高速公路特长隧道大直径通风竖井施工工法关键技术--汇报材料

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压力出水口快速封堵引流装置构造示意图
3 关键施工技术
3.3 井下快速排、堵水施工技术
3.2.2 涌水段水处理技术
快速封堵器安装于岩壁孔部位,与Φ42导管焊接,导管长度 2m、3m交错布置,导管间距为100cm(环向)×100cm(纵向) 进行布孔,水泥一水玻璃双液浆、单液水泥浆配比如下表。
比选项目 装岩效率
设备故障率 驾驶成本 设备悬吊 清 底 装 岩 设 备 HZ-6型中心回转式抓岩机 CT45-7A型小型挖掘机 低 为抓岩机的2倍 高 配备4名司机 保护盘荷载增大,使用稳车3台 人工清底,抓岩机配合 低 配备2名司机 地面增加稳车2台 挖机清底
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3 关键施工技术
秒延期导爆管雷管延期时间表
段别/类型 1段非电毫秒雷管 3段非电毫秒雷管 5段非电毫秒雷管 7段非电毫秒雷管 9段非电毫秒雷管 2段非电半秒雷管 3段非电半秒雷管 毫秒导爆管雷管(ms) 0 50 110 200 310 500 1000 中铁xx局集团第五工程有限公司 50 差值(ms)
60
90 110 190 500 23
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5 主要技术创新点
3 关键施工技术
3.3 井下快速排、堵水施工技术
3.3.1 涌水段水处理技术
注浆过程中充 分利用快速封堵器 的特点及时通过排、 堵水措施调整围岩 富水区水压,提高 注浆质量。
应用快速封堵器双液浆止水施工
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3 关键施工技术
3.4 正井法多临空面水压爆破技术
竖井正井法全断面爆破开挖施工采用导爆管起爆针远程起爆 多临空面水压爆破技术,其效果明显,有效降低了爆破安全风 险、控制了炸药用量、增加了循环进尺及爆破效果、降低了粉 尘浓度。 3.4.1 导爆管起爆针远程起爆技术
3 关键施工技术
3.4 正井法多临空面水压爆破技术
多临空面爆破网络技术 3.4.2
起爆顺序:掏槽眼到周边眼
依次起爆,雷管逐次为1、3、 5、7、9段非电毫秒雷管、2、 3段非电半秒雷管起爆。在爆 破过程中3、4、5排炮眼形成 形成4组,每组含有内向、两 侧3个临空面共计12个临空面, 在爆破过程中对向组爆破出的 岩石可对向碰撞、挤压。
3 关键施工技术
3.3 井下快速排、堵水施工技术
针对竖井正井法施工特性,结合现场实际渗水、突水情况, 在xx隧道1#竖井施工中采取两套施工水处理技术。
3.3.1 渗水段水处理技术 采取半导坑上下导开挖的作业方式。上下导按垂直间距1m 逐次进行开挖爆破,在上导坑施工时,相对下导坑为积水区, 并在积水区上方开挖四分之一井壁座围岩,沿井壁座焊宽度 50cm,高为井壁座高度的环形水箱作为沉渣滤水池,水箱内加设 腹板,下方用木楔使之与岩面顶紧,并焊接Φ32螺纹钢连接水
深220.4m。竖井初期支护采用锚、网(钢)、喷联合支护形式;
竖井二衬采用模筑混凝土浇筑;同时采用钢筋混凝土中隔板将
送、排风道分隔。
竖井通过的地层主要为石灰岩、白云岩,部分地段夹泥岩、
含有基岩裂隙水。为尽早解决正洞施工通风所需,采取正井法
进行施工。全断面正向爆破掘进,施工难度大,对施工质量控
制要求较高。
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3 关键施工技术
3.3 井下快速排、堵水施工技术
3.2.1 渗水段水处理技术
箱外壁及井壁座相邻钢拱架,确 保围岩及支护稳定性。利用低扬 程水泵将井底会水抽至滤水池过 滤后可作为高压施工用水,多余 过滤水由高扬程水泵排除井外。
井下渗水处理示意图
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3.5 出渣设备设备选型
中心回转抓岩机许人工配合作业
小型挖掘机吊装简便
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第四部分 主要技术创新点
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5 主要技术创新点
5.1 井壁座安全施工技术:井壁座于二次衬砌 混凝土施工时提前一模进行开挖支护施工。避免其 在先开挖后施工过程中发生掉块、坍塌等质量安全 隐患,减少临时支撑资金成本投入; 5.2 井下快速高效排、堵水施工技术:渗水段 采取半导坑上下导开挖,下导坑作积水区,井壁座 设置滤水箱进行环保节能排水;涌水段在注浆过程 中利
