通风竖井方案DOC.docx
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通风竖井方案DOC.docx
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通风竖井方案DOC
新建铁路大瑞线大理至保山段
站前工程第三标段
大柱山隧道(出口)
2#通风竖井施工方案
编制:
审核:
批准:
中铁一局集团有限公司
大瑞铁路工程项目经理部三分部
二O一四年三月
大柱山隧道出口
2#通风竖井施工方案
1工程概况
1.1工程简介
大柱山隧道位于云南省保山市,穿越横断山南段,处于澜沧江车站至保山北站区间,全长14484m,隧道最大埋深为995m。
洞内纵坡设计为小“人”字坡,除出口段2750米为3‰上坡外,其他段最大纵坡23.5‰。
根据2014年剩余工程施组,隧道出口工区承担平导往大理方向独头掘进8km的施工任务。
大柱山隧道出口1#通风竖井位于D2K124+220处,与32#横通道相交,1#通风机设置于D2K124+270处,2#接力风机位于D2K122+860处,目前平导掌子面里程为PDK120+560,通风机距离掌子面距离3710m。
由于沙缥公路将通过1#通风竖井位置导致该竖井废弃,增加了隧道内施工通风困难,导致通风成本增加;为了改善洞内施工通风环境,缓解长大隧道工期压力,需在出口端另外选址修建一座通风竖井。
根据我部详细勘察,在郭里村内有一处可作为井位,该井位处于大山脚下,隧道埋深89m,地势较平坦,距离居民住宅约50m,通风口周围200m约有10户人家,洞内排出的烟尘对居民影响不大。
通风竖井井口中心设于正线D2K122+668.2左侧15m处(对应平导PDK122+714.6右侧15m,27横通道中间),实测原地面高程为1789.7m,竖井井底高程1695.1,竖井开挖深度为94.6m。
井口坐标X=2791869.636,Y=475275.934。
竖井距隧道进洞口2320m,据线路纵断面图,该段均为V级围岩。
竖井净空直径3.0m,开挖直径为3.7m,衬砌钢筋混凝土厚度为35cm。
井身剖面见下图所示:
1.2地质情况
大柱山隧道出口27#横通道岩性为灰岩夹辉绿岩,岩体极软弱、极破碎,节理裂隙发育,完整性差,拱墙开挖易坍塌,均为V级围岩;地下水以基岩裂隙水、构造裂隙水和岩溶水为主,富水,有可能产生涌水。
地震动峰值加速度为0.2g。
1.3增设竖井目的
1#竖井被沙缥公路废弃后,为缓解特长隧道通风压力,改善隧道内施工环境,加快施工进度,节约成本。
2进度安排及三通一平
2.1施工进度安排
竖井计划于2014年4月30日动工,2014年5月10日完成施工便道的征地和修建,5月20日完成井口防护及井口场地布置。
竖井计划开挖(包括模筑衬砌)进度为2天3循环,循环进尺1.5m,计划工期133天。
2.2三通一平
2.2.1施工场地布置
大柱山隧道出口端2#竖井位于主线D2K122+688.2处,井位在河沟旁台地上,地势较平坦,适合竖井开挖、支护和施工通风的临时性场地使用要求。
2.2.2进场便道
接弃碴场便道尾部,顺山体坡脚等高线修建通往竖井便道,新征小临临用地1亩。
2.2.3施工用电:
从大柱山出口施工驻地距竖井位置约为2.5Km,所以从大柱山出口施工驻地延伸动力用电至竖井位置不经济,考虑采用自发电满足施工需要。
拟采用250KW的柴油发电机作为主发电机,另外备用60KW的发电机。
竖井口附近安设两台10.0m3的电动空压机满足竖井施工用风的要求。
2.2.4施工用水
施工和生活用水采用竖井旁边的溪水和泉水,溪水和泉水一年四季保持较平稳的水量,可以满足生产和生活的需要。
拟在竖井口靠近河沟一侧砌筑一容积为10.0m3的高压水池,在竖井内施工用水处安设一减压阀,控制高压水压力不超过0.3Mpa,以满足竖井施工用水的需求。
2.2.5通讯
井内与井外采用有线直连电话、信号指示灯和电铃配合联络,井外采用有限和无线电话联络。
