隧道竖井施工方案.docx
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隧道竖井施工方案
大庄隧道竖井施工方案
大庄隧道竖井施工方案
1．编制依据
1.1《大庄隧道通风系统施工图设计》
1.2《公路隧道施工技术规范》（JTGF60—2009）
1.3《现场施工调查所获取的相关资料》
1.4《公路工程质量检验评定标准》JTGF/1-2004
1.5《矿山井巷工程施工及验收规范》GBJ213—90
1.6《煤矿井巷工程质量检验评定标准》MT5009—94
2．工程概况
2.1工程简介
大庄隧道竖井位于利川市谋道镇上坝村，桩号为K31+372，竖井深h=85.499m，上部3m围岩级别为Ⅴ级采用SS0衬砌，往下5m围岩级别为Ⅲ级采用SS5衬砌，往下19m围岩级别为Ⅲ级采用SS3衬砌，往下48.45m围岩级别为Ⅳ级采用SS4衬砌，最后10m围岩级别为Ⅳ级采用SS5衬砌。
竖井下设计有联络风道、排烟风道等将竖井与主洞相连，形成完整的排烟通风系统。
2.2地质、水文情况
大庄隧道竖井外露为砂岩，岩石为灰白色，中细粒结构，中厚层状构造，主要矿物成分为长石、石英等，质软，手捏易成砂，岩芯较破碎，成碎块状；井底为泥岩，岩石为暗黑色，泥质结构，中厚层状构造，主要矿物成分为粘土矿物，岩芯较完整，成柱状及短柱状，局部含砂质较重。
1）地表水
隧道范围内无常年性地表水通过，地表水相对贫乏，大气降水很快会顺坡面向洼地汇集，通过地表冲沟进行排泄。
2）地下水
大庄隧道地下水不甚发育，少量地下水主要以裂隙水和松散孔隙水为主，地下水的补给主要靠大气降雨，排泄方式主要为地表径流、蒸发以及通过裂隙泉水向河流或坡脚排泄等方式。
地表水及地下水对砼无腐蚀性，对钢结构有弱腐蚀性。
图2.1竖井、联络风道平面设计图
图2.2竖井纵断面图
图2.3明洞二衬断面图
3.施工准备
施工准备工作的主要任务是解决施工所需的水、电、路、通讯及工业场地平整，实现“四通一平”为施工创建必要的工作，为工程开工和开工后顺利施工做好必要的技术准备，并为调整和有效使用施工力量、设备、材料和资金提供条件。
3.1交通
交通：
竖井井口有业主提供的交通便道。
施工便道由大庄隧道出口开始修建，便道路面宽度3.5m，长度3.088km,需新征地修筑便道。
对部分材料及大型机械需采用二次倒运方式运至工地。
1、根据《中国自然区划分》地形分类标准及公路区划分标准，全线位于山岭重区。
沿线年平均气温15-17℃，年降水量1300-1500毫米，相对湿度80%。
沿线表层覆盖多为粉质粘性土、下为寒武系中统茅坪组或高台组灰岩、白云岩、泥质岩，且岩体连续，整体地质均趋稳定，路基施工不受影响。
支线拟在ZK1+500附近设置弃土场。
工程完工后，对弃土区进行绿化覆盖或复耕。
2、本便道属于5号便道支线，是为了连接便道主线，途径大庄隧道出口，止点位于孙家老屋竖井。
支线起始里程桩号为ZK0+000-ZK3+088.683，高程控制为874m，全线为新建道路。
便道的高程系与高速公路高程系统一致。
3、平面设计参照利万高速公路指挥部的相关要求，平曲线半径按15m控制，回头曲线半径按12m控制。
路线纵面设计参照利万高速公路指挥部的相关要求，最大纵坡按12%控制，回头曲线纵坡按6%控制。
路基宽度为4.5m，路面宽度为3.5m。
3.2供电
供电：
大电采取临时用电和永久用电结合。
临时用电由业主引至施工现场，在广场内设置临时变电所负责向各负荷供电。
永久用电仅考虑隧道内射流风机（ZK28+527-ZK29+977、YK28+690-YK30+140）及洞内轴流风机供电情况，根据供电情况，在洞内设置一处横洞变电所和洞外设置一处风机配电室。
其中洞外风机房配电仅考虑轴流风机供电。
表本项目变电所设置图
序号
隧道变电所名称
交配变电所位置
电源
1
隧道内风机房变电所
风机房旁
