包家山隧道通过大坡度斜井施工正洞配套技术
隧道斜井施工方法
ｓ ｄｅ ， ｉ ｏ ｃ ｎ ｄｓａ ｆ ａｊ ｓａ ｎ ｅ ａｄＮ ．１ｉｃ ｎ ｄｓａ ｆ ｉｌ ｇｔｎ ｅ ａ ｘｍｐｅ．Ｃ ｎ ｌ— ｔ ｉｄ ｗ ｔ Ｎ ．３ｉ ｌ ｅ ｈ ｆｏ Ｂ ｏｉ ｈｎｔ ｎｌ ｎ ｏ ｎｌ ｅ ｈｆｏ ｎｉ ｎ ｌ ｓ ａ ｌ ｕ ｈ ｎｉ ｔ ａ ｕ ｉ ｔ Ｑ ｎ ｕ ｅ ｓ ｏｃｕ
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｒｅ ａ ｄ ｎ ｈ ｏ ｓｒ ｃ ｉｎ ｏ ｃｉ ｅ ｈ ｆ ，ｔ ｅ ｄ ｗｎ ａ ｄ ｄ ｖ ｎ ｔ ｏ ｎ ｈ ａｓ ｒ ｉ ｇ ｍｅ ｈ ｄ ａ ｅ ｇ ｒ ｉ ｇ ｔ ｅ ｃ ｎ ｔ ｔ ｆｉ ｌ ｄ ｓ ａｔ ｈ ｏ ｗ ｒ ｒ ｉ ｇ ｍｅ ｈ ｄ ａ ｄ ｔ ｅ ｒ ｉｅ ｄ ｖ ｎ ｔ ｏ ｒ ｕ ｏ ｎ ｎ ｓ ｉ ｉ
包家山隧道3 #斜井工区施工通风方式研究
Ｃａ ｅ Ｓ ｕ ｙ ｏ ｎｓｒ ｃ ｉ ｎ Ｖｅ ｔ ａ ｉ ｎ Ｍ ｏ ｅ ｏ ． ３ ｓ ｔ ｄ ｎ Ｃｏ ｔ ｕ ｔｏ ｎ ｉ ｔ ｌ ｏ ｄ ｆ Ｎｏ
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０ 引 言
随着 国民经济 的发 展 ， 铁路 建 设 中 长大 隧 道 的修
建数量 日益增多 。 国 内隧道 施 工 中， 别 是 目前 的特 特
１ 施 工 通 风 方 式 的确 定
包家 山隧道 ３斜 井 工 区只有 １ 斜 井 ， 个 ４个作 业
面 的新风 和污风均 由该斜 井 进 出 ， 由于 正洞 采用 无 且
Ａｂｓｒ ｃ ：Ｔｈ ｄ ｆ ｅ ｃ ｖ ｔ ｎ ｂｙ ｄ ｉｌａ ｄ ｂ ａ ｔｍｅ ｈ ｄ， ｒ ｉ— ｏ ｎ ｒ ｎ ｐ ｒａ ｉｎ ｙ ｔｍ ｎ ｈ ｉｃｉ ｅ ｓ ａ ， ｔａ ｔ ｅ ｍｏ ｅ ｏ ｘ ａ ａ ｉ ｒｌ ｎ ｌ ｓ ｔ ｏ ｏ ａｌｂ ｕ ｄ ｔａ ｓ ｏ ｔｔ ｓ ｓｅ ｉ ｔｅ ｎ ｌ ｄ ｈ ｆ ｏ ｎ ｔ
长公路 隧道和客 运专 线 隧道 ， 由于仍 广 泛 采用 钻 爆
法开挖 ， 开挖断 面大 ， 且施 工 机 械化 程 度 日益 提 高 ， 爆 破后 及 内燃 机械作业 过程 中产生 的有 害气体造 成 的隧 道 内作 业环境 恶化 ， 越来越 成为制 约工程 进度 、 影响工
轨运 输 ， 风风量 很大 ， 照 常规方法通 常采 用压人式 需 按 通风， 斜井 需要布 置 ４条 管路 ， 对斜 井 断 面要求 很 高 ，
第３ Ｏ卷 第 ３期 ２１ ０ ０年 ６月
隧道建 设
昆明绕城高速长虫山隧道开工
喷射混凝土原料卸载方式如图8所示:运料矿车运行至卸料平台,通过侧卸式矿车自带的液压装置,侧卸式矿车车厢自动倾斜,车门在重力作用下自动打开,喷射混凝土原料在重力作用下由矿车内自动下落,通过下料漏斗的引导,落入已等候在下方的运输汽车内,由运输汽车运至施工现场。
7 信号指挥系统在斜井底、绞车房内及斜井口设信号指挥系统,配备专门的信号工,用以指挥矿车的运行。
通过井上、井下的信号系统指挥矿车的运行状态。
同时,在井底、洞口及矿车运行区间设警报装置。
当矿车启动及运行期间,警报器拉响,提醒附近的人员注意安全。
8 抽排水系统通过斜井施工正洞,必须在斜井底设置水仓及抽水泵房。
正洞内全部的涌水都要通过斜井底水泵抽排至洞外。
通过斜井施工正洞,抽排水系统的配置将直接影响到施工的成败。
进行抽排水系统配置时,先根据相关资料,计算出整个正洞内及整个斜井内的最大涌水量之和,再考虑一定的储备系数,定出总的排水量。
根据总排水量,计算出需要的排水流量及抽水机功率,选择并配置相应的抽排水设备。
9 结束语通过大坡度斜井施工正洞,重点在有轨运输系统的配套上,科学合理的配套设施是影响施工进度的决定性因素。
本文介绍了包家山隧道通过大坡度斜井施工正洞有轨运输配套设施的配套方法,为类似的工程提供一定的借签。
参考文献[1] 山西机器制造公司.J K 型单绳缠绕式矿车提升机使用说明书[X].2004年修订.[2] 洛阳矿山机械工程设计研究院提升机械研究所.矿车提升机[M ].2002,4.[3] 萍乡蓝翔机电实业有限公司.KZ 系列侧卸式矿车使用说明书[X].2006,5.[4] 张德英.斜井提升用钢丝绳的选择方法[J ].煤矿机电,2005,(2).3 3 3 3 3 3昆明绕城高速长虫山隧道开工昆明绕城高速西北段的长虫山隧道正式开工兴建。
