特长隧道独头掘进通风施工工法.doc

特长隧道独头掘进通风施工工法.doc

《特长隧道独头掘进通风施工工法.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《特长隧道独头掘进通风施工工法.doc（37页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

特长隧道独头掘进综合式通风施工工法

一、前言

施工通风一直是困扰特长隧道施工的难题，严重影响施工进度、施工安全和施工人员身心健康。

明月山隧道全长6700米，分左右线，进口独头掘进近4000米。

施工单位采用永临结合、压入式抽出式、射流无风门式、大直径拉链式PVC软风管等多种方式和设备成功解决了长隧道施工通风问题。

二、工法特点

三、适用范围

四、工艺原理

五、施工工艺

六、机具设备

七、劳动组织

八、质量控制

九、安全措施

十、效益分析

十一、工程实例

明月山隧道通风竖井,井筒中心位于左线K8+650左侧垂直距离50.375m处，竖井标高为：

井口设计高程689.00m，井底高程411.00m，井深278m，净宽7.4m。

联络通风道为167.82m。

通风井中设有中隔板，将井筒分为两部分，一侧为送风道，另一侧为排风道。

中隔板钢筋混凝土构成，厚30cm。

明月山隧道通风竖井,井筒中心位于左线K8+650左侧垂直距离50.375m处，竖井标高为：

井口设计高程689.00m，井底高程411.00m，井深278m，净宽7.4m。

联络通风道为167.82m。

通风井中设有中隔板，将井筒分为两部分，一侧为送风道，另一侧为排风道。

中隔板钢筋混凝土构成，厚30cm。

二、施工工序

1.施工准备

施工准备工作主要有技术工作准备、工程准备、材料设备准备、劳动力的准备、对外准备工作，具体内容如下：

（1）做好技术交底工作。

为了确保本工程的优质、高速、安全、低耗，我们准备先分级做好技术交底工作，交底的内容包括本工程的情况、施工组织设计的主要内容和项目经理对本工程的总体部署、各工种各工序的作业设计交底、本工程应注意的安全、文明施工和周围环境情况，分层分项交底最后落实到责任作业长和操作工人头上。

（2）完成测量实测及测量定位工作。

根据建设方提供的水平座标、水准点及设计总图，做好测量总控制，建立适合本工程的测量定位网络和标高控制网络，设制基准点，对工程进行定位放线。

其中重要的控制座标要做成相对永久性的座标点。

（3）落实施工设备和材料供应并组织进场。

按照设计图纸和施工组织设计及时提供材料计划，供应部门及时组织并提供合格材料、产品且必须附带材料合格证及相应材质复检报告。

工程所需材料、机具设备根据施工进度组织进场，以满足施工需要。

材料进场后，合理堆放，避免现场二次倒运并采取相应的防护和保管措施。

（4）按劳动力计划组织人员进场，并对所有进场人员进行各种必要的技术培训工作。

（5）完成井口场地平整及工业临时设施。

主要为卷扬机基础、压风机基础、稳车基础、井架基础、卷扬机房、压风机房、稳车棚、临时变电所和炸药库及循环水池。

其中基础开挖量为550m3，浇灌砼量为480m3。

为保证压风机及施工用水，需用红砖砌筑一7m×3m×1.5m（长×宽×高）的蓄水池，水池内外采用2cm厚砂浆抹面。

由于工程量较大，在井筒锁口段施工的同时，进行卷扬机基础、压风机基础、稳车基础、井架基础的施工，基础施工完后同时进行卷扬机房、压风机房、稳车棚、临时变电所和炸药库的施工，以确保工程工期。