应用推广前景 ....................35
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第一部分 工 程 概 况
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工程概况
中铁xx局集团有限公司于2011年承建了山西省高速公路网
“三纵十二横十二环”规划中第七横xx高速公路xx隧道的施工
任务,该隧道位于山西省左权县城东北5km处,横穿太行山脉西
汇 报 内 容
1 2 4 工程概况 ........................ 3 总体技术方案 .................... 6 主要技术创新点 ..................31
3 关键施工技术 .................... 8
5
6
社会经济效益 ....................33
开挖支护施工。避免先开挖后施工过程中发生掉块、坍塌等质
量安全隐患,减少临时支撑资金成本投入。井筒掘砌施工过程
中渗水段采取半导坑上下导开挖,下导坑作积水区,井壁座
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总体技术方案
设置滤水箱进行环保节能排水,涌水段利用快速封堵器封堵后
进行双液浆注浆封堵,注浆过程中充分利用快速封堵器的特点
竖井IVG改进型井架
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3.1.1
3 关键施工技术
3.1 竖井机械化配套设备选型
3.1.2 井下安全防护设施
井口处设封口盘,是井内施工作业重要的安全防护设施。 封口盘用型钢作骨架,上铺防滑钢板,其型钢骨架嵌在井口锁 口圈的混凝土中。封口盘上设有封口盘门和其他悬吊设备通过 口,与提升安全盘、工作盘一一对应。封口盘门采用卷扬机在 吊桶通过前开启,通过后关闭开合。 安全盘用来进一步保护井底作业人员的安全,拉紧吊桶提升 稳绳、悬吊设备和安全绳。设置于井内距作业掌子面20米位置。
水泥一水玻璃双液浆、单液水泥浆配比
裂隙类型(涌水量) 大 中 小 水灰重量比 0.75:1.00~0.60:1.00 1.00:1.00~0.75:1.00 1.50:1.00~1.00:1.00 水泥浆、水玻璃体积比 1.0:0.3 1.0:0.3 1.0:0.5
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3 关键施工技术
3.2 井壁座安全施工技术
井壁座开挖
井壁座围岩支撑系统
井壁座开挖完成后及时喷射混凝土封闭岩面,按间距1m焊接 Φ32螺纹钢连接井壁座相邻钢拱架(或锚杆),内侧围岩利用圆 木加木楔进行支撑防护,防止掉块坍塌。二次衬砌紧跟快速完成 16 井壁座混凝土浇筑。 中铁xx局集团第五工程有限公司
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第二部分 总体技术方案
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总体技术方案
xx1#竖井施工中采用隧道大直径通风竖井施工技术,其在
机械设备选型上优先采用重复率高的煤矿IVG改进型井架,配合
封口盘、安全防护盘作为安全、便捷施工的首要条件,井壁座
安全施工技术较常规施工方法于二次衬砌施工时提前一模进行
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第三部分 关键施工技术
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关键施工技术
在目前国内特长隧道通风竖井数量不断增长形势下,竖
井施工机械和施工技术水平有了很大提高,但依旧存在凿井
设备陈旧、生产能力低、安全生产风险高等诸多问题。
xx隧道1#竖井根据工期及现场实际条件,借鉴煤矿竖井
翼的阳曲山东南延,设计为分离式隧道,隧道全长11408m,最
大埋深743米。为解决xx隧道运营通风问题,共设4处地下风机房,
三处为斜井通风,一处为竖井通风,其中竖井地下风机房主要
用于后期右洞运营的进、排风。
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工程概况
设计通风1#竖井,竖井内径8.2m,最大开挖直径9.78m,井
2
总体技术方案
出渣设备采用小型挖掘机装岩,利用小型挖掘机在大直径竖井
中工作的优势,提高工作效率、降低安全风险。竖井复合式衬