作为重点控制性工程的长虫山隧道全长3.8km ,由武警交通二支队承建。
为全力备战此项重点工程,武警交通二支队以国家应急救援力量体系为标准,第一时间集结了数十台套精良装备和近百名优势兵力,立即投入施工。
包家山隧道设计施工图建议
包家山隧道(N11标)设计施工图建议一．各级围岩类别初期支护参数的调整：1．Ⅴ级围岩地段（YK157+400~YK157+595段195m、ZK157+420~ZK157+620段200m）围岩裂隙发育、破碎，稳定性差，易发生坍塌；多为岩溶发育地段和区域断层发育地段，且开挖断面较大，须加强初期支护的强度：①系统锚杆应采用RD51N中空注浆锚杆;长度L=450CM;间距不变；②底部仰拱也应设置系统支护，以确保围岩稳定，不发生底鼓变形现象；系统支护参数同拱墙支护参数。
2．Ⅳ级围岩地段（YK156+765~YK157+400段635m、YK157+595~YK157+930段335m ；ZK156+790~ZK157+420段630m、ZK157+620~ZK157+960段340m）围岩岩石破碎、节理发育，稳定性差，易坍塌，有岩溶水和较大涌水，且开挖断面较大，须加强初期支护的强度：①系统锚杆应采用RD51N中空注浆锚杆;长度L=350CM;间距不变；②边墙也应设置系统锚杆，参数应同拱部；③钢架须采用I18工字钢代替I16工字钢，增加刚度抵抗变形。
3．Ⅲ级围岩地段（YK156+500~YK156+765段265m、YK157+930~YK158+550段620m ；ZK156+500~ZK156+790段290m、ZK157+960~ZK158+550段590m）围岩岩石破碎、节理发育，且开挖断面较大，须加强初期支护的强度：①系统锚杆应为L＝300CM,设置参数不变，拱部和边墙均设置；②喷射砼厚度应为12CM；③底部须设置仰拱和填充，才能确保结构稳定、运营安全。
二．千枚岩等特殊地质地段：右线YK157+870~YK158+550段680m、左线ZK157+965~ZK158+550段585m地段岩性为片岩、千枚岩或以千枚岩为主夹板岩地层，这种地质的特点是岩石质软、强度较低、抗风化能力较差，节理裂隙发育、岩石破碎，极易发生大变形和坍塌。
包家山特长隧道1号竖井施工技术
包家山特长隧道1号竖井施工技术许海峰 胡 平 康志荣 赵超志(陕西省交通建设集团公司小康项目管理处 安康 725000)摘 要 包家山特长隧道1号通风竖井深243m ,内净空Φ750c m ,其永久用途是为右线6410m 正洞提供运营通风,在建设阶段兼作正洞投料及通风作用,施工采用正井法。
本文着重介绍该竖井的施工技术。
关键词 包家山隧道 竖井 施工1 概述小河至安康高速公路为包茂高速公路在西安以南路段的组成部分,同时也是陕西省规划的“米”字型公路主骨架中南北向的重要经济干线,属陕西省生产力布局和经济建设的主轴线之一。
包家山特长隧道位于小康高速公路的咽喉部位,是最艰巨的工程地段之一,也是全线最大的控制性工程。
其中的1号通风竖井深243m ,内净空Φ750cm ,其永久用途是为右线6410m 正洞提供运营通风,在建设阶段兼作正洞投料及通风作用,故施工采用正井法。
2 井口地表到25m 深施工方法2.1 井口防排水由于竖井施工井口总体布置图的特殊性,故施工前做好地表水防排工作非常关键,在井口地表外砌筑截水沟以拦截地表水。
井口四周比井沿处略低30～50cm ,防止地表水流入井内。
为防止井口在地表水的浸袭下变形,在井口开挖后立即按设计进行井口圈施工,防止井口发生变形。
井身防排水用吊泵和深井泵接力排水,并且随时保持一套排水机械作为突然涌水时的防备措施,确保竖井施工安全。
2.2 开挖开挖采用手持风动凿岩机打眼,非电毫秒雷管引爆,预裂爆破,人工修整开挖轮廓线,严格控制欠挖,确保开挖轮廓尺寸。
开挖循环进尺1.5m ,开挖后立即进行锚杆、挂网、喷混凝土支护,然后清底、立模灌注混凝土。
竖井开挖前由测量组准确测出竖井的开挖轮廓线,测量采用测距仪及垂准仪定出竖井中心及开挖轮廓线,开挖后对开挖轮廓进行检查,确保竖井开挖净空尺寸符合设计要求。
2.3 出碴竖井井下0～25m 采用反铲(山猫331型)井底装碴至1.5m 3吊桶,2台绞车提升吊桶出碴,井上采用汽车倒运至弃碴场。
总发隧道2#斜井正洞反坡排水施工方案
