高速公路隧道超大直徑四分隔豎井快速施工技術

高速公路隧道超大直徑四分隔豎井快速施工技術中鐵十七局集團有限公司中鐵十七局集團第四工程有限公司2011年8月20日1、任務來源及依據(jù)山西省太(原)佳(縣)高速公路西凌井特長隧道中部設一座249m深的通風豎井，最大開挖直徑12.4m。交叉的鋼筋混凝土中隔板把井筒分為四個不等面積送風道和排風道。該豎井開挖直徑超大，結構新穎，特別是設計要求四分隔井壁二襯混凝土與中隔板同步施工在國內尚無前例可參照，施工工序復雜，技術含量高，必須進行科技攻關，本課題被列為中國鐵道建筑總公司2010年度科研項目（合同編號：10-26C）。公司成立科研課題組，聘請專家教授進行咨詢指導，加大科技投入，加強科研管理。研究工作從2010年1月至2010年10月，圓滿完成了課題明確的各項任務。2、工程概況及特點2.1工程概況西凌井特長隧道位于山西省陽曲縣內，隧道左線全長6545m，右線全長6565m。在隧道中部設置一通風豎井以滿足隧道通風排煙的需要。豎井井深249m，井筒凈空直徑10.7m，最大開挖直徑12.4m。交叉的30cm厚C25鋼筋混凝土中隔板把井筒分為四個不等面積的送風道和排風道。2.2工程特點⑴井筒直徑為12.4m是目前國內開挖最大直徑。⑵結構新穎、技術含量高：井筒內部設交叉兩道中隔板的四分隔結構在國內是首次應用，新工藝多。⑶有效施工時間短：西凌井特長隧道是太佳高速全線頭號控制性工程，而豎井施工技術難度最大，受前期位置變更及進入林區(qū)施工等原因拖延，實際可用施工時間短。四分隔中隔板豎井聯(lián)絡風道聯(lián)絡風道行車方向行車方向豎井及聯(lián)絡風道平面圖

3、總體施工方案的確定經(jīng)多次專家技術論證，總體施工方案：豎井采用全斷面正向光爆法開挖，傘鉆結合人工鉆鑿巖，井底挖掘機裝碴，雙絞車提升吊桶自動倒碴，“一掘一噴”

初支作業(yè)直至井底后，再在井底分塊組裝井壁二襯與豎井中隔板模板成一體，從井口通過管道泵送混凝土，由下至上同步澆注井壁二襯和中隔板混凝土，然后通過中部吊盤分塊提升模板至上一層，開始下一循環(huán)直到完工。專家技術論證評審會4、需要研究解決的關鍵技術4.1、超大直徑豎井全斷面快速掘進技術4.2、四分隔豎井井壁二襯與中隔板混凝土同步施工技術5、關鍵技術方案實施5.1超大直徑豎井全斷面快速掘進技術1、測量定位開挖采用安設于鎖口盤下的激光指向儀定位井筒中心。同時，選用鋼絲繩配重錘作為校正。放線小絞車和托輪

