公路隧道通风竖井设计及施工研究

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1、公路隧道通风竖井设计及施工研究发布时间：2008-7-1611:01:45 中国公路机械网 【关闭窗口】摘  要：以秦岭终南山特长公路隧道通风竖井的设计及施工为依托，简要介绍了国内外部分竖井的设计及主要施工方法，以及不同施工方法的适用条件和优缺点，探讨了常用施工方法的局限性，同时提出了通风竖井设计及施工中所存在的问题。旨在结合当前特长公路隧道建设的步伐，探讨通风竖井的设计及施工问题，对特长公路隧道的修建提供一些的参考资料。    秦岭终南山特长公路隧道是西安——安康高速公路穿越秦岭主脊的控制性工程。其技术标准为：四车道高速公路，设计行车速度80 km/h，主洞

2、长18 020 m，双洞总长36 040 m，其长度居公路行业世界第二，在高速公路隧道中长度居世界首位，双洞单向行车的建设规模为世界第一。本项目采用三竖井纵向分段式通风方案，竖井工程为其通风方案土建工程的控制性工程。1  竖井设计的控制因素1.1位置的确定    考虑本隧道竖井功能为运营通风竖井，因此井位的选取中主要考虑通风区段的划分、通风阻力、机房的设置条件、工程地质条件、水文地质条件、地形条件等因素。通风区段的划分主要根据通风计算，使不同通风区段内满足各种工况下的通风要求；通风阻力的分析应以不同井位的通风计算结果为依据，以风机功率与土建费用对比求算最佳结合

3、点，确定合适位置；机房的设置主要考虑地上或地下风机房方案，从而寻求合适的竖井位置；工程及水文地质条件影响，主要考虑竖井应选择在地质条件较好，含水量较小的岩层中；地形条件主要考虑影响竖井的深度，地表水的影响、建井场地、施工便道等因素。总之，竖井位置的选取涉及到运营、土建、维护等费用是一个复杂的综合问题，需全盘考虑、权衡利弊，方能取得满意的结果。1.2形式的确定    本隧道竖井应具有送、排风的功能，因此可供选择的竖井形式有单竖井两分隔和两座独立竖井2种方案。在方案选定时，国内尚无竖井分隔技术的设计及施工的成功案例。因此，大直径两分隔竖井技术具有设计及施工难度大等

4、问题。竖井形式确定中主要影响因素为：环境影响、井位条件、施工工期、施工干扰、运营费用、土建费用等。经综合考虑，本隧道选取单竖井两分隔的竖井方案。1.3直径的确定    竖井直径的确定过程为：结合本工程的交通量、交通组成、路线纵坡、自然条件等因素确定需风量，根据需风量、地质条件、施工条件等因素确定经济风速，依据需风量及经济风速确定竖井设计内净空尺寸。1.4三竖井通风方案    经反复计算、论证，本隧道最终确定的方案为：3座通风竖井分别将东、西线两隧道合分成4个通风段，最长段为4 949 m，最短段为3 782 m(以送排风道口中心里程分段)，每个通风竖井兼顾东、

5、西线4个通风区段的送、排风。竖井内的控制风速为18 m/s，据此确定竖井直径。确定3个竖井分别为： 1号竖井内直径Φ1=10.80 m,井深（不包括风塔）h1=190.033 m；2号竖井内直径Φ2=11.20 m,井深（不包括风塔）h2=661.087 m；3号竖井内直径Φ3=11.50 m,井深（不包括风塔）h3=392.772 m。1号竖井位于西线右侧131 m处；2号竖井位于东线右侧383 m处；3号竖井位于西线右侧135 m处。其中，1、3号竖井井位均避开了自然保护区，环境保护要求为二级，2号竖井井位所处地带处在秦岭山区牛脊梁国家自然环境保护区内，为

6、一类环境保护。2 竖井设计简况2.1地质概况    竖井井位所处地区均属湿润寒冷山地气候，雨量充沛。地下水均为基岩裂隙水，节理裂隙贫水段，地下水类型为HCO3-Ca型，无侵蚀性。    1号竖井位于秦岭北坡石砭峪沟中游沟的左侧约40 m处，地面高程1 126 m。出露的地层上部31 m为第四系全新统崩积块石土，块石岩性为混合片麻岩，属Ⅱ类围岩；下部为混合片麻岩，夹少量片麻岩残留体，岩体受构造影响较重，岩体较破碎，以块状镶嵌结构为主，属Ⅳ类围岩，σ0 =1 000～1 200 kPa。    2号竖井位于秦岭北坡水洞子沟中上游，沟的右侧约30 m处，竖井地面高程

7、1 703 m。出露的地层上部30 m为第四系全新统崩积块石土，块石岩性为混合片麻岩，属Ⅱ类围岩；下部为混合片麻岩，部分地段夹黑云母斜长角闪片岩残留体，岩体受构造影响轻微，岩体完整，以大块状砌体结构为主，属Ⅵ类围岩，σ0=1 200～1 500 kPa。    3号竖井位于秦岭南坡大东沟中游，沟的左侧约50 m处，竖井地面高程1 430 m。出露的地层上部30 m为第四系全新统崩积块石土，块石岩性为混合片麻岩，属Ⅱ类围岩；下部为混合片麻岩，灰白色，岩体受构造影响轻微，岩体完整，以大块状砌体结构为主，属Ⅴ类围岩，σ0=1 200 kPa。2.2 设计情况2.2.

8、1 井身结构设计竖井的结构形式主要有3