通过10KV电缆引自隧道洞口的两座变电所
2
隧道外风机房变电所
风机房旁
通过10KV电缆引自隧道洞口的两座变电所
1、洞内变电所10KV、0.4KV主线均采用单母线分段接线，正常运行时两路电源同时供电各带一台变压器工作且两台变压器进行母联。
当其中一路电源失电，另一台电压器能确保所有一级、特一级负荷用电设备正常工作。
2、高压开关柜采用SF6环网系列开关柜。
采用就地操作方式，其操作电源为直流110伏，电源由直流屏供给。
变压器采用SCBH15系列非晶结合金干式变压器，带温度控制器及相应的通信接口。
低压单元采用GCK系列抽屉式低压开关柜。
本项目10KV电源均引自洞口变电所，洞口变电所设置高压计量柜，高压计量柜由当地供电部门制定，洞内不再设置高压计量柜。
开关柜内配置LSA系列数显智能仪表，其中进线开关柜应选配直流输出、开关量入等功能模块，与电力监控装置配合，实现系统的“遥测、遥线、遥控”功能。
3.3供水
供水：
在井口附近建一高位水池，水源来自山下，在山下安装一台高扬程的加压泵，将水打至高位水池，再由φ48×4无缝钢管送至井筒内，满足生产需要。
3.4通讯
通讯：
项目部设置一部直拔电话负责对外联络。
施工现场设置一部4门程控交换机负责井底、井口、绞车房、值班室的联络。
3.5设备、机械、人员的调配
在现场具备条件后，竖井材料、小型设备即刻运送到现场，大型设备解体分块装车运送，现场组装安装大型设备，人员根据施工进度进场，满足施工需要,避免人员、设备闲置，材料积压。
3.6技术准备
1.认真查阅设计图纸，熟悉相关施工技术规范要求，结合实际编制专项施工方案，下好三级技术交底及三级安全交底；
2.竖井与大庄隧道的联测已完成，测量误差符合规范要求；
3.洞口设点及护桩，洞口导线点、水准点引设已完成；
4.对洞口情况进行了详细调查，对不良地质等情况基本掌握。
5.施工所用各种混凝土配合比经外委试验确定，各种施工材料也经试验符合质量要求；
6.洞口两侧已设置临时排水措施，形成畅通的洞口排水系统；
7.已设置洞口沉降观测点、基点已布设完成。
3.7施工现场布置
现场平面布置力求紧凑实用：
井口锁口（40cm宽、2.6m深，锁扣盘采用L型施工，在锁扣外边缘3m处开挖，边坡按照1:
0.75进行开挖，锚喷支护，采用φ22长4m间距1.5m×1.5m梅花型布置，锁扣回填采用M7.5浆砌片石，锁口内配双层钢筋，环向Φ12@15cm，纵向Φ14@32cm，箍筋为φ8@25cm）钢筋砼提前15天浇筑完成，尽可能少增加临时工程、尽可能减少临时用地，井口临时设施布置尽量避开永久建筑。
施工场地平面布置同见下图。
图3.1竖井施工场地平面布置图
图3.2竖井施工场地平面布置图
4．总体施工方案
安装工作吊盘（安全防护盘）为竖井施工提供作业平台及安全防护，吊盘由4台8t稳车（矿用凿井绞车）升降。
另设1台4.5t提升绞车完成人员上下及井内材料运输。
材料运至井口，通过吊桶运至工作面，考虑到雨季材料运输困难，吊盘加工时预留位置可实现材料自井口运至工作面或井底。
开挖自上向下钻爆法开挖，人工扒碴，爆碴从井口通过弃渣平台配合自卸车出碴，挖一层、支护一层。
二衬自下向上施工，模板采用翻模施工，1台8t的稳车提吊溜灰管，二衬砼通过溜灰管送达工作平台，经串筒入模。
竖井提升设备由井架、矿用提升绞车、稳绳及控制系统等组成。
开挖完成后，对天轮、绞车等位置进行简单调整，即可满足二衬施工作业。
开挖时的施工用电由井口发电机供电，竖井作业面用电从井口引入，1台5t的稳车提吊电缆线，二衬作业时400/220V电通过竖井引至竖井井口，供提升设备用电。
待大庄隧道主洞右线开挖至YK31+350后，依次进行竖井排烟风道、联络风道的施工。
5．施工工艺流程
竖井施工顺序见图5.1。
图5.1竖井施工工艺流程图
图5.2竖井排烟风道、联络风道施工工艺流程图
6．施工方法
6.1排水、地面设设施施工
1、地面排水