（6）完成凿井设施的准备工作。

通风井工程的凿井设施、设备及其布置，涉及因素多，难度大，是一项技术比较复杂的工作，也是本次施工极为关键的工作之一。

确定主井凿井机械装备见表。

通风井工程凿井机械装备表

项目

技术特征

凿岩

YT28凿岩机15台

装岩

0.6m3长绳悬吊式抓岩机2套

提升

井架

Ⅲ型凿井井架

卷扬

JK—2.5/20

出碴容器

2m3吊桶（施工准备期配2个1m3吊桶）

吊盘、溜灰管及其他

10t稳车5台，5t稳车2台，3t小卷扬1台，1t小卷扬1台

抓岩机

10t频繁升降稳车1台

翻矸

坐钩式自动翻矸

排水

风泵（10m3）、吊泵（扬程300m）

通风

28KW轴流式通风机

测量

全站仪

砌筑砼

模板

整体模板（井筒砌筑砼）

模板

成型式木模板（施工准备期用）

配料机

PLD-1600一套

搅拌机

JS-1500一台

搅拌站

HD35

砼下料

溜灰管

Ф159

喷射砼

混凝土喷射机2台

吊盘

双层吊盘Ф7400mm

安全梯

自制

①施工设备布置

凿井施工作业装备自下而上依次为：

吊盘、封口盘、井架、翻矸平台（安装自动翻矸装置及相应的矸石仓和排碴系统）、天轮平台及相应的卷扬稳车提升系统、砼搅拌站和一些辅助设施。

②井筒布置

井筒施工采用卷扬单钩提升，出碴时配备1台0.6m3的长绳悬吊式抓岩机（配NZQ-0.6抓斗二台，其中一台备用）和2个2m3的吊桶。

排水采用风泵排水随装碴吊桶提出井口。

其它悬吊设施包括风、水管各一趟，Ф400mm铁皮风筒一趟，通讯、信号、照明、爆破电缆各一趟，通讯、信号电缆附在铁皮风筒上，照明、动力电缆附在风水管上，爆破电缆采用单独悬吊方式。

③吊盘

它是竖井施工时重要的工作盘，它既为前期掘进、砌筑砼、喷射砼等施工的工作平台，又可用于后期安装。

本次井筒吊盘设计为直径7.4m，层高2.3m的钢结构双层吊盘。

④封口盘

封口盘采用钢结构。

井口盘高出地表300mm。

井盖门按电动井盖门设计，采用1t小卷扬配直径为5.7钢丝绳，通过翻矸平台上的导向滑轮开启井盖门。

⑤凿井井架及附属设施

凿井井架采用Ⅲ型钢管井架，角距跨度12.00m，井架高21m，井架自重约40吨。

井架上下各部分之间的联系由井口至翻矸平台、天轮平台安装三段扶梯。

井架翻矸平台设在高度为6.6m处。

2.锁口段施工

竖井表土层厚度为5m，根据设计，井筒上部第一个壁座设计在+681.0m（即sk0+008）处，由于井口设计标高比地面标高0.59m，故竖井锁口段实际开挖深度为7.41m。

又由于永久性井架及井筒施工设施尚未形成，故此井圈掘进采用人工配合挖掘机进行施工，即利用挖掘机进行前5m开挖，并进行喷砼稳定表土层。

待余下2.41m岩石爆破后，利用人工配合挖掘机出碴。

锁口段开挖成型后，再由下至上进行初期支护，待初期支护完成后，即可进行本段二次衬砌砼的施工。

井圈锁口段二次初砌支护采用成型组合式钢模板，模板高1.3m，为保证井筒掘进方便施工，预先多进行2m的爆破但不出碴，先在井筒碴面上找平工作面，后在工作面上立模浇灌砼。

由于表土的结构松散，裂隙发育，吸水性较强，为减轻井壁压力，增加井壁的稳定性，对井口地表降水要设专门的排水沟及时排出；地表作防渗处理，减少渗水；锁口段施工尽量避开雨季，并尽快成井。

3.sk0+008～sk0+030段施工

在进行锁口段二次衬砌砼最后一模时，预先埋设临时井架所需预埋件，即利用二次衬砌砼做临时井架基础。

待二次衬砌砼达到设计强度后，即可采用临时井架提升系统进行前30m的开挖。

掘进过程中，采用人工装碴，临时井架系统（配1m3吊桶）出碴。

当吊桶装满碴后提到井口后卸碴。

4.永久井架安装

井架制作完毕以后，移至井口附近进行拼装。

拼装完毕后，用2台10t的稳车配合2辆25t的吊车进行井架的安装。

先用吊车从井架顶端两侧同时起吊，吊至井架倾斜45°时，由稳车从另两侧进行配合，直至井架直立起来，再缓慢移至井架设计位置。

然后把井架底脚与基础固定，井架安装完毕。

井架安装完毕后，即可拆除临时井架系统，并进行天轮安装、吊盘安装及锁口盘的安装。

5.sk0+030以下开挖及初期支护

完成全部凿井设施的悬吊布置以及所有施工前的准备工作（地面及井下的配套设施）后，即可进行井筒的施工。

井筒施工采取掘砌交叉作业的施工方式，掘进时根据岩石的性质及施工情况，进行井壁初期支护，一次初期支护段高为1～2米；待掘进至第二个壁座位置时，从第一壁座开始由下向上进行二衬砼施工，一次衬砌长度4.5米，以此类推掘进至第三壁座时从第二壁座开始进行二次衬砌。

