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进行隐场量测很是主要

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铁道建建 RailwayEngineering January,2012 文章编号:1003—1995(2012)01—0080—03 特长地道通风竖井设想取施工手艺 徐士良 (安徽建建工业学院岩土工程系,安徽合肥230022) 摘要:通风竖井是长大地道的主要配套工程,对处理地道通风和平安运营等问题意义严沉。本文引见了 秦岭终南猴子地道2号通风竖井的支护布局,并采用数值模仿方式阐发了围岩和支护布局的不变性, 同时引见了竖井施工的方案、机械设备、爆破手艺及监测方式。通过采用合理的设想和施工方式了 竖井快速平安施工,可为雷同工程供给参考。 环节词:特长地道通风竖井设想施工 中图分类号:U453.5;U455.8文献标识码:A 井上部30111为第四系全新统坡洪积层,此中表层为崩 1 工程概况 积块石土,坡洪积层岩性为粉质黏土,块石土岩性为混 跟着我邦交通根本设备扶植规模的逐渐扩大,高 合片麻岩。竖井下部地条理要为夹杂片麻岩,部门地 品级公扶植的敏捷成长和交通运输量的逐步提高, 段夹黑云母斜长角闪片岩残留体,岩体受构制影响轻 特大、长大公地道工程将日益添加,公地道配套及 微,岩体完整,以大块状砌体布局为从,属于Ⅱ级围岩, 相关设备的扶植规模也将不竭扩大。竖井是长大公 具有岩爆倾向性。 地道的主要配套工程之一,对地道的通风排污、防灾减 灾、一般运营等起着主要感化。目前我国地道竖井的 设想中,对于岩爆等特殊地质前提还没有系统的设想 方式。正在竖井的施工中,按照现实工程的具体前提采 用了分歧方式。秦岭公地道l号和3号竖井采用先 反井后爆破扩孔法施工,夹活岩特长公地道竖井采 用全断面爆破法施工。 秦岭终南山特长公地道位于新建西安至安康高 速公西安至柞水段的青岔乡取营盘镇之间,全长 18020 m。正在目前山区公地道中规模居世界第一, 长度列世界第二,被誉为“世界级工程”和“中国第一 图1通风竖井(单元:m) 长隧”。该地道采用3竖井通风方案,此中2号竖井井 深为661.10m,净曲径为11.20m,掘进半径为12.12 3竖井支护布局及不变性阐发 -16.20 m。 3.1竖井支护布局 2地质前提 目前国内还没有比力成熟的公地道大曲径深竖 按照地道山体概况的具体环境,2号竖井位于秦 井设想方式。操纵该竖井的工程地质前提,按照新奥 岭北坡水洞子沟中上逛左侧约30m,竖井核心地面高 法设想道理,采用经验类比和数值模仿等方式,对该竖 697.6 井支护布局进行设想。对于30m的表土层,采用钢筋 程1 m,距东线所示。竖 混凝土做为永世支护,厚度为0.80m。竖井基岩段初 收疆日期:2011.07.15;修国日期:2011.10—30 期支护为锚喷支护,厚度为0.06—0.10m,二次衬砌 m。该竖井为送排风 基金项目:安徽省教育厅天然基金项目(职Oll8040);安徽建建工业学为钢筋混凝土支护,厚度为0.40 院博士启动基金项目(k025301)。 合一的风井,两头用中隔板分隔,中隔板采用C30防 做者麓介:徐士良(1972一),男,安t寿县人,,博士。 水钢筋混凝土布局。正在施工过程中,竖井的支护设想 2012年第1期 特长地道通风竖井设想取施工手艺 要按照地层的变化环境不竭调整,以支护的不变。 