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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。通风起爆30危石处理60装药3030测量、施工准备支护120开挖打眼出渣390（+180）小直径竖井施工循环网络图240时间总计:960min，合16小时，钻眼深度1.8m，进尺1.5m。日循环1.5个;后120出碴时间按照570分钟考虑。24567892.2三通一平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、安装和调试井架（由φ114钢管焊接）工字钢（宽度=2.2）α天轮绞车卷筒说明：1、图中尺寸均以计；2、提升绞车卷筒宽度1.0，与提升天轮夹角（0.5/20）=1°25′56″＜α=1°30′，满足规范要求。1号通风竖井提升系统布置示意图吊桶容积为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：A1A2B1B2O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：测量放样截水沟施工施工准备机械开挖坑壁支护人工修整锁口圈砼施工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模板架立随挖随支至井底标高井底施工设备调整钢筋绑扎立模浇筑砼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。安装后应按照设备管理的要求进行检查验收，并进行试提升，证明可靠后，方可投入使用，严禁用钢材现场临时制作拼装。4.1.3竖井安全提升竖井施工