砌随挖随护,采Baidu Nhomakorabea锚、网(钢)、喷联合支护形式;井壁二次
衬砌与中隔板采用爬模工艺由下而上浇筑成井。通风根据开挖
深度所需供风量(压),及时调整多档型通风机工作档位,减
小不必要的能源浪费,提高经济效益。
3 关键施工技术
3.3 井下快速排、堵水施工技术
3.3.2 涌水段水处理技术
竖井开挖至K0+112处时,井壁出现出水,最大达10.2m3/h, 为确保施工安全及工程质量,采用对竖井K0+112以下地段采用 压力出水口快速封堵器焊接Φ42导管注双液浆止水。
图中:1.岩壁 2.水平地质探孔岩壁 3.金属变形 膨胀片 4.螺母 5. 橡胶止水片 6.钢管 7.喇叭口 8.速凝封堵料 9.控制阀门 10. 引流管 注:该技术已获得国家知识产权局发明专利授权 (专利号:ZL2010 1 0594146.5)
起爆针+ 前置安全导爆管 + 传爆导爆管雷管
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一次性导爆管起爆针、高能脉冲起爆器 22
3 关键施工技术
3.4 正井法多临空面水压爆破技术
3.4.2 多临空面爆破网络技术 xx隧道1#竖井开挖施工中应用满足深孔起爆要求的非电毫 秒雷管组合非电半秒雷管,形成多临空面起爆网络。
爆破网路布置及临空面示意图
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3 关键施工技术
3.4 正井法多临空面水压爆破技术
3.4.3 水压爆破 借鉴目前国内成熟的水压爆破技术进行装药。
水压爆破装药结构图
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竖井井下开挖爆破作业 25
3 关键施工技术
3.5 出渣设备设备选型
目前竖井施工中大多采用HJ-6型中心回转式抓岩机装岩。 本竖井前30m的施工过程中,采用中心回转式抓岩机装岩, 发现此种方式无法实现快速、安全施工。后采用CT45-7A型 小型挖掘机进行装岩。
通过对竖井机械化配套设备选型、安全施工措施保障、竖井 掘砌施工工艺等多方面进行分析论证,采用合理、科学的隧 道大直径通风竖井施工技术进行施工,有效提高了施工进度, 降低了施工成本,保证了施工质量安全。
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关键施工技术
3.1 竖井机械化配套设备选型
井架选型
根据1#竖井净直径8.2米,并参考 井架设计标准图,选用煤矿IVG改进型 井架。其特点:由钢管杆件组成,单件 质量轻,便于装、卸和运输,井架复用 率高,天轮平台允许四面出绳,天轮和 地面提升设备布置灵活。井架由天轮平 台、翻碴平台、扶梯、基础等部分组成, 改进后钢管井架天轮平台高20.68m,地 脚跨度13.96m×13.96 m。
及时通过排、堵水措施调整围岩富水区水压,提高注浆质量。
竖井开挖爆破采用正井法多临空面水压爆破技术,通过采取多
临空面水压爆破网络爆破,在减小开挖面水平环向应力影响的
同时,有效降低爆破安全风险、炸药用量、粉尘浓度,提高循
环进尺、爆破效果,避免欠挖、渣粒径过大等现象。出渣设备
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3 关键施工技术
3.1 竖井机械化配套设备选型
3.1.2 井下安全防护设施
竖井提升绞设封口盘是井内施工作业时的重 要安全防护设施,设于井口处
安全盘用来保护井底作业人员的安全,拉紧 吊桶提升稳绳、悬吊设备
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3 关键施工技术
3.2 井壁座安全施工技术
xx隧道1#竖井井壁座每10米一道,作为支承上部井筒的基础。
竖井井筒一般构造图
相邻井壁座间相对突出围岩
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3 关键施工技术
3.2 井壁座安全施工技术
由于xx隧道1#竖井二次衬砌待竖井井筒开挖支护完毕后, 由下至上进行浇筑。期间如若进行井壁座开挖,在没有支撑体 系或者支持体系不牢固的情况下,其相邻井壁座相对突出部位 围岩受自身围岩破碎、松散、开挖爆破扰动、施工周期长、风 化、渗水等因素影响,极易发生掉块甚至局部坍塌,造成严重 质量安全隐患。为确保竖井施工安全,井壁座采用于二次衬砌 混凝土浇筑时提前一模进行井壁座开挖施工。充分利用井内安 全防护盘作为井壁座施工操作平台及临时放渣场地进行施工。
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