公路隧道竖井施工关键技术分析

王宏伟

（平山县交通运输局地方道路管理站，河北 石家庄 050400）

1 工程概况

某公路隧道工程有两个井筒，设计深度为568m，井筒的施工长度为513m，采用强度等级为C30的素混凝土以现浇的方式支护。工程所在地的气候温暖湿润，由气象资料可知，当地的年均降雨量约为1760mm，雨季主要集中在7～9月，该阶段施工隧道竖井时，要充分考虑防排水，以免影响施工正常开展。本文重点对该公路隧道竖井施工关键技术及实施要点展开分析。

2 公路隧道竖井施工关键技术

2.1 井筒施工

在公路隧道竖井工程中，井筒施工是重中之重，与竖井工程的整体质量密切相关。井筒施工的关键技术及具体的实施要点如下：

2.1.1 钻爆

（1）选用相应型号的手抱钻、十字钻头及钻杆打眼，布设炮眼时，采用直眼掏槽的方法，共计掏挖主炮眼7个，辅助炮眼55个。同时，按照光面爆破的要求布设41个周边眼[1]。

（2）以反向耦合连续装药的方式向掏槽眼和辅助眼内装入炸药，而周边眼则是以反向不耦合连续装药的方式装入炸药。先起爆掏槽眼，随后依次起爆辅助眼和周边眼，利用毫秒延期电雷管从内向外逐次起爆。

（3）采用闭合并联的方式放炮，利用380V电源起爆，从地面将放炮母线下垂至井底，并在炮眼木楔上设置两个闭合圈，将线连接以后全面检查，确认无任何问题后，相关人员升井准备放炮[2]。在正式放炮前，要对工作面所有设备采取安全保护措施，放炮后对井内通风消烟，查看放炮情况，并将吊盘上的浮碴全部清除干净。

2.1.2 装岩提升

（1）将抓岩机以悬吊的方式装于地面井架之上，并通过稳车来控制抓岩机。随后在卸矸台上布设卸矸溜槽，矸石会从溜槽内自行滑落至自卸式汽车的车厢内，运至矸石场集中处理。

（2）在井筒施工的初期，井深≤250m时，提升能力基本上能够与抓岩能力相匹配，此时不需要使用座底吊桶[3]；当井深＞250m时，因抓岩能力已经超出提升能力，所以必须在井底设置座底吊桶，以此来减少提升的休止时间，应加快提升速度，使其与抓岩能力相协调。

（3）初期提升时，井筒≤250时，可以采用一台绞车和2m2座钩式吊桶，当井深超过250m后，将吊桶改为3㎡，配置不旋转的钢丝绳和能够承载9t重量的钩头[4]。

2.1.3 永久性支护

（1）本工程中，井筒采用的永久性支护形式如下：井颈12m以内为双层钢筋混凝土；井筒12～31m为单层钢筋混凝土；井筒31m至井底均为素混凝土。井筒素混凝土的标号为C30，水泥∶水∶砂∶石的比例为1.0∶0.42∶1.91∶3.12[5]。

（2）本工程中，井筒支护选用的是滑模工艺，模板的高度为3.5m，用单筒稳车以悬吊的方式支立。施工前，要先将井壁上的危岩全部清除，并将座底矸碴面整平，随后以边线作为基准对断面加以检查，据此确定出井筒的中心位置，利用液压千斤顶完成脱模。借助无线通信的方式指挥地面稳车，缓慢下滑至工作面，以中线作为依据，找正圆心。落至矸碴面必须牢靠、稳固，用矸石对模板刃脚悬空部位填实，避免混凝土灌注时出现浆液渗漏的现象。模板支设完毕后，用悬吊钢丝绳调整模板，要保证钢丝绳吊紧。

（3）井筒永久性支护施工中使用的混凝土在搅拌站集中生产，搅拌设备为强制式双轴轮卧式搅拌机。根据混凝土的坍落度控制搅拌时间，坍落度≤130mm，搅拌时间应达到90s以上，坍落度＞130mm，搅拌时间不少于60s[6]。拌制混凝土时若使用外加剂，则可在现有的基础上适当延长搅拌时间，以确保拌和均匀。搅拌时，要按照一定的顺序加料，先装石子、后装水泥和砂，提升进料时加水，以砂覆盖水泥，防止出现扬尘现象。