（1）钻眼

钻眼采用YT28凿岩机钻眼，眼深2.0m。

为确保施工质量，井筒掘进采用全断面光面爆破。

井筒掘进炮眼布置数量间距等视围岩类别适当调整，以达到良好的光爆效果。

减少超挖量。

（2）装药

主井井筒掘进时掏槽眼、辅助眼及周边眼均采用连续装药方式。

（3）起爆

主井掘进施工在井深30m以内时，由导爆管引至地面用火雷管起爆。

30m以下井筒爆破时，由于吊盘已安装完毕，为了确保安全，故用电雷管引爆。

（4）出碴

井筒出碴时采用长绳悬吊式抓岩机抓碴，JK—2.5/20卷扬提升2m3吊桶出碴。

（5）初期支护

井壁初期支护为喷射混凝土锚杆钢筋网：

井筒毛断面掘到设计尺寸后，在喷射混凝土前，对井壁松危岩石进行清除，并除去附在井壁上的粉尘。

然后进行喷射混凝土，作业时本段支护从下向上进行，第一次喷射厚度40mm，等喷射混凝土达到一定强度后，打锚杆眼，安装锚杆，格栅钢架，挂钢筋网，再进行喷射混凝土作业，直到达到设计的喷射混凝土厚度。

进行初期支护的段高Ⅱ、Ⅲ类围岩为1.0m，Ⅳ类围岩为3-5m，可根据围岩的稳定性作适当调整。

6.二次衬砌

由于利用竖井进行风井联络道出渣效率低，工期长，所以只施工排风和送风道的15米，以确保马头门段的衬砌，其余段利用主洞出渣。

井筒二次衬砌与开挖交叉作业，从最上面壁座开始由下向上进行二次衬砌，上面一段衬砌结束后，模板随吊盘移至下一壁座开始由下向上衬砌，以此类推，全部二次衬砌施作完成后再由下至上施作井筒中隔墙部分。

井筒底部至最下部壁座二次衬砌模筑砼施工时，首先从两个马头门开始安装防水板、排水管、绑扎钢，安装模板，确认符合设计要求，然后进行混凝土浇灌。

砼浇灌分层进行，每层厚度不超过400mm。

浇灌工作连续进行，间歇时间不超过砼的初凝时间。

浇灌时对称作业，以避免模板受力不均产生位移。

捣固采用插入式振动棒，振动棒要插入下层砼50～100mm，振动时间为20～30秒，下插要快，上拔要慢，不要触及模板和预埋件。

井筒内混凝土浇灌采用整体钢模板，第一次浇灌4.5米高砼，等混凝土初凝（不发生塑性变形）后，拆除钢模板。

接着安装上一层模板，搭接到前一次浇筑的砼上，搭接高度为20cm。

安装完模板后浇筑第二次砼，浇筑高度为4.3m。

依次循环。

井筒内混凝土浇筑除锁口段外共分为三次浇筑，第一次为sk0+008～sk0+127段混凝土浇筑；第二次为sk0+127～sk0+213段混凝土浇筑；第三次为sk0+213～sk0+278段混凝土浇筑。