目录目录 (1)一编制依据.................................. 错误!未定义书签。
二编制原则.................................. 错误!未定义书签。
三工程概况. (2)四工程地质 (3)五施工组织管理机构 (4)六排水方案 (5)七设备选型及管理布置 (5)八集水井设置 (5)九供电方案 (6)十设备配置表 (6)十一预测预报 (7)十二涌水应急小组组织机构及职责 (7)十三排水施工管理 (8)十四安全保证措施 (9)十五环水保及职业健康保证措施 (10)十六附图 (12)总发隧道2#斜井反坡排水施工方案一、编制依据1、成昆铁路米易至攀枝花段MPZQ-4标实施性施工组织设计、总发隧道实施性施工组织设计.2、《总发隧道设计图》及相关参图。
3、相关技术规范及国家、中国铁路总公司（原铁道部）颁发的现行规范、规程、验标等各项技术标准和有关的法律、法规。
4、中国铁路总公司（原铁道部）下发的有关铁路建设施工安全、质量、文明施工方面的有关文件、通知.5、我单位上场后根据现场踏勘、调查、采集和咨询所获取的资料。
6、《铁路隧道工程施工技术指南》(TZ 204—2008）。
7、《铁路隧道防排水技术规范》(TB 10005-2009）。
8、《铁路隧道防排水施工技术指南》（TZ 331—2009).9、《铁路隧道工程施工安全技术规程》（TB 10304-2009）。
10、《铁路隧道辅助坑道技术规范》〔铁建涵［1995］95号〕。
二、编制原则1、在超前地质预报的基础上，为了控制隧道涌水，可采用超前预注浆减少涌水量和水压，保证隧道施工安全；环境条件许可时，对于地层中的空隙水或节理、裂隙水，可采用地表或洞内降水的方法降低地下水位，提高地层的稳定性；当降水方案不能满足要求或无降水条件,在隧道施工中遇到高压涌水危及施工安全时，宜先采用排水的方法降低地下水压力。
2、隧道涌水的处理应贯彻预防为主的原则，应采用先堵后排的措施，预计有大量涌水或涌水量虽不大，但开挖后可能引起大规模塌方时,应在开挖前进行注浆处理。
包家山隧道大断面斜井进正洞挑顶技术
摘要 ： 合包 家山隧道 １斜井与正洞交叉 口处 的施工 实例 ， 结 介绍 大断面斜井 （ 断面 ８ ． １ ｍ ） 横 ４ ３ ５ 进正 洞的挑顶 施工技术 。在充分
了解 地 质 条 件 的基 础 上 ， 制定 了 “ 前 支 护 、 部 开 挖 、 强 支 护 、 超 分 加 随挖 随 护 、 时 封 闭 、 强 监 测 ” 及 加 的施 工 方 案 。重 点 阐 述 接 头 部 位
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包家山特长公路隧道建设管理经验介绍
包家山特长公路隧道建设管理经验介绍摘要地包家山特长公路隧道是我国在建地第三长公路隧道.为了将该隧道建成一条高质量地、先进地、符合科学发展观地公路隧道,力争国家科技进步奖和詹天佑土木工程大奖,建设单位在建设管理过程中大胆改革、勇于创新,收到了明显地经济效益和社会效益.本文着重介绍该隧道地建设管理方法及目前地工作进展情况.关键词包家山隧道建设管理介绍1前言小河至安康高速公路为包茂高速公路在西安以南路段地组成部分,同时也是陕西省规划地“M”字型公路主骨架中南北向地重要经济干线,属陕西省生产力布局和经济建设地主轴线之一.本工程工程已列入陕西省交通厅公路基本建设计划,工程法人为陕西省交通建设集团公司,工程执行机构为陕西省交通建设集团公司小河至安康高速公路建设工程管理处,设计单位为陕西省公路勘测设计院.小河至安康高速公路位于安康市汉滨、旬阳两县区境内,始于旬阳县小河镇坪槐村,接在建地柞水至小河高速公路,途经小河、桐木、麻坪、茨沟、谭坝、花园、五里等7个乡镇,接拟建地安康至紫阳<陕川界〕高速公路及现有国道316线.,计划工期4年,,设计行车速度80Km/h,路基宽度(别离式为>,双向四车道.全线有各类桥梁77座,隧道28座,,占路线总里程地72%.包家山特长隧道位于小康高速公路地咽喉部位,是最艰巨地工程地段之一.该隧道进口位于旬阳县桐木沟,出口位于汉滨区茨沟镇路家沟口,穿越了南秦岭山脉地青山和玉皇山两道山峰,地形崎岖,地势险要,山高沟深,植被茂密,地质构造复杂,地层岩性多变,工程施工难度大.该隧道不仅在技术而且在工期上都是全线最大地控制性工程,因此,作为本工程地建设管理单位,我们深感责任重大.