①爆法破設影計：微根據(jù)焰圍巖扣級別考，采帥用爆煩眼深御度2-缺3.姿5m的光的面爆宋破，沫地面態(tài)放炮翻室全熟斷面痛一次達起爆服。按②鑿偏巖作賀業(yè)：暖液壓科傘鉆梢與人澡工鉆蜂相結顯合，找井筒薪中心4m半徑陪內選取用一島臺傘匠形鉆笑架配雕六臺骨鑿巖秒機打萄眼，圈外側海部分嗽采用沖人工樓鉆，眠實現(xiàn)肢二者槽最佳辣結合私，鑿鍛巖效仇率高照，鉆穗孔質頁量好估。2、鉆舟爆作物業(yè)傘鉆赤作業(yè)3、出語碴提踩升作硬業(yè)⑴出蕉碴提襖升系李統(tǒng)設耳計①井育架：毀根據(jù)甘施工片中井搏架承復受最介不利鉛荷載浙，通壞過建結模受戴力計旅算，萄井架雄由鋼驕管和剪工字窗鋼組主成，牌通過斗法蘭秒盤用關高強款螺栓雖連接厲，井盾架設惰計高字度22擠m，設撓有四億個承淘重樁風，井脆架承恒重力嶄大于40敢t。豎犯井井析架地追錨采具用埋采深不窄小于3m的鋼到筋混禾凝土懲。自制尋的井啊架②提示升方曬案：煉井內祥垂直盒提升乞采用4組卷薯揚機帶實施袖，主遍提升莊機采旺用2臺2m雙液緒筒卷皇揚機愛，布目置在工井架錫兩側糞來進餓行提棉升。伏根據(jù)智受力捷計算腹選配伸鋼絲勵繩和車起吊箏滑輪溝規(guī)格震型號珍。天參輪平冰臺尺溜寸為8m既×8依m(xù)。天輪劉平臺③鎖玩口安心全盤決：井弊口設餐鎖口臂安全螞盤，膨上面浪設有沒滑動研板，碼開挖順時左楚側為界自動普翻蓋淘裝置脅升降稠孔，謝主要叫是人純員上跟下吊雀桶使棄用，魄吊桶檔在井威上或端在井站下處勒于停如止狀眼態(tài)時黨翻蓋同自動食通過原滑輪代閉合歌，保爹證人界員安暴全。妥右側務方孔笛為上且下物重料、頭機具垮升降下孔，賺當升胞降物餅料時笛孔口粉蓋自萬動滑齊開，蝦停止涼時孔父口蓋沿自動叉閉合僅。井口慨設的用鎖口姥安全爺盤④中瞞部穩(wěn)另定盤照：井悲下設燭有中短部穩(wěn)魯定盤效，盤巴面與拴鎖口搶盤相挎同，際其底慶部在扛開挖鎮(zhèn)時采能用角超鋼三渣維連挑接，演盤面嫂上留刪的升豈降孔億與鎖狡口盤鄭豎向崇成一侵條直媽線。蘋開挖婆爆破革、出澤碴作曾業(yè)時盡，將潤有關額機具許、材弟料、脫人員炮等及忽時提雪升放拒于中羽部穩(wěn)而定盤霸面上稍。井下障施工際作業(yè)榮設有兼“施時工通硬風管籃孔、績照明億電纜址管孔尾、動燥力電這電纜交管孔結、通奔信電倚纜和竊可視依閉路疤線電前纜管陪孔、立機械井信號賺管孔避、載陣人罐柴和提達碴罐混罐孔之、高咽壓風步管孔聚、高貪壓水臣管孔樂、排甲水管貞管孔此、人壇行道宏爬梯礙及人炒系安他全繩竊孔、納豎井耗中心澇激光滿指向氣儀孔奮共11種專桂項管稿孔。挖機約裝碴倆作業(yè)⑤裝盒碴：陜下放傷小型刃挖掘遲機到核井底變裝碴飲，采勿用吊弱桶裝鞋碴。⑥倒埋碴：憂利用畏兩臺磁絞車且使裝降碴與偽提升坑交替頭進行丘，以詞加速傳出碴番速度晚。采錄用吊脂桶自率動倒萬碴，瘡溜槽催出碴勁至井菌口外弓，再棒采用盾自卸誕汽車責運至肚棄碴革場。倒碴櫻作業(yè)4、初芬期支臣護作融業(yè)采用潔“一佛掘一駛噴”刺作業(yè)番方式威，初秤期支杏護均IV、V級圍陶巖采底用鋼稼格柵中錨噴脾支護下，II賠I級圍策巖采育用掛流網(wǎng)噴雕錨，塘增強朱圍巖布穩(wěn)定稼性初期等支護莖噴射縮慧混凝猾土作寇業(yè)5.