宝坪高速天台山隧道2 号通风竖井施工技术

黄光友 周恒玉 王晓川

（中交二公局第四工程有限公司， 河南 洛阳 471000）

0 引言

近年来，随着国家持续加强对基础设施领域的投资，极大地促进了我国公路交通事业的快速发展，公路通车里程不断增加，长及特长公路隧道大量涌现。通风竖井作为重要隧道通风的重要构筑物，在保障公路隧道安全运营中发挥着重要作用。如何安全、快速、优质、高效地进行通风竖井施工显得尤为重要。徐礼亨[1]从立井施工的机械化配套原则、爆破方式及其参数确定、混凝土搅拌方式等方面论述了立井施工技术措施。梁祖军[2]分析了平煤四矿三水平进风井施工中机械化配套、中深孔光面爆破技术，科学施工组织管理的应用情况。尚立斌[3]阐述了山西新元矿井进风井的施工方法与技术、配套机械设备及施工组织管理。李士栋等[4]分析了先进的施工技术、合理的施工工艺、可靠的大型机械化综合配套装备以及科学的施工管理在竖井施工中的应用情况。韩 瑀萱对巴桃高速米仓山特长隧道深大竖井的施工技术、施工配套设备和施工管理等方面进行了探讨。本文结合宝坪高速秦岭天台山隧道2号竖井建设案例，分析其施工技术，以期为类似工程提供借鉴。

1 工程概况

宝坪高速公路秦岭天台山隧道2 号竖井包含1 座排风井和1 座送风井，设计净直径均为8.5m，两井口间距34.28 米，井深分别为560.81m 和554.68m。项目区域属秦岭以北的暖温带半湿润气候区，全年的气候变化受制于季风环流，冷暖干湿四季分明。地层岩性主要为强风化中粗粒黑云母花岗岩，少量中风化岩。强风化岩岩石结构构造大部分破坏，节理裂隙发育，岩体呈碎裂结构，岩质较软，岩体破碎，自稳能力差，无支护时侧壁易失稳。

2 施工技术与工艺

2.1 破岩掘进与出矸

施工采用FJD-6B 伞架配YGZ-70 凿岩机凿岩，同时配备多台YT-28 型人抱钻辅助伞钻钻孔，中深孔爆破，炮眼深度为3.5m。成井循环方式采用一掘一支，每次开挖支护循环进尺为3.0m。使用2 台55 型挖掘机机械装岩，主提升整个凿井期间选用4.0m³ 吊桶；副提升在400 m 以上选用3.0m³ 吊桶，400 m 以下选用2.0m³ 吊桶，2 套单钩提升。每个井筒地面附近设1 台JS-750 混凝土搅拌机、1 台PLD-1200 型配料机拌制混凝土，采用一道Φ159mm 无缝钢管输送混凝土，井下设4 台PZ-7 型湿喷机进行喷射混凝土。出矸采用布置在井架下方的一台中心抓岩机出矸，井筒采用绞车进行稳定并配备座钩式矸石吊桶（4m3）进行提升，矸石经溜槽入排矸场地由自卸式汽车运出。

2.2 支护

井筒初支形式为喷射混凝土、锚杆、金属网、格栅钢架支护，一次支护段高为3.0 米（根据实际情况可在1～3m 间适当调整）。锚杆、钢架、钢筋网安装与出渣同步，即出一层渣、打一层锚杆、同步安装1～2 层拱架、安装对应钢筋网，每段全部出渣完毕和钢筋网安装后，立即进行喷射混凝土施工，完成一段初支。竖井二次衬砌施工，采用C30 混凝土在井口拌合站集中强制拌合，通过滑道运输到井口料斗，混凝土由井口到吊盘采用Ф159mm 无缝钢管输送，下端接缓冲器，在吊盘二次搅拌后经过活节溜灰管入模，混凝土采用分层对称浇筑机械振捣。为防止在输送混凝土的过程中产生离析现象，在混凝土搅拌过程中严格控制水灰比，保证混凝土加入高效早强减水剂后的坍落度在16～20 ㎝之间，同时输送过程要保证连续下料，在浇筑混凝土前对管路进行浸湿。

3 施工辅助措施

3.1 提升与悬吊

提升绞车选择JK-3.0/20 型凿井绞车；提升钢丝绳选择18×7-Φ31-170 特型不旋转钢丝绳；提升吊桶规格为4.0m3。悬吊系统考虑吊盘、压风管、溜灰管、爆破电缆、风筒、信号电缆的悬吊，吊盘设6 台稳车悬吊，溜灰管设1 台稳车悬吊，压风管设1 台稳车悬吊，风筒设1 台稳车悬吊、爆破电缆、信号电缆及动力电缆与吊盘悬吊，吊盘的两根悬吊绳兼做稳绳。

3.2 压风与通风

地面设集中压风站，安设3 台螺杆风冷40m2/min 空气压缩机，1 台20m2/min螺杆压风机（备用），供井下伞钻、风钻及风镐使用，压风站总供风能力为140 m2/min。地面压风干管路为Φ159×5mm 型无缝钢管，井筒内压风管路布置1 趟Φ 159×5mm 型无缝钢管。根据风机的工作风量和风压，确定选用2 台FBD-37 型局部通风机，其中1 台工作，1 台备用。风机安装在井架10m 平台上，运行风机安装消音器。井内悬挂一列Φ1000mm 强力胶质风筒，风筒出口距工作面不超过20m。在竖井锁口盘上设2 个规格为1000×1000mm 的回风孔，上部设可开启活动铁门，回风口要设有保护网格和细筛网。

3.3 排水

井筒施工严格按照“有掘必探、先探后掘”的原则施工，在开挖前运用地质雷达进行地质超前预报，通过对雷达剖面图的分析安排掘进工作。井筒漏水量小于10m3 时，工作面积水由风泵排至吊桶，提升到地面排水；水量大于10m3 时，采用后壁注浆或超前预注浆堵水。

3.4 其他

通风竖井井内还设有信号、通信、照明、安全梯、监控系统、有害气体检测系统等。

4 施工组织管理

隧道通风竖井建设是一项复杂的系统工程，应充分考虑各个工序自身的特点和相互之间的关系和衔接，才能加快施工速度，高效地完成各项任务。这就需充分要发挥施工人员的主观能动性和创造性，发掘出人的最大潜能。天台山隧道2号通风竖井施工中主要采取了如下管理措施：（1）成立QC 小组及时解决生产中存在的各种问题；（2）构建双重预防工作机制，强化风险分级管控和隐患排查治理能力；（3）薪资改革，优化分配方式，实行动态效益考核，充分调动员工积极性；（4）加强培训教育，工人要做到一专多能，提高施工效率。

5 结语

天台山特长公路隧道是目前世界最长的双向6 车道公路隧道，采用三井四段式分段纵向通风方案，分别设1 号斜井、2 号竖井、3 号斜井。本文以天台山特长公路隧道2 号通风竖井施工为实例，介绍了破岩掘进、出矸及支护等施工技术与工艺，同时分析了其施工配套辅助措施与施工组织特点。论文对我国高速公路特长隧道通风竖井施工技术的提升具有一定的推动作用。