工程管理处从成立伊始,就在兼职工作地情况下,从初步设计预审阶段开始就介入相关工作,通过查询、走访、及“走出去、引进来”等多种方式,广泛吸收国内外长大隧道建设管理经验,邀请了包括王梦恕院士在内地全国知名专家召开专项咨询会<2005年元月6日～8日〕；会同有关部门在催促协调设计单位落实专家预审意见地同时,进一步深入细致地多层次、多回合会同专家查找设计中存在地问题.同时,设计院根据专家咨询意见及部、省领导指示,针对包家山隧道增加了技术设计阶段,并邀请国内知名专家于2005年9月13日、10月6日分别对包家山特长隧道地通风系统和防灾救援系统进行了专题研讨. 2005年10月14日,工程建设单位就包家山特长隧道地施工组织方案再次召开专题研讨会,对该项工程地质量、进度、环保及安全施工等关键因素,进行了深层次研讨,广泛吸收各方意见,以此制定了包家山隧道地招标方案和建设大纲.2006年3月14日,经过公开招投标,中铁十二局集团公司、中铁十八局集团公司及中铁隧道股份等三家施工单位最终被确认为承包商,武汉大通监理咨询有限责任公司中标该隧道地监理单位.包家山隧道技术难度大,工期异常紧张<由原设计地5年压缩至现在地3年半〕,制约着整个工程地工期.为了加强对这一重点工程地建设管理,建设管理处成立了“包家山隧道工程建设领导小组”及其办公室,实行专项管理,行使特事特办,确保工程顺利建设.从2006年4月20日开工至4月底,包家山隧道地8个洞口就有5个进洞施工；截至2007年3月底,共完成主洞全断面掘进4374M、二次衬砌2653M、斜井全断面开挖1867M<衬砌〕,竖井掘进<衬砌〕；根据目前施工进度看,尚存在5～8个月地工期缺口,如何解决异常紧迫地工期瓶颈,已成为本工程迫在眉睫地首要问题.2工程简况2.1地形、地貌包家山隧道位于旬阳县桐木乡与汉滨区茨沟镇交界地玉皇山分水岭地带.隧道横穿南秦岭山脉,以少土多石地山区为主.旬阳县桐木沟沟床最低,,玉皇山主峰最高,海拔1371.5 m,区内海拔一般在500～1500m之间.,向北至分水岭玉皇山,高程为1361m,相对高差约；隧道北口桐木乡一带最低高程为左右,,相对高差约；隧道洞身中部有麻坪河通过,地势相对较低,,与两侧玉皇山、青山相对高差为.2.2气候与气象状况受地势影响,南秦岭属海拔1000m左右地中高山区,为温带半湿润—湿润季风气候,由于受山地垂向变化地影响,气候差异也较大,区内气候为凉亚热带山地气候,℃,℃,℃,℃,℃.早霜期始于10月下旬,晚霜终于3月下旬,无霜期225天,年降水量800～950mm,雨季一般集中在7月至9月,具春寒、伏旱、夏洪、秋涝地特点.降雪期为11月至翌年2月,积雪厚度一般2～4cm,最大18cm.高山区气候阴湿,中低山区雨量充分.2.3隧道平、纵面设计该隧道上行线进口位于曲线半径R=1100M地圆曲线上,进口段曲线长度460M；出口位于曲线半径R=6000M地圆曲线上,出口段曲线长度480M.下行线进口位于曲线半径R=4000M地圆曲线上,进口段曲线长度100M；出口位于曲线半径R=1240M地圆曲线上,出口段曲线长度595M.线路纵断面为人字坡,线路最大坡度均为1.95%,,下行变坡点K159+500.2.4隧道地质情况隧址所在地质构造单元属于秦岭褶皱系南秦岭留坝—白河褶皱带,隧道穿越地地山岭位于复式向斜地南翼,地层总体上向北<起点方向〕倾斜；区域主要构造线以北西——南东向延伸,与路线走向大角度交叉.隧道轴线横穿地主要断裂是麻坪河断裂.地层主要是古生界泥盆系中统大枫沟组<D2d〕、石家沟组<D2s〕和志留系下统梅子垭组<S1m〕；区内地下水赋存地主要形式为构造裂隙水和岩溶水,地下水水质良好,对混凝土无侵蚀性.由于受区域构造影响,隧道区地质构造相对发育,沿隧道共发现断层37条,其中主要断层有13条；主要地褶皱构造有三组,分别为K151+700～ K152+500地段、K153+100～K153+490地段及K161+200～ K161+900地段；已发现地岩溶异常区有17处.包家山隧道围岩级别划分见下表所示：2.5设计指标公路等级高速公路设计行车速度 80Km/h路基宽度 <单幅〕隧道净宽净-2×隧道限高净设计荷载公路-Ⅰ级隧道主洞地建筑限界为净宽<检修道＋左侧侧向宽度＋2×行车道＋右侧侧向宽度＋检修道〕,.隧道应急停车带建筑限界净宽<检修道＋左侧侧向宽度＋2×行车道＋右侧侧向宽度＋检修道〕,,衬砌断面内轮廓采用三心园,应急停车带长度为40m.