乌鞘岭深大竖井机械化快速施工工法

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1、深大竖井机械化快速施工工法中铁隧道集团有限公司：杜闯东吴海之李剑雄一、前言随着社会的进步与发展，规划修建的长大隧道和洞室越来越多，竖井作为其配套工程也会大量出现，并将向深、大、难的方向发展。竖井工程与其它任何一种工程相比，其施工方法复杂、工程难度大。中铁隧道集团在大瑶山隧道班古坳竖井施工经验的基础上，其施工技术在乌鞘岭隧道大台竖井的施工中得到进一步发展。乌鞘岭隧道大台竖井深515.66米，净径5.5m，开挖直径6.44～6.16m，设计有锚喷支护和复合式衬砌两种形式。井筒所穿地层为志留纪下统板岩夹千枚岩，

2、灰绿色，千枚岩所占比例较大，岩层总体产状：N70°～80°W/75°～85°N。板岩较硬，千枚岩松软，遇水软化，岩层中等富水，井筒中深部平均涌水量280m3/d。井筒岩层直立，岩体受地质构造影响严重，围岩整体性差，岩体破碎，井壁围岩自稳能力非常差。大台竖井与我集团公司曾施工的大瑶山隧道班古坳竖井相比，净径相同，深度超过82m，地质条件相当差，工期十分紧。施工中，强化了全方位的组织管理，开展科研攻关，战胜了涌水和软弱破碎岩层，确保了竖井工期，工程安全和质量得到了全面保证。在此基础上，总结形成了深大竖井机械化

3、快速施工工法。二、工法特点1、竖井提升、井内机具设备及管线固定与延伸、钻爆、挖掘、出碴、支护、衬砌、安全防护等方面均是机械化配套。2、施工管理要求严格，重视每个问题，科学组织，层层落实，深入每一个细节。3、注重机械设备和料具的选型和配套，提倡先期就要把整个系统内的选型和配套问题考虑全面。4、安全措施严密，防范针对性强。5、围绕竖井提升这一作业工序主线进行管理，严格控制影响工序主线的各种因素，以压缩整个循环时间。6、针对工程前期投入量大，前期准备方面详细，力求各种预案周全到位，使前期准备做到充分。三、适用范

4、围本工法适用于井筒直径在5.0m～7.0m、软弱～中硬围岩、井筒无水或存在涌水但量不太大的竖井工程，亦可用于矿山、辅助坑道和隧道永久通风等用途的竖井工程。四、工艺原理针对竖井施工在多数情况下单工序作业的特殊性，围绕竖井提升这一工序主线，分别对钻眼爆破、装碴、出碴、支护、清底、衬砌等工序进行管理，认真设计和安排每项工序，将它们对工序主线的各种控制影响因素进行排查和消除，做到科学组织，层层落实，深入每一个细节，达到充分压缩整个循环时间的目的。此外，采用先进配套的机械化作业工艺，从施工准备开始，每作一项工作都为

5、后续工作创造条件，提前作好各种预案，依靠严密的安全措施，使竖井施工在安全优质的条件下最终实现快速。五、工艺流程及操作要点（一）施工工艺竖井施工工艺主要表现在伞形钻机钻眼爆破，中心回转抓岩机井底抓岩，主副绞车提升出碴，初期支护及滑动模板衬砌，短臂小回转半径挖掘机清底这几大件设施的配套作业上，这也是施工工艺的主线。在施工过程中，实际上还包含着许多辅助工作：钻眼爆破过程中下放和提升伞形钻机（这中间包括接长及起落高压风水管）、出碴过程中中心回转抓岩机和出碴提升系统的配合（主提双桶甩钓）、衬砌过程中滑模下放找正及提

6、落盘（包括接长及起落溜灰管）、清底过程中挖掘机与人工的配合（包括下放和提升挖掘机）。另外，整个施工过程中的排水、通风、以及信号系统是否保持畅通也是非常关键的工作。但影响整个系统是否能够正常运转的关键的关键，取决于整个竖井的主副提升系统和稳车悬吊系统运转状态是否良好。由于竖井施工的特殊性，多数情况下都只能单工序作业（井下施工无法平行多层施工）。一般情况下，施工作业的平台就是井底的工作面或是座底的碴上，井筒的开挖和支护（衬砌）工作都只能在井底进行，支护（衬砌）与开挖不能拉开距离。竖井施工工艺流程参见图1，各工

7、序作业流程示意参见图2。另外竖井施工要加强各个工序的管理，施工过程中要深入每一个细节，对每个工序、甚至每一个工序中的各个环节进行时间考核。对每一个循环的各工序进行时间统计，然后进行分析，有针对性地对一些主要影响因素进行控制，集中解决突出问题，逐步压缩整个循环时间，以提高施工进度。下面是大台竖井的循环时间统计分析表，该表比较详细地列出了竖井施工的每个工序中各个主要施工环节，可对竖井施工每个循环进行定性和定量分析，综合评定出各个循环施工效果，可为竖井施工的时间统计分析提供基本资料。具体表格形式和填写方式参见表

8、1。图1竖井施工工艺流程图图2混合作业施工工艺图表1竖井开挖支护循环时间统计分析表编号：11-04工程名称乌鞘岭隧道大台竖井时间2003年10月28日16时25分至10月29日13时27分工序名称钻爆出碴衬砌二次出碴清底接班到开钻开钻到提钻钻提开到响炮响炮到出第一桶碴出碴够一个段高单位时间出碴量接班到开盘砼灌注时间单位时间灌砼量收尾时间接班后出第一桶碴出碴到下山猫单位时间出碴量山猫下井到主提出第一桶碴清底时间清底单位时间出碴量