安全性高。

5.2 时间及经济效益

采用传统施工方法日平均施工0.5-1米，完成整个竖井工作大约需要一年半时间，而采用单层砼衬砌配合短段掘砌混合作业方法，不到半年就完成了竖井施工。工期的加快，减少了人员、机具设备的占用时间，极大的节约了施工成本。

5.3 环保效益

井筒内设置的喷雾降尘系统有效的控制了施工现场的粉尘产生，通过实时环境监测系统，标准化工艺流程封闭管理，最大限度的减少了对周围环境的影响。

5.4 社会效益

竖井施工速度的加快促使竖井提前成井，大大节省了米仓山隧道总体工期。隧道的提前贯通意味着又一出川大通道的联通，也将极大促进川陕两省区域经济的发展。

6 结论

米仓山特长公路隧道中部通风竖井采用短段掘砌混合作业法施工，较传统正挖法和反井开挖法相比，从安全效益、时间和经济效益、环保效益、社会效益上都有着巨大的提高。但在我国目前，直径10m以上、深度超过400m的深大竖井施工技术仍然处于开始阶段，还有许多需要总结和改进。本文以米仓山特长公路隧道通风竖井施工为实例，介绍了整套施工作业方法。

[1]四川省公路规划勘察设计研究院.米仓山隧道中部通风竖井二合一设计.2006

[2]中交集团终南山2号竖井施工组织设计[R].北京：中国交通建设股份有限公司，2006