车行横洞地间距为750m左右,在两个车行横洞间加设两个人行横洞,车行横洞采用净宽、净高曲墙式断面；人行横洞采用净宽、净高直墙式断面.行车横洞与行车方向夹角为60°,两端与路缘带顺坡,并设置半径不小于5M地转弯喇叭口；行人横洞与行车方向夹角为90°,其底面与检修道盖板顶面平齐.本隧道通风方案采用加射流风机地斜<竖〕井送排式纵向分段通风方式,具体如下：上行线采用1号斜井+1号竖井+2号斜井地送排式纵向分段通风,将隧道分为4个段落,分段长度分别为2740、3200、3210、2000m.下行线采用单斜井<3号斜井〕送排式纵向通风,将隧道分为2个段落,分段长度分别为5940、5240m.,深度243mM； 1号斜井长746m,综合坡度11.66%,,,断面积； 2号斜井长890m,,综合坡度36.744%；2、3号斜井断面面积同1号斜井.为了满足施工工期要求,本工程在建设阶段将通风斜井<或竖井〕作为施工开辟工作面加以利用.隧道衬砌结构型式均采用“新奥法”复合式衬砌,其支护衬砌参数见下表：3风险评估及控制根据对地质勘探资料和设计文件地分析,本工程存在地风险主要为：a.含水千枚岩地段易发生围岩大变形；b.软弱围岩地段和断层破碎带可能发生坍塌；c.岩溶地段和断层破碎带有发生突水、突泥地可能.这些都可能对隧道地施工安全、工期、工程质量造成较大地影响,要求承包商必须对预见到地风险制定防止风险发生地措施和风险发生后地紧急处理预案；从开工以来发生地地质灾害看,也进一步验证了上述地质风险存在地广泛性和严重程度.4存在地主要问题包家山隧道地长度在国内排名第三,仅次于目前在建地地宝天高速公路大坪里隧道,在施工通风、防灾救援、建设管理等方面无成功地经验可以借鉴,需要进行专门系统地研究.且包家山隧道与终南山隧道不同之处还在于没有贯穿地铁路隧道可依托,无法增加工作面,施工条件、地质条件相对较差.因此,当前及今后将面临如下诸多问题：4.1工期问题本隧道原设计建设工期为5年, 其合理地土建施工工期应是48个月< “包家山特长隧道施工组织方案研讨会”专家意见[2005年10月]〕.为了实现省委、省政府关于2009年“国庆节”高速公路通陕南地既定目标,包家山隧道这一控制性工程地工期,也在原设计工期地基础上,压缩至现有地42个月建设工期<06年4月～09年9月,其中土建工期要求在08年12月底前完成〕.为此,我们正千方百计地加快建设进度.目前完成地施工进度指标统计如下：a．Ⅴ级围岩平均月进尺为45～50m,Ⅳ级围岩平均月进尺90～110m,Ⅲ级围岩平均月进尺为150～180m.照此进度,32个月完成土建任务是无法实现地.b．不良地质条件对工期地影响.包家山隧道3#斜井自去年四月底进洞以来,洞身一直处于断层破碎带范围内,围岩条件极差,先后发生过三次大地涌水:2006年9月底,强降雨导致3#斜井大面积涌水,最大涌水量超过200m3/h,虽然施工单位按原先制定地应急预案奋力抢险,但由于整个洞身都不同程度地出现了涌水,最终还是导致3#斜井洞内被淹40多M,停工10天.2007年3月3日下午17:20, 3#斜井XJK0+490隧底突然喷出一股管状涌水,水柱地直径约30厘M,起始喷出高度约40～50厘M,水体呈红褐色,含大量泥沙,水压较大,涌水量约300～400 m3 /小时.同时,在XJK0+080、XJK0+190及XJK0+220等多处出现线状或股状涌水,整个洞身涌水量到达500～550m3/小时.这次涌水水量之大、水势之猛是开工以来罕见,已开挖成形地225M井身及送排风道、左右运输通道全部被淹,影响工期近一个月,造成损失逾六百万.不良地质条件使工期一拖再拖.而且随着掘进地继续深入,发生地质灾害地机率也将随之加大,工期影响将进一步加大.4.2超前地质预报技术本隧道复杂地地质条件和紧迫地建设工期,要求掌握成熟地超前地质预报技术来确保快速施工和安全生产,但本工程已开展地TSP203超前地质预报技术暴露出局部路段预报准确率低、对含水岩层不敏感等弱点,如何改进值得探讨.4.3 施工通风及排水技术由于各个斜井<竖井〕均为所在标段施工进度管理地关键线路,集中优势兵力全力加快斜井地施工进度已成为包家山隧道进度管理地核心.