认识。 典型断面的支护设想如图2。 3)提高初期支护质量,出渣过程中或完毕后,根 据环境进行锚喷支护,需要时对上一轮回的喷射混凝 土支护鼬行补喷 门 L—_ 图2支护布局设想(单元:m) 图4竖井500m处最大从应力云图 3.2竖井不变性阐发 秦岭终南山地道2号竖井工程区域属于典型的峡 4竖井施工 谷地貌,存正在较着的高地应力集中区和应力平稳区。 通过成立三维无限元模子(见图3),对分歧深度的竖 4.1总体施工方案 井围岩和支护布局进行了数值模仿阐发。围岩采用8 竖井采用新奥法施工,需要进行现场量测并 节点六面体单位,喷层采用4节点壳单位。锚杆做为安 反馈消息以指点施工。因为工期严重,而且为带有中 全储蓄考虑,没有模仿。原则为Drucker—Prager准 隔板的大断面深竖井,颠末多种施工方案的比选,决定 则。图4为竖井高地应力区域内500m深度处围岩和 采用全断面一次爆破掘进,锚喷支护施王至井底,再从 喷层的最大从应力分布。通过度析表白.围岩和喷层 井底向上施做二次衬砌和中隔板。该施工方案需要较 都处于弹性形态。表白高地应力柔性支护设想是合 高的办理程度和施工手艺支撑。竖井施工组织形式为 理的。 掘砌单行功课,其基岩段施工工艺流程为:伞钻和人抱 钻凿岩、升井一拆药、连线、放炮、通风一出渣一喷射混 凝土支护、打锚杆一清底、下伞钻和人抱钻。 4.2竖井机械化配套设备 竖井采用从、副两套单钩提拔系统,提拔绞车为 2JK-3.0/20型。井深500m以上,从、副提拔容器均 选用4.0m’座钩翻矸吊桶;井深500m以下,从、副提 升容器均选用3.0m3座钩翻矸吊桶。打眼采用以伞 形钻架为从,配套多台人抱钻辅帮打眼的方式。拆渣 设备为YC85-6小型挖掘机配0.4m3抓斗。喷浆支护 图3竖井无限元模子 采用4台转Ⅶ型混凝土喷射机。 为了竖井中隔板和二次衬砌的全体性和不变 按照RusscBes岩爆判别原则,竖井会发生中等或 性。模板设备很是主要。经阐发计较.设想了中隔板和 轻细岩爆。所以必需采纳岩爆防治办法。次要办法 二次村砌一体化液压滑升模板设备,见图5。此中竖 如下: 井二次衬砌为单侧滑模施工,中隔板为双侧滑模施工。 1)充实阐扬竖井双层吊盘的功能。正在进行 模板设想中为了提高操纵率,强度、刚度及全体稳 打眼和喷浆等功课时,采用罩盖住吊盘喇叭口. 定性,整个滑升模板设想为钢布局。其从体布局包罗 防止井壁上部剥落围岩落人工做面;鄙人层盘准备多 操做平台、提拔架、围圈、辐射粱、模板、辅帮盘、液压 个平安软梯,一旦发生岩爆危及工人人身平安,工人可 系统和支承杆等。 以操纵平安梯到吊盘上。期待升井。 该滑模是正在竖井圆周内每隔必然距离埋设金属爬 2)加强井筒地质环境变化的日常放哨和工人岩 杆一根,将液压千斤顶套正在每根爬杆上。通过螺栓把液 爆学问的培训.亲近留意岩爆的发生,提高工人的平安 压千斤顶底座取提拔架的顶部连正在一路。正在提拔架的 铁道建建 January,2012 立柱内侧拆卸围圈,并正在围圈上吊挂模板。为使所有 式,取得了优良的爆破结果。 液压千斤顶能同步工做,用输油管将其取液压操做 4.4竖井监测 机相连。如许跟着模板底部混凝土的凝固、液压操做 秦岭终南山地道2号竖井正在施工过程中有中等或 机驱动所有液压千斤顶,就可带动提拔架、围圈、模板、 轻细岩迸发生,为了竖井高地应力柔性支护的稳 操做平台沿着爬杆向上滑动,如斯频频持续迸行一曲 定性,进行现场量测很是主要。地道通风竖井取 爬升到竖井顶部为止。 