3竖井施工方案
3.1竖井支护结构
钢筋砼锁口圈——锁口圈背片石砼回填——井身开挖——施作锚杆——井身模筑钢筋砼衬砌(施做二衬时应设置壁座)
3.2场地平整
清除场地范围地表植被,平整场地,修筑临建设施。
开挖井口平台至设计标高,下挖过程中做好边坡防护,按设计要求施工截水沟、水沟等防排水设施。
3.3锁口圈施工
井口设简易井盖防护,进行锁口圈开挖。
锁口圈开挖完毕后,进行地基承载力试验,当承载力大于400Kpa或为基岩时,转入锁口圈结构施工,埋设好井盖预埋件;对局部承载力不满足要求的进行地基加固,如注浆、换填等。
锁口圈背应采用用片石砼回填,同时施工井架、提升绞车、卷扬机基础。
扩挖深度达到25m以后,将吊盘吊至井下,安装井盖。
此前作业人员下井时用临时井盖封堵导井,以策安全。
3.4提升选型、安装和调试
吊桶容积为0.8m3,根据计算选用功率为45kw的JT-1提升机,钢丝绳选用钢丝绳选用6×19的不旋转钢丝绳,提升钢丝绳直径选为21.5mm,钢丝破断拉力27.15T,安全系数满足提升人员时大于9.0,提升设备、物料大于6.5的要求。
井架采用煤矿3号标准井架。
井架由钢管和工字钢组成,通过法兰盘用高强螺栓连接,井架在工厂制造,试拼后拆成散件运至井口。
提升设备安装完毕后,对系统进行调试,检查各种限位开关是否有效,按1.2倍额定荷载进行超载试验,再由当地技术监督局检验合格后投入使用。
吊盘由3台慢速卷扬机提升,其中一台卷扬机的钢丝绳与吊盘稳绳兼作提升吊桶的两根稳绳,吊桶由一台型号JM-1的快速卷扬机(静张力45KN,绕绳速度1.7m/s)提升,人员机具运输通过吊桶上下,出渣采用底卸式。
在工作盘上及井架天轮平台下4.5m各设置限位开关1个,以防吊桶冲顶或蹲底。
井盖上设开门机构,用一台1t卷扬机驱动。
其开合与吊桶提升进行闭锁,当吊桶上行至一定高度后,其深度指示器上限位开关闭合,卷扬机启动,井盖门打开。
对提升系统加载1.2倍进行调试。
3.5井身开挖
模筑衬砌紧跟开挖面,开挖一环衬砌一环。
竖井开挖采用钻爆法光面爆破施工,采用3台YT—28型凿岩机,采取打套钎的方法(先打设L=1.0m的炮眼,再换用L=2.0m的钻钎进行钻眼)进行钻眼,确保钻眼角度垂直向下并相互平行,钻眼深度1.8m,炮眼利用率80%以上(竖井开挖面积为10.75平方米,考虑爆破受到的夹制作用较大的影响,炮眼利用率取小值,循环进尺1.5m。
炸药采用乳化炸药,以便防水;雷管采用非电毫秒雷管、电阻丝引至洞口起爆。
全断面钻眼53个,平均7.5个眼/平方米,以满足人工装碴时的人力短距离搬运时对石碴的块度和重量要求。
人员、设备全部撤出竖井后,在竖井外用导线起爆。
爆破后立即通风,开挖循环进尺1~1.5m。
爆破时将安全盘提起距工作面25m以上,每次爆破后要求对安全盘、钢丝绳等进行详细的检查,确认安全后方转入下道工序作业。
清碴及修整开挖轮廓面时,将安全盘悬吊在工作面上方,工作人员必须系好安全绳后方可进行作业,以防高空坠落。
3.6出碴
竖井采用人工装碴,每班工作人员为5人,实行换班制,每8小时换班,以降低劳动强度,提高出碴速度。
吊桶采用单桶提升,吊桶无盖,装碴高度距吊桶边沿不小于20cm。
吊桶容积0.8m3,尺寸φ1000×1200mm,兼作装碴及提升人员(但不混装)。
吊桶提升高度超过井口后,井口的活动安全盖自动关闭,保护井下的施工人员。
吊桶提出竖井后,活动井盖自动关闭,吊桶上升到井架索槽位置,通过溜槽卸碴至自卸汽车,装碴时,井盖应处于关闭状态。
开挖严格控制碴料粒径,便于人工装碴。
出碴采用吊桶提升至井口,卸至井外,用自卸汽车运至竖井旁边的碴场。
3.7超前支护
必要时由项目部另行设计施作φ42超前注浆小导管。
3.8锚喷支护
施作锚杆:
从竖井锁口底部以下2m的位置起,设置Φ22锚杆,参数为:
竖向间距2m,环向间距1.5m,呈梅花型布置,锚杆长度3m,打入岩体部分长度2.8m,伸入井壁砼0.2m。