但同时,斜井<竖井〕进入正洞后地施工通风及排水技术又成为一道新地难题,直接影响到施工安全、施工效率及场地文明条件.4.4安全生产本工程开工不久,已发生了二、三起地质灾害,由于及时启动了紧急预案,未引起人身伤害,但造成了程度不等地经济损失和工期影响；随着掘进地继续深入,特别是N11标3#斜井、1#竖井在进入正洞施工后,发生地质灾害地机率也将随之加大,安全形势不容乐观.5工程技术进步及创优规划为使本隧道建成一条高质量地、先进地、符合科学发展观地公路隧道,力争国家科技进步奖和詹天佑土木工程大奖,本隧道从初步设计预审阶段开始就广泛吸收国内外长大隧道建设管理经验,多次邀请包括中国工程院王梦恕、梁文灏院士在内地全国知名专家召开专项咨询会,对该项工程地质量、进度、环保、安全及施工专项技术,进行深层次研讨,广泛吸收参建各方意见,使包家山隧道地整体建设水平处于国内领先地位.近期,我们着手开展地技术管理工作主要有：a．与长安大学合作,启动《软弱围岩地层系统锚杆支护效果研究》课题,通过课题研究来确定是否在一定范围内取消系统锚杆.如果实验成功,将为加快施工进度、节约建设成本带来很大效益.b．与中铁隧道集团公司科研所合作,开展《长大隧道快速施工技术》研究课题.通过课题研究,发现并解决各个标段制约快速施工地薄弱环节.c．为了减少驾驶人员疲劳,减少安全事故,改善照明景致,我们目前就设立“特殊灯光照明带”地可行性及设计原则,正与有关单位和专家积极探讨.假设方案确定, 则与主线开挖一并完成.d．委托重庆科研设计研究院在4月底前完成包家山隧道地机电模型开发,同时按照“机电咨询会”地意见,正在进行全线机电仿真课题地探讨和起草阶段.6建议与思考为了确保实现工期目标,各单位从进场开始就超常规创造条件投入到快速施工当中.应该说,包家山隧道目前地外围施工环境是有利地,无论从天时、地利还是人和,均为包家山隧道优质高产建设提供了良好地平台.然而,施工中也暴露出一些问题,突出表现在“四新”成果应用较少,投入地施工机具及施工水平与四、五年前相比,无明显进步和提高.回忆几年来地建设管理工作,值得总结和改进地地方很多.,全面引入动态设计,实施信息化施工.本隧道为了查清地质条件和进一步完善设计,在初步设计和施工图设计之间又增加了技术设计阶段,增加设计周期约三个月.实践证明,这一理念不能解决根本问题,反而使压缩后地建设工期更加捉襟见肘.笔者建议：像类似包家山隧道地控制性工程,应全面加大初步设计地深度和广度,在初步设计获得批复后,即可进入招标程序,围岩变化及支护参数调整可通过施工阶段动态设计来完成.这样就可争取到时间用于弥补施工周期不足所带来地弊端,其效益将会十分显著,希望得到有识之士地共鸣和响应.地高速公路合同管理方法与灵活地隧道建设原则冲突较多,建议交通主管部门制定专门地隧道工程招标范本及建设管理方法,使建设管理行为主动适应地下工程特点.,使我省在全国及至国际上形成专业优势和品牌.从陕西省范围看,从西汉高速公路秦岭隧道群到包茂高速公路终南山特长隧道,将山岭隧道建设水平提高到新地层次,在国内处领先地位.当前,应尽快推出自己地学术带头人、建立自己地研发基地,将这一优势发扬光大,形成优势产业,以此推动隧道专业地进一步发展.。
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包家山隧道通过大坡度斜井施工正洞配套技术张雪刚(中铁隧道股份有限公司达陕项目部 河南新乡 453000)摘 要 介绍了包茂线小康高速公路包家山隧道通过3号斜井施工正洞的配套技术。
主要从有轨运输设备选型、硐碴无轨转有轨运输、施工材料有轨转无轨运输、翻碴系统、抽排水系统等方面进行了介绍。
随着我国长大隧道的发展,通过大坡度斜井施工正洞的情况将越来越多,本文可为类似的施工提供一定的借鉴。
关键词 隧道 大坡度斜井 施工正洞 配套技术1 工程概况西部开发省际公路通道包头～茂名线陕西境内小河至安康高速公路包家山隧道全长11.2km,是小康高速公路的控制性工程,也是国内公路隧道领域的第二长隧。
包家山隧道共设了3个施工兼通风斜井,1号及2号斜井坡度较小,而3号斜井坡度为36.74%,长度为585m(水平距离),其长度及坡度在国内高速公路领域均处于领先地位。
包家山隧道3号斜井倾斜角度20.2°,净空断面47.2m2。
为了加快包家山隧道的施工进度,3号斜井承担了正洞2050m(双线4100m)的施工任务。
2 施工情况介绍包家山隧道3号斜井2006年4月25日开始施工,2007年2月上旬斜井掘进完成,进入正洞施工。
截止到2008年6月,通过斜井进行正洞掘进3400m。
施工高峰时,隧道各掌子面掘进累计达500m/月,每天的出碴量达2400m3,斜井段所配套的有轨运输系统在施工高峰时完全能满足要求,为隧道的快速掘进奠定了坚实的基础。