砼料搅拌及输送：

井口工业场地上设有砼搅拌站，配制砼的骨料严格按砼设计配合比进行配制。

搅拌站搅拌好的砼料通过溜灰管下放到砼施工地点。

7.中隔墙施工

中隔板砼浇灌采用定制组合钢模板，人员站在吊盘上组装钢模板，每块钢模板高1米，第一次拼装2米高。

浇灌2米高砼，等混凝土初凝（不发生塑性变形）后，拆除下一层模板。

上面一层模板留作下一循环二次衬砌模板的底座。

人员站在吊盘上拆除一层下部模板，马上安装一层上部模板。

安装完2米高模板后浇筑第二次砼，依次循环。

中隔板钢筋与井筒二次衬砌砼间采用锚杆形式连接，并焊接牢固。

8.联络通风道施工

排风、送风联络通道马头门段15米利用竖井出渣送料，完成此段的开挖、初期支护和二次衬砌，开挖采用钻爆法；出渣采用斗车送至吊桶，通过竖井提升出渣；初期支护采用挂网锚喷防护；二次衬砌采用工字钢拱架，组合钢模支撑，人工浇筑。

其余段利用主洞出渣、运料，完成开挖、初期支护和二次衬砌，开挖采用钻爆法；出渣采用装载机运渣至主洞，初期支护采用锚喷防护；二次衬砌采用工字钢拱架，组合钢模板，泵送砼浇筑。

明月山隧道通风施工方案

一、工程概况：

本工程为沪蓉国道主干线支线（GZ55-1）垫江至邻水高速公路DL1合同段，是国道主干线上海至成都公路支线的重要组成部分。

本合同段隧道起于川渝交界的明月山（K7+700），止于K10+973，其中明月山隧道是本标段的重点工程，该隧道左线独头掘进长度3273m，右线独头掘进长度3270m，其中距邻水端洞口左线2323m处设有一竖井，深277.41m。

二、施工通风：

隧道通风就是将钻孔、爆破和出碴产生的有毒有害气体、出碴设备排出的尾气、油烟和粉尘在较短时间内排出洞外，并将新鲜空气输送到施工作业面，隧道通风是保证隧道施工安全和提高工效的一项重要措施。

1、风量计算

1.1按洞内同时工作的最多人数计算，需风量Q为：

Q=Kmq（m3/min）

q-每个工作人员需要的风量，取3m3/min；

m－同时工作的最多人数，取56人；

k-风量备用系数，取1.1；

Q=Kmq（m3/min）＝1.1×56×3＝184.8m3/min

1.2按同时爆破的最多炸药量计算所需风量Q为：

Q=7.8×t-１×（AS2L2）１／３（m3/min）

A-同时爆破的最多炸药（kg），实际为288kg；

S-坑道的净断面积（m2），实际为80.96m2；

t-爆破后的通风时间（min）实际为240min；

L-坑道长度（m），最大按2323m考虑；

Q=7.8×t-１×（AS2L2）１／３（m3/min）＝7.8/240×（288×980.962×23232）１/３

≈704.52m3/min

1.3通风机需供风量QG为：

QG＝k176Q/P

k1-风管的漏风系数，取1.70；

P-与海拔高度相应的大气压力（cmHg柱）,为72cmHg柱；

QG＝k176Q/P＝1.7×72×704.52/72≈1179.684（m3/min）

2、风机选择

根据计算风量选择风机：

风量应≥1365m3/min，结合施工经验，风压应≥1000Pa以上，正常情况选择SDF©-NO12已满足施工需要。

风机

型号

速度

转速（r/min）

风压

（Pa）

风量

（m3/min）

高效风（m3/min）量

最高点功率（kw）

最大配用

电机功率（kw）

SDF©-№11

高速

1480

610～4100

1000～1980

1550

107

55×2

中速

980

295~1900

690～1345

1098

33.5

17×2

低速

750

160～1095

540～1006

825

15

8×2

SDF©-№12

高速

1480

1378～5355

1550～2912

2385

216

110×2

中速

980

629～2445

1052～1968

1610

67.5

34×2

低速

750

355～1375

840～1475

1208

28.4

16*2

由于本隧道在左线进洞2323m处设有一竖井，所以通风采用两套方案，2323m前采用混合式通风，通风管布置详情见图1。

3、1800m内通风方案：

在两个主洞口各安装一台2×110KW轴流风机（风量2912m3/min，风压5000Pa），通风管采用Φ1800mm阻燃高强软风管进行压入式通风，在瓦斯段安装1台37KW射流风机进行压出式通风，详见图2。