锚杆尾部须与井壁主筋进行牢固的焊接或绑扎。
必要时由项目部另行设计施作挂网、钢拱架和喷砼。
3.9模筑衬砌
根据围岩收敛情况及时施作模筑衬砌。
模筑衬砌紧跟开挖面,开挖一环衬砌一环。
二次衬砌由井顶往下施做,翻模施工。
每模井壁钢筋必须伸出该底部砼以下的预留搭接焊长度,以便与下一模井壁砼钢筋进行搭接焊。
为确保预留搭接焊长度5d和使截面错开长度35d,要求50%的主筋预留搭接焊长度5d,其余50%的主筋预留长度为:
搭接焊长度5d+截面错开长度35d=40d。
做法是开挖完成后,模筑砼应安设底模,底模距离开挖井底面高度不小于主筋40d的长度,以便使预留搭接焊钢筋伸出模筑砼,确保主筋得以预留,以便与下一模井壁砼主筋进行有效搭接焊和搭接截面错开。
3.10连接部施工
通风竖井位于正线和平导两线间中部,正线与平导在里程D2K122+688.2(PDK122+714.6)处线路平行,采用横通道连接竖井、正线和平导。
横通道中线与正线与平导线路正交,竖井中心处于横通道线路中心,并处于横通道中部位置。
横通道断面采用平导现施工断面(5.4*5.7m)。
横通道与竖井连接门架、横通道与平导连接门架和横通道与正洞连接门架设计与施工,可参见既有大柱山隧道出口电缆联络通道连接门架设计与施工,本方案不再叙述。
3.11测量控制
3.11.1控制导线
竖井施工前,由大瑞铁路项目部精测队布置建立加密导线控制网并出具成果书,该控制网的布置应充分考虑竖井位置,便于竖井施工测量放样。
3.11.2施工测量放样
方法一:
受到施工场地的限制,竖井施工测量放样采用吊线法:
在竖井口测设四个坐标点,依靠四个坐标点A1、A2、B1、B2连成两条线段的交点O确定竖井中心线,自竖井中心线O用钢丝绳悬吊重球确定竖井井底中心点。
如下图所示:
方法二:
采用垂准仪激光指向,在井口盖上由全站仪精确定位,钻φ5mm小孔,激光穿过小孔,指向开挖工作面,用钢尺量出开挖轮廓,进行开挖施工。
每9m(3茬炮)由莱卡全站仪结合垂准仪复测一次,确保竖井开挖净空尺寸和垂直度符合设计和规范要求。
3.11.3竖井井下控制测量:
为了解决长隧道施工通风问题,竖井施工先采用开挖直径3.7m的圆形断面,竖井与正线和平导间的联络横通道采用既有平导断面尺寸(5.4m×5.7m),导洞线路方向与正线和平导线路方向正交,由正线和平导向竖井中心方向导洞纵坡采用5%的上坡,导洞坑底与正线和平导坑底顺接。
3.12井内排水
施工排水采用吊泵抽水,2级接力抽出竖井(竖井中间壁上开挖洞室,设水箱),在开挖时,有意识的在局部打深眼,使该部位相对较深,形成临时集水坑,以便在打眼过程中排水。
随时备用2倍以上吊泵,遇地下水比较大的地段,采用大功率水泵或多个水泵抽水,开挖爆破排烟后先开始抽水,水位降低后再进行出碴工作。
3.13特殊情况处理原则
施工时应遵循“先预报,预加固,短进尺,弱爆破,强支护,早封闭”的原则。
运用地质超前预报,探明前方地质,做好超前支护(必要时由项目部另行设计交底),短进尺、弱爆破最小化影响围岩,加强支护,加强排水降水,及早封闭围岩,确保安全施工。
3.14施工工艺流程图
竖井施工工艺流程图:
测量放样
施工准备
截水沟施工
机械开挖
人工修整
坑壁支护
锁口圈砼施工
模板架立
钢筋绑扎
锁口圈背回填
竖井提升设备安装
分层开挖井下其他部分
随挖随支至井底标高
设备调整
井底施工
立模浇筑砼
钢筋绑扎
导洞施工
4竖井施工技术安全保证措施
4.1完善和建立各项制度和设备操作规程
对施工人员进行安全教育,提高职工的安全意识。
定期检查制度的落实和贯彻情况,保证安全制度和规程处于受控状态。
4.1.1防排水
在竖井井口附近修整好场地,周围应修排水沟、截水沟,防止地面水的侵入井中发生坍塌。
4.1.2装牢固提升架
提升架要有专门设计和有检测能力的厂家制作。
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