3 有轨运输系统主要设备配套选型和配置3.1 配置方案3.1.1 斜井施工阶段斜井施工阶段提升系统采用直径2.5m双滚筒双勾绞车提升4m3侧卸式矿车至洞外卸碴栈桥卸碴,再由ZL-50装载机二次装碴,用自卸汽车远运至弃碴场。
钢轨采用36kg/m标准轨,轨距900mm,双线四轨偏右侧布置轨线。
材料运输也通过此矿车来完成。
洞内装碴采用PC-130型挖掘机。
由于2.5m绞车进场及安装需要一定的时间,斜井施工前期在2.5m绞车投入使用前采用直径1m小绞车提升2m3侧卸式矿车,作为过渡段的提升方案。
3.1.2 正洞施工阶段正洞施工阶段,斜井段采用3.5m绞车提升16m3矿车进行出碴运输,采用2.5m绞车提升4m3矿车进行材料运输。
正洞内采用无轨运输系统,在斜井底设无轨转有轨的转碴系统及有轨转无轨的材料转运系统。
硐碴运输为3次运输、2次倒转的方式,硐碴在正洞内由自卸汽车运至转碴槽,从转碴槽倒入矿车,由绞车牵引矿车至洞外并在卸碴栈桥卸碴,再由ZL -50装载机2次装碴,用自卸汽车远运至弃碴场。
材料运输为2次运输、1次倒转的方式。
原斜井施工所用2.5m绞车提升系统作为运送材料及人员的专用绞车。
材料在硐外装入矿车,通过2.5m 绞车牵引运至斜井底,在斜井底由人工转至汽车上,再由汽车运至施工现场。
提升系统由绞车、天轮平台、钢丝绳、轨道及矿车等5部分组成。
提升系统布置见图1。
图1 有轨运输提升系统布置图3.2 斜井施工阶段提升绞车选型3.2.1 矿车容积选择(1)日提升量和一次提升时间计算日提升量V ma x:V max=斜井最高月开挖量×松散系数÷月工作天数代入数据得:V max=120×75×1.4÷30=420m3一次提升时间t:选用绳速4.8m/s的提升机,考虑装碴时间、机械启动及停车的加减速影响、卸碴时间等的影响,提升循环时间为:t=2L/V均+2L上/V平+2L下/V平+2t平式中:t一次提升所用时间;L—斜坡段长度,为596m(斜向长度),考虑到井口段与井底段提升距离的差异,取平均值为298m;V均—斜井提升的平均速度,取4m/s;L上—斜井井口以上提升长度,取35m;V平—平坡段平均提升速度,取2.5m/s;L下—斜井井底平坡段长度,取25m;t平—平坡段的休止时间,考虑装碴时间及翻碴时间,取50s;经计算,t=287s。
(2)矿车容积大小选择矿车容积V双钩:V双钩=K2t V max 3600K1T式中:V双钩为双钩提升时提升容器的提升量, m3;K1为容器装满系数,取0.9;K2为提升不均匀系数,取1.1;V ma x为日最大提升量,取420m3;t 为一次提升时间,取3;T为每日提升时间,取。
经计算:V双钩=3.4m3。
考虑斜井设计断面和井底设备等,最终选择4m3侧卸式矿车。
3.2.2 提升机选型(1)最大静张力F max(图2)图2 提升系统受力示意图F max=n(Q1+Q2)(sinα+f1cosα)+P k L(sinα+f2cosα)式中:n为一次提升车数,取1;Q1为提升容器及连接装置的自重,为4700kg;Q2为提升容器的有效载重,为10000kg;α为斜井倾角,20.2°;f1为提升容器的阻力系数,取0.015;f2为钢丝绳移动的阻力系数,取0.25;P k为提升钢丝绳的单位长度重量,计算暂选用φ32钢丝绳,取4.09kg/m; L为钢丝绳提升长度,取680m。
此绞车在前期是单滚筒提升,故计算时两个矿车自重不可抵消。
经计算,F max=67.5KN。
(2)最大静张力差F差F差=F max-n Q1(si nα-f1cosα)代入后计算得F差=51KN。
选用2J K-2.5×1.2/20X型绞车,最大静张力K N,静张力差55K N,安全系数为6,满足要求。
00s 12h 90 1.73.2.3 钢丝绳选择钢丝绳安全系数按煤矿安全规程用7.5,要求钢丝绳破断拉力总和:7.5×F max=7.5×67.5=506.2KN选用φ32钢丝绳,钢丝绳破断拉力总和为560K N,满足要求。
3.2.4 天轮直径选择采用游动天轮,要求d=φ(40～60)绳,采用直径2m的天轮,完全可以满足要求。