①施工场地地面设置排水沟收集和排除地面雨水和场地排水。
②在开挖竖井的四周设排水明沟，并设置集水井，使基坑内渗水和施工废水汇入其中，再用水泵抽入地表沉淀池沉淀后排放。
边挖边加深排水沟和集水井，保持沟底低于基坑底不小于0.5m，集水井低于沟底不小于0.5m。
③竖井提升架设置雨棚，保证雨天气竖井的正常使用及防止雨水进入竖井。
④从井底至锁口盘，每10m设置一道环状盲沟，通过井壁后预埋的排水管，将地下水引入下部联络风道预埋排水管流入隧道侧沟。
2、井口防护栏杆
在冠梁顶部挡水墙外侧,设置高度为1.2m的防护栏杆。
栏杆立柱采用Φ32×3mm钢管，间距为1.2m;水平栏杆顶部一道为Φ32×3mm钢管,其下按竖向间距300mm设置Φ12圆钢栏杆。
栏杆下部踢脚板利用冠梁顶部档水。
护栏上安装彩灯标识，保证夜间施工安全。
3、施工竖井内平面布置及设施布置
（1）施工竖井内平面布置
竖井平面按人行通道区、提升作业区两个部分进行布置。
人行通道区和提升作业区之间采用型钢框架和钢丝网进行隔离以确保安全。
施工管道、电缆沿井壁布置。
具体布置见图。
图6.1竖井风水电管线平面布置图
（2）竖井口管线及辅助设施布置
①管线布置
竖井及暗挖隧道施工需要布置的管线主要包括：
风、水管，通风管，动力、照明线，砼料下料管，排水管等。
管线卡具在井身开挖过程中分段预埋，管线具体布置参见图。
②通风
爆破后，采用轴流风机经φ800通风管道进行通风排烟处理。
掌子面有作业人员进行作业，均应利用通风管道进行通风。
③排水
出渣完毕后，利用水泵进行竖井掌子面处排水处理。
6.2风水电、砼供应
开挖施工时将压风管与与钢丝绳固定在一起，每8米设一道卡。
钢丝绳通过一台8t绞车收放。
水、电管线通过管卡、线卡将其与钢丝绳固定在一起每8米设一道卡。
纲钢丝绳通过一台5t绞车收放。
二衬作业时将溜灰管与与钢丝绳固定在一起，每8米设一道卡。
纲钢丝绳通过一台8t绞车收放。
水、电管线通过管卡、线卡将其与钢丝绳固定在一起每8米设一道卡。
纲钢丝绳通过一台5t绞车收放。
水电管线穿越吊盘孔口的上下方设喇叭口，防止挂断、损坏管线。
6.3测量控制
开挖施工时，测量采用φ9.3mm的细钢丝吊挂在井口中心基准点处，下吊锤球，以此做为基准线进行测量，每9m（3茬炮）复测一次，确保竖井开挖净空尺寸符合设计和规范要求。
二衬施工时，为保证施工精确度，使用全站仪在竖井底板上测出与竖井井口基准点对应的坐标点，在此安设钩子，在两点间将φ9.3mm的细钢丝拉紧，以此做为二衬施工的基准线进行施工。
6.4竖井的开挖及支护
6.4.1井架、提升设备及吊盘
井架采用煤矿3#标准井架。
开挖过程中采用卸碴平台进行弃渣，井架高度降低到12.5m，井架用钢管组焊件通过螺栓连接构成，井架在工厂制造，试拼后拆成散件运至井口。
安装时首先将井架拼成2个单片，然后通过4台稳车将井架拉起，再连接其余杆件，安装天轮、钢丝绳等。
提升设备安装完毕后，对系统进行调试，检查各种限位开关的是否有效，按1.2倍额定荷载进行超载试验。
施工准备完毕后的开挖及支护工作示意图见图6.2、图6.3。
吊盘由4台8t的稳车提吊，其中2台用做提升吊桶稳绳。
由于开挖时吊盘荷载很小，2台即可满足要求，吊桶由一台（型号JTKY-1.6，静张力45KN，绕绳速度2m/s）的提升绞车提升，人员及材料运输通过吊桶上下。
在工作盘上及井架天轮平台下4.5m各设置限位开关2个，以防吊桶冲顶或蹲底。
图6.2井口平面布置图
图6.3开挖及支护工作示意图
6.4.2开挖钻爆设计
爆破设计参数及指标如下表：
表6.1爆破参数指标表
名称
单位
指标
备注
装药总量
Kg
68.7
平均线装药密度
Kg/m
0.550
起爆方式
从内向外微差起爆
设计爆破进尺
m
1.6
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