图1洞内通风管布置示意图

4、1800m～2360m段通风方案：

1800m～2360m段采用混合式通风，洞口设110KW×2的轴流通风机向洞内压风，洞内1500m和750m处各设一台射流风机向洞外压风，形成循环。

详见图3。

5、2360m后通风方案：

2360m后利用竖井通风，在竖井底口设两台2×110KW轴流风机向两个掌子面压新鲜风，详见图４。

采用以上通风方式要确保洞内风速不小于0.15m/s，空气中瓦斯浓度不超过0.5%。

图2　1800m以内通风系统布置示意图

图3　1800～2360m段通风系统布置示意图

图42360m后通风系统布置示意图

三、施工通风保障措施：

1、选用合理的通风设备，根据隧道长度、隧道断面及瓦斯含量，计算出所需通风量，然后根据所需风量，确定启动风机数量。

2、成立通风管理小组，建立专人管理制度，左、右线分别设专职人员负责风机起动运行，并定期对风机、风管及线路进行检查，发现问题及时进行处理；设专职维护人员，每日对通风管进行检查，确保风流畅通，无漏风，以保证各作业面有良好的作业环境。

3、每台风机设独立电源，确保施工断电通风机能正常供风。

4、备用一定数量的通风机、通风带及发电机，确保风机损坏和停电后能尽快恢复通风。

中铁十二局集团有限公司

垫邻高速公路DL1合同段项目经理部

二○○六年五月一日

DL01合同段竖井通风施工方案

一、工程概况：

本工程为通风竖井，井筒中心位于左线K8+650左侧垂直距离50.375m处，竖井标高为：

井口高程689.00m，井底高程411.00m，井深277.41m，净空直径7.4m。

联络通风道167.82m。

二、施工通风：

由于竖井较短且竖井筒身自身有抽风的效果，所以本竖井施工采用压入式通风方案。

根据井筒断面大小及每循环炮眼个数、装药量、通风时间，理论计算工作风量为1200m3/min，在井口设一台30KW轴流式通风机，通风管采用Ф300mm的阻燃高压软式风管，风筒末端超过下层吊盘，详见图1。

施工中发现有风管破损时，立即进行修补，确保不中断供风，保证正常施工。

为减少洞内烟尘，出碴前，根据情况，可在碴堆面洒水降尘、通风以达到最佳效果。

图1竖井通风示意图

三、施工通风保障措施：

１、选用合理的通风设备，根据竖井长度、竖井断面及瓦斯含量，计算出所需通风量，然后根据所需风量，确定风机、通风管型号、数量。

２、建立专人管理制度，专职人员负责风机起动运行，并定期对风机及线路进行检查，发现问题及时进行处理；设专职维护人员，每日对通风管进行检查，确保风流畅通，无漏风，以保证作业面有良好的作业环境。

3、风机设独立电源，确保施工断电通风机能正常供风。

4、备用一定数量的通风机、通风带及发电机，确保风机损坏和停电后能尽快恢复通风。

中铁十二局集团有限公司

垫邻高速公路DL1合同段项目经理部

二00六年五月一日

明月山隧道通风施工方案

一、工程概况：

本工程为沪蓉国道主干线支线（GZ55-1）垫江至邻水高速公路DL1合同段，是国道主干线上海至成都公路支线的重要组成部分，明月山隧道双幅单洞长度6543m，本合同段隧道起于川渝交界的明月山（K7+700），至于K10+973，单口掘进长3273m，隧道在左线进洞2323m处设有一竖井，深277.41m。

二、施工通风：

由于本隧道在左线进洞2323m处设有一竖井，所以通风采用两套方案，2323m前采用压入式通风，通风管布置详情见图1。

１、1800m内通风方案：

在两个主洞口各安装一台2×110KW轴流风机（风量2912m3/min，风压5000Pa），通风管采用Φ1800mm阻燃高强软风管进行压入式通风。

详情见图2。

图1洞内通风管布置示意图

2、1800m～2360m段通风方案：

1800m～2360m段采用压入式通风，除洞口通风机外，当二衬超过1500m后，在洞内1500m处左、右洞各增设一台55KW轴流式通风机，进行串联接力供风。

详情见图3。

3、2360m后通风方案：

2360m后利用竖井通风，在竖井底口设两台2×110KW轴流风机向两个掌子面压新鲜风，详情见图４。

采用以上通风方式要确保洞内风速不小于0.15m/s，空气中瓦斯浓度不超过0.5%。

图2　1500m以内通风系统布置示意图

图3　1500～2360m段通风系统布置示意图

图42360m后通风系统布置示意图

三、施工通风保障措施：

1、选用合理的通风设备，根据隧道长度、隧道断面及瓦斯含量，计算出所需通风量，然后根据所需风量，确定风机、通风管型号、数量。

2、成立通风管理小组，建立专人管理制度，左、右线分别设专职人员负责风机起动运行，并定期对风机、风管及线路进行检查，发现问题及时进行处理；设专职维护人员，每日对通风管进行检查，确保风流畅通，无漏风，以保证各作业面有良好的作业环境。