妥2、四分襲隔豎擊井井鬼壁二反襯與傍中隔樸板混死凝土紙同步漢施工膜技術1、各鴿操作燦系統(tǒng)愁設計帳及安貝裝⑴吊墊盤裝攪置加秀固、著加工加固靈后中部斧穩(wěn)定胳盤①中況部穩(wěn)嘆定盤答加固蘿：襯疏砌作雙業(yè)時展，井蝴口仍碧舊采猶用開竊挖時敢的鎖廣口安矮全盤渡，將口中部稼穩(wěn)定寄盤作乒為主楊要的釀提升甚裝置筒。根營據(jù)提脾升的崇重量盡和吊詢點的仿位置濃對中足部穩(wěn)仍定盤奧上下弱兩個泰面均閥進行飄加固哭處理畢，底怖部結暮構加衣固加是強肋咐與倒壟鏈連跟接，替頂部伯結構累加固儉作為胞提升暫底部市、中如部吊巴盤自童身的免提升執(zhí)吊點礙使用列。加固涂改裝忠后的蛾中部地穩(wěn)定敘盤底上部，親主要瓣考慮武了盤均自身罪提升況的吊格點加率固、君懸掛鍵電動項葫蘆隊軌道筒及底筑部操秧作所寺需重吹量的宿分解緒以及汪盤自航身的雪穩(wěn)定昌性等枝。加固喪后中碧部穩(wěn)婆定盤雄底面②加符工底揭部操捐作盤萍：根緩據(jù)四疏個風抬道尺氏寸加洲工底登部操君作盤吼，與愿中部訊穩(wěn)定橋盤采說用Φ2堡5m鉤m精軋性螺紋闖鋼半錦剛性維連接擦，各燈底部樓操作渣盤距控離中鍋部穩(wěn)寺定盤6m，與剃中部乞穩(wěn)定羅盤同涂步提廣升。四個優(yōu)底部覆操作功盤⑵?；野逑灯徒y(tǒng)模板須采用貴高為1.叔5m、長避為2m左右鳳鋼模愚板,模板展支撐萌采用散形成房誠閉合兼體的18工字環(huán)鋼,每澆菌注段燙模板乳設2層支哀撐。溜本豎貴井投個入2套模彼板，司通過甘翻倒野使用振模板啦加快澡進度甜。模乏板上弦下側蠟采用乘角鋼尼底座禁，使略用螺廢栓連闊接，貼并在倉井筒邪初期惱支護謹上打趕入膨遲脹螺校絲拉飼住模腳板，臟穩(wěn)定訴模板死空間矛位置辨。模板床及工遼字鋼留支撐中部慈穩(wěn)定朱盤、士模板辛系統(tǒng)著、活伍動工殖作架娘、操鉤作平善臺、明安全貢繩吊度點等隊空間帶關系治示意浪圖⑶混板凝土晝輸送穩(wěn)系統(tǒng)混凝浴土垂紋直下霉落最編深達24索9m，對兄溜灰爽管的丟沖出懷震動非、磨諸損非復常巨攝大。廚混凝倍土輸我送系植統(tǒng)從時上至遺下構宗成：①伸躍縮管賴：在耳混凝代土澆鞭筑過馬程中,為避挪免漏真斗與還泵管急拆卸釀頻繁,中間蕉采用歇伸縮絞管。②泵客管：騙在井螞壁設饑兩道座泵管窯，一僚是為崇了方疏便對欲稱澆閃注，來二是稈防止爸有一猴道泵刊管堵妥塞能牽做到夫不間者歇澆埋注。③緩村沖器固：緩刑沖器屢聯(lián)結美在溜擊灰管溉下部,借以注減緩妙混凝末土的雹流速,其下白端和啦活節(jié)痕管相賣聯(lián),采用虧雙叉毅式緩郵沖器碌。④活熟節(jié)管艷：為去了將派混凝朋土送墊到模復板內饞的任方何地疲點而他采用瞎的一稅種可銀以自磨由擺均動的趣柔性課管。長總長被度為8～20諸m。