（4）依据实验室给出的配合比制备混凝土，计量过程中，确保偏差在规范要求的范围以内，不得超出。计量用的电子秤要定期校验，保证结果准确。雨天生产混凝土时要测定砂石的含水率，看是否超限，如果超出，则应对配合比加以调整。使用搅拌机拌制混凝土因故停机时，要尽可能将筒内正在搅拌的混凝土取出，避免时间过长发生凝结，影响混凝土生产。

（5）混凝土采用分层的方式浇筑，要保证浇筑过程的连续性，无特殊原因不得随意中断，以免影响混凝土的整体质量。每一层混凝土的厚度控制在40cm，上层与下层浇筑的间隔时间控制在混凝土初凝时间以内[7]；以插入式振捣棒对混凝土振捣密实，确保接茬部位平整密实。

2.2 连接部位施工

本工程中，与井筒硐室相连的部位较多，如马头门、管子道等。为简化施工过程，采用硐室与井筒一次成硐，分层掘砌的方法，具体的技术要点如下：

2.2.1 测量放线

以井筒十字线为基准，下放钢丝，并在钢丝下端悬挂重量为50kg的垂铊，以此标示硐室的方位；用水准仪测定标高，据此确定出硐室的准确位置，为掘进施工的顺利开展提供条件。

2.2.2 掘进及混凝土浇筑

（1）将井筒掘砌至马头门上方2.0m的位置处，随后浇筑混凝土，连续向下掘进直至达到马头门底板深度为止，采用喷锚的方式对该段作临时支护，并在支护完毕后，放线开帮并施作马头门。

（2）采用分层的方法施工，先对下部开挖，挖出墙基后浇筑混凝土，与井筒相连接，随后继续向内掘进。施工过程中遇到稳定岩层时，可采用喷锚的方式对顶板临时支护，若是岩层稳定性欠佳，则可用钢轨拱形支架作为临时支护。

（3）施工过程中，最后浇筑井筒与硐室连接口1.5m长度，将模板滑动到硐室底部，调整好以后，浇筑硐室底部混凝土，待混凝土达到一定强度后，拆掉模板下部刃脚，将模板向上提升，使其达到前一模的高度后，继续浇筑混凝土。待硐室上部浇筑完毕后，松脱模板，安好刃脚后，继续向下掘砌井筒。

2.3 壁后注浆

为给竖井施工提供便利条件，对井颈与井筒衔接部位采用壁后注浆的方法堵水，以此来减少后续的排水费用。具体的施工要点如下：

2.3.1 确定注浆顺序

（1）对竖井井口到井深16.5m位置处的井壁打眼注浆，以此来达到封堵井壁淋水及地表水的目的。注浆材料为双浆液，即水泥加水玻璃，前者为32.5#普硅水泥，后者的浓度为30。按照上行式，先对井筒段0～3m的位置处注浆，将顺着井壁向下流的水堵住，随后对井颈与井筒接茬部位注浆，这是比较容易出现漏水的部位，通过对该部位注浆能够分散漏水点[8]。

（2）沿着井壁按照三角形布设注浆孔，间距控制在1.5m，孔深控制在0.5m，以穿透井壁为准。将注浆机、浆液搅拌桶安装在井口，注浆管的一端打入孔内，孔口周围用胶泥封闭。以清水测试注浆压力，看管路是否全部连接好，确认无任何问题后，便可开启注浆泵注浆，当注浆孔不再吸浆时，便可停注。

3 结语

公路隧道竖井施工是一项较为复杂且系统的工作，其中涵盖的内容较多，一旦某个环节出现问题，都可能影响竖井的整体质量，从而导致隧道通风受到影响。为避免这一问题的发生，作业人员要掌握施工关键技术，并在实际工程中合理运用，以此来确保竖井的质量达标。