3.3 正洞施工阶段绞车选型3.3.1 矿车容积选择(1)日提升量和一次提升时间计算日提升量V ma x:V max=正洞最高月开挖量×松散系数÷月工作天数代入数据得:V max=600×85×1.4÷30=2380m3一次提升时间t:选用绳速4.8m/s的提升机,考虑装碴时间、机械启动及停车的加减速影响、卸碴时间等的影响: t=2L/V均+2L上/V平+2L下/V平+2t平式中:t一次提升所用时间; L—斜坡段长度,为596m(斜向长度); V均—斜井提升的平均速度,取4m/s; L上—斜井井口以上提升长度,取35m; V平—平坡段平均提升速度,取2.5m/s; L下—斜井井底平坡段长度,取25m; t平—平坡段的休止时间,考虑装碴时间及翻碴时间,取30s; 经计算,t=396s。
(2)矿车容积大小选择矿车容积V双钩:V双钩=K2t V max 3600K1T式中:V max取2380m3;t取396s;T取20h。
经计算,V双钩=16m3。
考虑到无轨运输的出碴汽车载重量也为16m3,最终选择16m3侧卸式矿车。
3.3.2 提升机选型(1)最大静张力F ma x(图2)F max=n(Q1+Q2)(si nα+f1cosα)+P k L(si nα+f2cosα)式中为一次提升车数,取; Q为提升容器及连接装置的自重为8200kg; Q2为提升容器的有效载重,为30000kg (16m3硐碴的重量); α为斜井倾角,20.2°; f1为提升容器的阻力系数,取0.015; f2为钢丝绳移动的阻力系数,取0.25; P k为提升钢丝绳的单位长度重量,计算暂选用φ40钢丝绳,取6.39kg/m; L为钢丝绳提升长度,取680m。
考虑到为双钩提升,两个矿车自重可以抵消,故计算时不考虑矿车自重。
经计算,F max=130.2K N。
(2)最大静张力差F差F差=F ma x-n Q1(si nα-f1co sα)代入后计算得F差=103.6KN。
选用J K-3.5/1.7-20X型绞车,最大静张力为170KN,静张力差为115KN,安全系数为1.31,满足要求。
3.3.3 钢丝绳选择钢丝绳安全系数按煤矿安全规程用7.5,要求钢丝绳破断拉力总和:7.5×F ma x=7.5×103.6=777KN选用φ40钢丝绳,钢丝绳破断拉力总和为1120KN,满足要求。
3.3.4 天轮直径选择采用游动天轮,要求d=φ(40～60)绳,采用直径3m的天轮完全可以满足要求。
4 洞外翻碴系统我们采用的矿车为侧卸式矿车,此矿车在卸碴方向另一侧的矿车车箱的中间部位,装有卸载轮,与卸载轨道相配,自动卸料。
硐碴通过提升系统由斜井底运出洞外后,当矿车沿轨道运行至翻碴栈桥上的卸载轨道时,卸载轮沿卸载轨道斜面上行,将斗体一侧逐渐提升,此时通过侧卸式矿车的自身结构,车门随斗体的翻转而打开。
在重力作用下,硐碴往下跃落,从而达到卸载目的。
卸载完成后,卸载轮沿卸载轨道反斜面下降,车体逐渐回到正常位置,车门在重力作用下逐渐下落直至完全关闭。
为防止车斗倾翻过度,在卸载轨道上装有防翻压轨,当矿车运行至卸载行程中段(约占全程的6%时),车轮进入防翻轨下面,使车架无法翻起,从而起到安全保护作用(图3,图)。
张雪刚 包家山隧道通过大坡度斜井施工正洞配套技术:n11:04图3 卸载轨布置立面图图4 卸载轨布置平面图5 硐碴无轨转有轨系统硐碴从无轨运输转为有轨运输主要通过转碴槽来实现。
如图5-图6所示,正洞掌子面的硐碴由自卸汽车运至转碴槽位置后,直接倒入转碴槽内,通过导碴钢板,倒入的碴全部落入转碴槽内的矿车内,然后通过绞车提升至洞外。
图5 斜井底转碴槽横断面图(单位:cm)图6 斜井底转碴布置平面图6 材料运输有轨转无轨系统材料运输有轨转无轨主要通过卸料平台来实现。
运入隧道内的材料主要有喷射混凝土原料、锚固剂、炸药等火工品、钢筋网片、钢筋、钢拱架、防水材料等。
图7 斜井底转碴布置纵断面图锚固剂、火工品、钢筋网片、钢筋、钢拱架、防水材料等材料在洞外人工装入矿车,通过绞车牵引运行至井底普通材料卸料区时,由人工把材料搬出矿车,并人工运送至正洞内施工现场(图7)。
图 斜井底材料运输有轨转无轨系统布置图 公路隧道2010年第3期(总第71期)8 喷射混凝土原料卸载方式如图8所示:运料矿车运行至卸料平台,通过侧卸式矿车自带的液压装置,侧卸式矿车车厢自动倾斜,车门在重力作用下自动打开,喷射混凝土原料在重力作用下由矿车内自动下落,通过下料漏斗的引导,落入已等候在下方的运输汽车内,由运输汽车运至施工现场。
7 信号指挥系统在斜井底、绞车房内及斜井口设信号指挥系统,配备专门的信号工,用以指挥矿车的运行。
通过井上、井下的信号系统指挥矿车的运行状态。
同时,在井底、洞口及矿车运行区间设警报装置。