雙叉你式緩斗沖器2、混訂凝土餡同步約施工設操作⑴測常量定悄位測量述定位記仍用板原掘割進時漏安設覆的激部光指本向儀滲來定影位井霸筒中心,在工吩作平瞞臺上輛用鋼漂卷尺久測量銜井筒侮內徑炊、外跡徑等湖，并晚做出標銀記拉耍線固芳定。⑵鋼涌筋下仔放、畫安裝將鋼功筋通視過上太下物纏料升翻降孔膛下放執(zhí)到底仆部操喬作盤擔，然膚后通使過焊接吳連接翁豎直趨鋼筋肅，其憲它鋼尖筋采噴用綁渾扎連烏接。鋼筋灑下放廁作業(yè)鋼筋員焊接醬作業(yè)⑶?；莅逄釗?、地安裝中部糊穩(wěn)定革盤底螞部加吵強肋小與倒堤鏈連愉接，桌根據(jù)墻模板巧長度材設定嗎吊點位置漁，吊或點間幻玉距1.商8m。每龜塊模球板均擾與一燃個倒到鏈相爹連，轉實現(xiàn)分塊聯(lián)獨立叛提升泊。提杜升后店模板飲底邊搖與下爭層模商板頂浙邊用來螺栓戴連接，模聽板頂奏部與相井壁寨膨脹郊螺栓飄相連裂固定石，把蠟井壁吉二襯噸模板謠與中隔板踩模板橫連通脊為一紗體結勿構。模板吩外采過用18工字川鋼形榨成閉祥合體坑對模斤板支碗撐，18工字亦鋼支萌撐共帶設4層。時中隔嘆板模瓦板除乎工字援鋼支恢撐外系，兩縮慧層模勾板之訓間用璃對拉互絲桿席連接冤固定薦。每塊疼模板定對應須一個煎倒鏈塌分塊著提升拼裝逢完成罩后的輩模板⑷中希、底階部吊火盤同鵝步提沿升模板山安好洽后同圈時提限升中須部穩(wěn)恥定盤呈和四片個底遺部操圓作盤鍵，每箱次提肉升高遇度1.犁5m，使合底部嫂盤至魚下層同模板稼底部劈燕，再神在活六動臺頂架和疏模板浪間搭訊設木原板操益作平臺臺，耗便于沫人員款操作簡。中、融底部眠吊盤澆提升射中⑸混歸凝土蝦整體灑澆注豎井漢混凝肉土輸委送路渡線：雜攪拌糾站—車載房誠泵—輸送吳泵管—緩沖暢器—活節(jié)擴管—模板掩。砼船坍落猛度采似用12興-1巡壽6c概m，在險往井刑壁二柄襯與得中隔負板模裁板內看對稱近分層受澆筑貪混凝桶土時云，采圖用振常搗棒亡將其祥搗實刷，灑虧水養(yǎng)循生。井口忽汽車幸泵輸康送作錫業(yè)井內另二襯咽與中草隔板請混凝仔土整掙體澆西筑作胸業(yè)活節(jié)陡管⑹拆館模，渡進入尾下一罪循環(huán)峰作業(yè)待澆塵注的N節(jié)段副混凝酸土強化度達銳到2.漆5M堤pa后，呢將N-宜1節(jié)段釋井壁燭二襯東模板站與中攀隔板狂模板絲式拆除皮，分賢塊提皇升將筒模板哨翻到N+瓣1節(jié)段熱位置道固定椒，松辣開倒柔鏈，同步蚊提升伍、底腰部吊違盤，簡重新圾組裝樂模板旺，轉懼入下鄉(xiāng)豐一循捐環(huán)澆殊注作昂業(yè)。最后苦一節(jié)頁砼施敞工時勿中部絞穩(wěn)定響盤提螞升到中井口6、技譜術創(chuàng)饞新點6.嘩1、發(fā)物明了活“豎設井井山壁二呢襯與溝中隔啄板混慈凝土斬同步污施工攝方法估”。緩發(fā)明跑專利幣受理饞號：20算10笛10鏟23竟43叛63話.3，20蠻10年12