一般煤矿立井比拟,井筒辅帮设备少,监测工做开展的 难度大,性高。 按照现实环境,2号竖井监测的次要项目为喷射 混凝土应力和围岩取喷射混凝土间接触压力,并辅帮 进行围岩地质情况察看和位移丈量,确保竖井工 程施工平安并堆集超大曲径竖井施工经验。具体操做 过程为:正在井口封口盘上对应于井下测试仪器埋设的 进行开孔,浅部导线间接下到竖井指定,竖井 深部采用尼龙绳悬吊导线体例下放,并操纵锚杆固定 导线,防止导线摆动幅渡过大。测试仪器离工做面2 m摆布安设,等吊盘下到仪器进行导线安拆,能够 避免爆破施工损坏导线。整个过程要十分小心,避免 注:1·模板;2一加强圈;3一围圈;4-桁架粱;5一提拔架; 导线取稳绳等绞正在一路,要采用对讲机进行协调联系, 6一千斤顶和爬杆;7-辐射梁;8-辅帮盘;9·开子架 并采用人工和datataker采集仪共同进行数据读取。 图5竖井滑模示意(单元:mm) 5 结 语 4.3竖井硬岩爆破 钻爆法因其普遍的合用性和经济性,出格合用坚 1)秦岭公地道2号竖井采用锚喷支护为次要 硬岩石地下工程的开挖。钻爆法施工的环节是掏槽技 承载布局,通过三维无限元数值模仿验证了高地应力 术,斜眼掏槽和曲眼掏槽是开挖爆破常用的两种掏槽 柔性支护设想的合。 形式。曲眼掏槽抛渣距离近。斜眼掏槽手艺因为受钻 2)竖井合理的机械化配套方案和复合掏槽爆破 孔机具操做的只能正在宽度脚够的大断面隧洞中应 手艺,了整个工程快速成功施工。 用,其炮眼深度也受断面大小,合用于开挖轮回进 3)地道竖井监测可以或许反馈消息和指点施工,但监 尺较小的隧洞。曲眼掏槽手艺正在大小断面隧洞中均可 测难度大,岩爆监测方式也需要加强研究。 选用,其炮眼深度不受断面大小,可合用于开挖循 参 考 文 献 环进尺较大的隧洞。 因为目前对岩石的爆破机理和爆破设想还没有统 [1].反井钻井法施工特长公地道的通风竖井[J].公 一的认识,硬岩爆破施工仍处于经验和现场试验阶段。 ,2007(4):208-209. 秦岭2号竖井起头采用曲眼掏槽,缺乏曲径较大的空 [2]张开顺,余斌,申家喜.夹活岩特长公地道竖井设想及施 孔凿岩机,加上岩石坚硬,爆破结果很不抱负。为了充 工方式切磋[J].公,2006(5):213-215. [3]徐士良,朱合华,丁文其,等.秦岭公地道通风竖井岩爆预 分阐扬斜眼和曲眼掏槽的劣势,决定采用复合掏槽技 测和防治办法[J].岩土力学,2009,30(6):1759.1763. 术,掏槽爆破结果。正在掏槽施工过程中,两头采用 [4]单仁亮,高文蛟,郭东明,等.特硬岩立井掘进中合理炮孔深 曲眼桶形掏槽外加斜眼锥形掏槽,以添加槽腔体积,克 度的试验研究[J].地下空间取工程学报,2005(6):903.907. 服通俗曲眼掏槽手艺正在坚硬岩石中使用时槽腔小和抛 [5]徐美华.沪蓉西高速公龙潭特长地道深大竖井施工手艺 出岩渣无限的错误谬误。另一方面,为了消弭锥形掏槽正在 [J].铁道建建,201l(7):46·48. 孔底使崩落孔的抵当线增大的弱点和进一步扩大槽腔 [6]礼,孙建岐.铁特长地道施工机械配套手艺[J].铁道 体积,再正在锥形掏槽外围加上同深的桶形曲眼掏槽来 建建,20ll(10):32—34. 加强对掏槽腔体内岩渣的抛抛感化,加强掏槽结果。 有时还正在曲眼圈径中打部门斜眼,构成耦合掏槽的方 (义务审编葛全红)

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