软弱地质深竖井施工.docxVIP

文章编号 : 1009 - 6582 ( 2005 ) 04 - 0055 - 05软弱地质深竖井施工夏安琳(中铁隧道集团有限公司 ,河南洛阳 471009 )摘 要 文章结合新建铁路兰 (州 )武 (威 ) 复线乌鞘岭长大隧道的竖井施工实践 ,介绍了在软弱破碎围岩中深竖井的施工特点 、难点及快速施工技术 ,阐述了机械化配套设备及其相关的辅助施工措施 ,指出了施工安全要 点 ,可供今后类似深竖井快速施工中参考 。关键词 深竖井 施工方法 软弱围岩 设备配套乌鞘岭隧道中图分类号 : U455. 8文献标识码 : A低 ,因此要求施工设备要尽可能提高机械化程度和具备适应高寒的特点。( 2 ) 冬季时间长 ,土壤冻结深度达 2 m。因此 除必须考虑施工设备性能外 ,还必须考虑施工作业 环境带来的影响 ,例如 ,高寒可能带来的机械效能的 降低以及由于冬季结冰给施工带来的安全问题等。 ( 3 ) 围岩软弱 、富水等会给施工进度、施工安全 、施工方法及施工效率所带来的不利影响。( 4 ) 结合施工特点 ,施工设备要合理配套。( 5 ) 施工安全的危险因素多 。1 工程概况兰 (州 )武 (威 ) 复线乌鞘岭隧道设计为双线隧 道 ,隧道间距为 40 m ,左线平导先行 ,意在超前探明 地质 ,右线建成后再行扩挖 ;右线一次施工到位 。由 于隧道埋置较深 ,从地质以及地形地貌来看 ,岭脊地 段根本无法设置除竖井以外的辅助坑道。为此 ,在 岭脊地段设一竖井 ,其设计深度为 516. 18 m , 成井 直径为 5. 5 m ,建成后担负井下平导施工。该竖井 主要为先行探明地质 、增开井下施工工作面 ,作为施 工通风竖井使用 ,工程完成后封闭。从施工效果来 看 ,达到了预期目的。竖井井口靠近 F7 断层 , 距断层边缘约 300 m ,在其破碎影响带范围内 。井口上覆全新统洪积碎石 土 ,厚 10～25 m ,松散潮湿 ,围岩为 Ⅴ级。下伏基岩 为志留系下统板岩夹千枚岩 : 板岩成分为长石、石 英 ,具板状结构 ,岩质脆硬 ,呈灰色、灰绿色 ; 千枚岩 多为绢云千枚岩 , 与板岩呈互层状。受 F7 断层影响 ,两者揉皱强烈 ,节理发育 ,岩体破碎 ,产状多变 , 节理发育 —很发育 ,围岩为 Ⅳ级。地下水较发育 ,为 中等富水区 ,最大涌水量为 300 m3 / d。竖井所在地 区洞口海拔高度为 3 022 m。乌鞘岭特长隧道地质 剖面见图 1。2 施工主要难点( 1 ) 施工段海拔高 ,机械设备及施工人员效能图 1 地质剖面F ig. 1 Geo logica l p rofile3 掘井作业方式选择与设备配套3. 1 作业方式选择修改稿返回日期 : 2005 - 04 - 25作者简介 :夏安琳 ,男 ,高级工程师.·55·现代隧道技术竖井施工作业方式一般按施工工序可分为单行作业、平行作业、混合作业三种方式。单行作业 ,即 掘进若干个循环后 ,一次将这一大段的井壁衬砌完 成的 ;平行作业是指在井筒下部工作面掘进的同时 , 在其上部吊盘上的另一个空间进行井壁衬砌 ;混合作 业是指掘进和衬砌工序在一个循环段内先后进行。单行作业 :工序单一 ,便于组织 ,循环时间长 ,成 井速度低 。平行作业 : 掘井设备多 ,施工组织复杂 , 安全管理要求高 ,施工人员素质要求亦高。混合作 业 :部分交叉作业 ,工序简单便于管理 ,永久支护紧 跟 ,适合软岩地层 ,故施工中选择混合作业方式 。3. 2 设备配套混合作业与之配套的施工设备主要有 : 伞形钻 机、大抓岩机、整体金属衬砌模板等 。辅助设备主要 有 :提升系统 、稳车悬吊系统、排水系统 、通风系统 、 通讯系统等 ,井筒平面布置如图 2 ,井筒设备见表 1。3. 2. 1 提升系统提升系统主要组成部分有 : 提升容器 、提升机、 井架等。提升容器 : 由于竖井施工过程中提升容器主要 是提升岩碴 、人员以及物料 ,而支护使用的喷浆料和混凝土利用管道进行输送 ,故提升容器选择为普通 矸石吊桶。根据吊桶升降一次的循环时间小于或等 于吊桶装碴时间 ,选定容积为 3 m3 (主绞车提升 )和1. 5 m3吊钩式吊桶。提升机 :根据提升方式及提升量 ,同时考虑竖井 施工完成后需施作井下平导 ,故提升设备选择为 J K 系列。主提升机为 2J K23. 5 /15. 5 型 , 副提升机为2J K22 /15. 5型。井架 :根据施工井径、井深、设备配置 ,井架选择 为 Ⅳ型。3. 2. 2 稳车悬吊系统主要包括吊盘稳车 4台、风水管稳车 1台、吊泵 稳车 1 台、抓岩机稳车 1 台、溜灰管稳车 2 台 、稳绳 稳车 2 台、安全梯稳车 1 台、滑模稳车 3台以及放炮 电缆、通