3、每台风机设独立电源，确保施工断电通风机能正常供风。

4、备用一定数量的通风机、通风带及发电机，确保风机损坏和停电后能尽快恢复通风。

中铁十二局集团有限公司

垫邻高速公路DL1合同段项目经理部

二○○六年三月十五日

明月山隧道施工技术总结

一、工程概况：

1、设计概况：

本工程为沪蓉国道主干线支线（GZ55-1）垫江至邻水高速公路DL1合同段，是国道主干线上海至成都公路支线的重要组成部分，是开发川东、渝东北地区资源，振兴山区经济的需要。

采用高速公路技术标准建设，计算行车速度80Km/h，其中明月山隧道左线全长6557m、右线全长6555m，为分离式双车道单向高速公路隧道，是全线控制性工程。

隧道主洞建筑限界净宽10.25m，净高5.0m，紧急停车带建筑限界净宽13.0m，净高5.0m，在左洞K8+650左侧50m处设有一通风竖井，井深277.41m。

本合同段内隧道总长6543m，其中左洞长3273m，右洞长3270m；设有行人横洞9座共长288m；行车横洞4座共长147.8m，变配电洞2座共长64m。

明月山隧道设计概况

表1.1

序号

隧道名称

起迄里程

隧道长度

（m）

坡度

（%）

地层岩性

围岩类别与长度（m）

Ⅱ类

Ⅲ类

Ⅳ类

1

左线

K7+700～K10+973

3273

2.25%

泥岩、砂岩、页岩和灰岩

97

1186

1990

2

右线

YK7+700～YK10+970

3270

2.25%

泥岩、砂岩、页岩和灰岩

88

1207

1975

2、工程特点：

单口掘进距离长，地质构造复杂，围岩角度平缓且节理发育，有破碎断层带、采空区、煤系地层等不良地质。

二、主要施工方案及方法

明月山隧道按新奥法原理组织施工，软弱围岩地段施工坚持“管超前、弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测、紧衬砌”的原则。

1、洞口工程

1.1洞口边仰坡施工

明月山隧道所属区域雨量充沛，洞口施工前先在洞顶施作截水沟，将

顶部沟谷水全部引入两侧边沟，临时边仰坡采用挂网锚喷防护，以确保边坡稳定，为及早进洞创造良好条件。

1.2洞口大管棚施工

我部施工的明月山隧道出口端洞口为残坡积松散土及强风化泥岩夹砂岩，岩体较破碎且为近水平，无自稳能力，为尽量减少对山体的扰动，避免大挖大填，洞口施工采用大管棚施工工艺，在边仰坡开挖至拱顶位置时，留出3～5m洞脸暂不开挖（用作核心土支挡功能），拉槽逐层开挖洞脸两侧并进行锚喷支护。

然后架立3榀I18钢拱架（间距80cm），施作止浆墙，在拱部150。

范围施作Φ108大管棚，通过注浆将拱部松散岩体固化后再进行开挖。

图1：

洞口大管棚施工图

图2：

已施作好的大管棚

2、洞身开挖及初期支护

洞身开挖根据围岩类别而定，不同的围岩类别采用不同的开挖方案，具体施工方法如下：

2.1Ⅱ类围岩采用三台阶七步平行流水作业法施工

左右线隧道洞口段300米的Ⅱ类围岩，我部按三台阶七步平行流水作业法施工，超前支护后在三个台阶上分七个开挖作业面，以前后七个不同的位置相互错开同时开挖，然后分部同时采用锚、喷、网、钢支撑等联合支护措施，及时形成整体支护，减小作业循环时间，逐步向纵深推进的作业方法。

用此工法，可使各工序平行流水作业，相互干扰