南充~大竹~梁平(川渝界)高速公路
通风竖井施工
一、编制依据
1.1新建南充~大竹~梁平(川渝界)高速公路TJ-E10、E11、E12、E13标A3合同段工程施工设计图;
1.2《南充~大竹~梁平(川渝界)公路工程可行性研究报告》(2009年4月);
1.3《南充~大竹~梁平(川渝界)公路工程可行性研究报告》评估(四川省工程咨询研究院 川工咨[2009]199号;
1.4《南充~大竹~梁平(川渝界)高速公路工程可行性研究报告评审会专家意见》四川省交通厅 川交规划便[2009]109号);
1.5川交函[2010]410号《四川省交通运输厅关于南充经大竹到梁平(川渝界)高速公路初步设计及概算的批复》;
1.6国家现行有关施工规范、验收标准及相似地质条件施工经验; 1.7南梁铁路GGTJ-2标实施性施工组织设计。 二、编制原则
2.1 优先考虑施工安全、质量、环保。精心组织施工,合理安排
工序,确保无安全、质量、环境事故发生。
2.2 在施工方案中,坚持施工技术先进、施工方案可行、重信誉守合同、施工组织科学合理、按期优质安全高效、不留后患。
2.3现场施工的实际情况。 三、竖井设计概况
华蓉山隧道左线竖井桩号为Z3K110+350,距左线隧道进口4481米,直径7.5M,排风道净空面积为15.16平方,周长为16.32米,道风道净空面积为26.48平方,周长为20.15米,井深461米;右线竖井为K109+050,距右线隧道进口3181米,直径8米,排风道净空面积为18.96平方,周长为18.12米,送风道净空为28.63平方,周长为21.04米,井深393米。左右线通风竖井分别通过联络风道与地下风机房连接。井口斜坡,基岩零星出露,表层为坡残积(Q4B1+E1)粉质粘土和坡崩起(Q4B1+C)块石土覆盖,厚度一般0~7米。其下伏基由(T21)的泥岩,泥灰岩与泥质灰岩,以泥质灰岩为主。地下水不发育,隧道开挖仅有线状水或少量的股水出露。自然斜坡稳定,无不良地质。
井口围岩总体受风化作用,裂隙和埋深等因素影响,围岩稳定性差,成洞条件差,易产生掉块,开挖应及时支护衬砌。
竖井工程数量表(注:因竖井数量不详,工程量暂不计量)
名称 单位 数量 场坪土方开挖 锁口开挖 井身开挖 锁口初支C20混凝土 护壁C20混凝土 模筑衬砌C20混凝土 四、工程地质概况
m3 m3 m3 m3 m3 m3 井口处自然边坡坡度5—25度,表层为坡残各(Q4di*c)碎块石土覆盖,厚度为0-9m,其下伏基岩为T2L地层,岩性主要为薄-中厚层状的泥质灰岩、泥灰岩、钙质泥岩、灰岩、灰质白云岩等。地表溶蚀不发育。井口处地表植被发育,部份被垦为旱地,未见滑坡、崩塌等不良地质现象,工程地质条件较好。井口围岩总体受风化作用、裂隙和埋深等因素影响,围岩稳定性差,成井条件差,易产生掉块。开挖后应及时支护,属V级围岩。
竖井井身段为泥质灰岩、灰岩、灰质白云及角砾状灰岩等,围岩较完整,井壁遇不利节理切割会出现掉块,属III级围岩;泥灰岩、钙质泥岩及岩溶裂隙发育区围岩稳定性较差,属IV级围岩;石膏有膨胀性和地下水硫酸盐中等腐蚀性,盐溶角砾岩和薄层石膏段须采取防腐蚀措施,属V级围岩。 五、竖井口平面布置图
项目房子均由砖砌,钢管架设支梁,彩刚瓦顶,施工和管理人员在项目部居住。所有钢制品及砼在横洞口钢加工厂和拌和站预拌。故
竖井口不设材料堆放场、砼搅拌设备及钢加工设备。竖井口所建临时用房考虑正洞施工时安置空压机用。 六、竖井施工工艺流程
表1竖井施工工艺流程见图所示
井身护壁施工→锁口开挖→井身开挖准备工作→井口回填→锁口支护→锁口衬砌施工→锁口回填→井身开挖→井口盖施工→井身衬砌→施工准备→两个循环→护壁后及时进行衬砌
导井作为竖井后续扩挖时的卸碴孔,在地下风机房系统开挖至竖井位置(联络风道)后采用反井钻机法施工。钻机设备可采用北京中煤矿山工程有限公司研制的BMC 600(ZFY5.0/600)型反井钻机,该型号钻机可施工最大直径5.0m,最大深度600m。BMC600型反井钻机主要技术参数见表2。
表2 BMC 600(ZFY5.0/600)型反井钻机主要技术参数
技术参数 导孔直径 扩孔直径 基本参数 钻井深度 钻井角度 适用岩石强度 出轴转速 导孔钻进 推力 额定扭矩 出轴转速 推力 扩孔钻进 额定扭矩 最大扭矩 主机机重 其他 钻机功率 单位 mm M M 度 MPa Rpm Kn Kn·m Rpm Kn Kn·m Kn·m T Kw 指标 350-380 3.5-5.0 600 60-90 100-150 0-18 1300 92 2-5 6000 300 450 25.2 284.7 钻机就位后,自上而下钻进¢350mm导向孔,此阶段可通过从
井口排出的岩碴对相应深度的地层岩性做出初步判断。导向孔与下部联络风道贯通后,在井底拆掉导孔钻头,连接扩孔钻头,开始自下而上将导向孔扩钻为¢3.5m的卸碴孔。扩孔钻进时破碎下来的岩屑靠自重落到井底,由出碴设备运出。
导井全部扩透后,经过钻头拉固、主机放倒、整体吊离、井口防护等工作后结束导井施工,开始凿井施工设施(地面和井下的配套设施)的布置工作,准备井筒的扩挖施工。
扩挖施工准准备工作完毕后,自上向下进行全断面光面爆破,炮碴直落井底,自井底经由风机房出碴至弃碴场。扩挖过程中,初期支护紧跟掌子面,喷射混凝土在井口拌和,溜灰管下放至掌子面,经人工二次拌和后使用,人员上下、物料运输由井架及提升机完成。
井底马头门施工时,架设工字钢架住,其上架设HW200钢架梁,以保证马头门施工期间的安全。同时进行施工设备的调整,准备井壁二次衬砌及中隔板的施工。
施工反井是先由下向上掘出小断面溜渣孔,然后再由上向下刷大成井。反井和刷井过程中破碎下来的岩石和地层涌水,通过溜渣孔光荣落到下水平。传统的反井施工方法,需要人员进入工作面工作,而采用反井钻机凿井,则实现反井施工机械化。
反井钻机施工溜矸孔时破碎下来的岩石靠本身自重落到下水平,避免了普通钻井方法修复破碎,因此破岩效率高。护孔刷大时,