十房高速公路特长隧道通风竖井反井法施工技术探讨

十房高速公路特长隧道通风竖井反井法施工技术探讨

谭鹤龄

咸阳宏力建筑工程劳务有限公司712000

摘要：高速公路的需求越来越多导致公路网向广大山区延伸，长大公路隧道也就大量涌现，采用竖井分段纵向通风的隧道日益增多。本文以实际工程湖北省十堰市十堰至房县高速公路通省隧道1#通风竖井施工为依托进行反井法施工，从项目概况、工艺原理、施工工艺、竖井定位、施工偏斜率控制测量和纠正、工艺特点和安全注意事项等方面进行了详细的介绍，为今后超深竖井的开挖提供可借鉴的经验。

关键词：隧道；超深竖井；反井法；纠偏

Abstract:thedemandformoreandmorehighwaytohighwaynetworkextendingtothemountains,istheemergenceofalargenumberoflonghighwaytunnel,theshaftsegmentlongitudinalventilationtunnelisincreasing.BasedonapracticalprojectinShiyanCity,HubeiprovinceShiyanFangxianExpresswayTunnel1#ventilationshaftconstructionbasedondrillingconstruction,fromthegeneralsituationoftheprojecttheprocess,principle,constructiontechnology,shaftpositioning,constructioncontrolmeasureandcorrectdeviationrate,processcharacteristicsandsafetyprecautionsarediscussedindetail,andprovidereferenceforfutureultradeepshaftexcavation.

Keywords:tunnel;ultradeepshaft;reversewellmethod;deviationcorrection

1、工程地质

隧道主要穿越地层为强风化片岩、中～微风化片岩，鳞片变晶结构，片状构造，进出口附近坡面覆盖有第四系残坡积层。地质素描中，V级围岩描述为第四系残坡积粉质粘土及武当群强风化片岩，片岩岩质较软，风化强烈，岩体破碎，成洞困难，稳定性差；IV级围岩描述为武当群中风化片岩，鳞片变晶结构，片状构造，岩质较软，岩体较破碎，节理较发育，稳定性较差;II级围岩描述为武当群中～微风化片岩，鳞片变晶结构，片状构造，节理裂隙不发育，岩体完整，稳定性好。

2、项目概况

十房高速通省隧道1#竖井位于双线隧道右侧，距隧道右洞轴线48.6m，下部与通省隧道左右洞通过4条联络通道连通。竖井开挖断面型式为圆形，开挖直径10m；竖井深223m，其中Ⅱ级围岩36m，Ⅳ级围岩125m，Ⅴ级围岩50m，明井9m，分四个隔断面与左右洞四条送排风洞相连。

3、工艺原理

反井钻机法导孔施工是通过钻头机械破碎岩体，并利用洗井液将破碎石渣带出孔外并最终贯通形成导孔；待导孔贯通后在竖井下部巷道内更换扩孔钻头，向上提升，利用机械破岩，破碎岩渣在重力作用下落至下部巷道，扩挖成一小直径的溜渣井；直至溜渣井贯通后，自上向下钻爆扩挖至设计直径，并通过溜渣井溜渣至下部通道进行出渣。对于具有规则几何断面的竖井，自井底依设计安装好模板并浇筑首批混凝土后，按设计井轴线滑升模板顺序浇筑井壁及隔板混凝土，直至设计高程后，将模板滑出井筒并拆除，完成竖井井筒及中隔板施工。

4、主要施工工艺

（1）超深竖井反井法施工工艺流程图见图1。

图1竖井反井法施工工艺流程图

要点：①260mm导孔施工技术：竖井深达368.49m，竖井直径为7.2m，导孔钻孔的垂直精度必须控制在1%以内，一旦导孔偏离竖井范围，必须在竖井底部进行扩挖找寻导孔，严重的需废除重钻，将严重影响施工工期。施工中通过挖除孔口软如土层，在竖井中心浇筑直径2.0m的C20混凝土灌注桩，桩基底部与中风化基岩衔接，保证在钻孔时孔口机械的平整及地层的稳定，减少导孔偏移。选择适合的钻机设备，经验丰富的操作人员进行操控，通过测量纠偏等手段，保证导孔的成孔精度，是反井法施工能否成功实施的第一步，也是关键一步。

②准1400mm反钻扩孔技术：导孔贯通后，安装反挖扩孔钻机，通过导孔自上而下安装钻杆至竖井底部，在底部换装反挖扩孔钻头，通提升拆除钻杆，实现扩孔钻进。

5、施工偏斜率测量及纠偏

（1）为保证结构中心不发生偏移，利用井口桁架梁和井帮固定四根垂线进行中心测量控制。滑模水平控制：一是利用千斤顶的同步器进行水平控制，二是利用激光水平仪，进行水平检查。滑模滑升至指定位置时，将滑模滑空后，利用井口提升系统在井口拆除。滑模安装偏差应满足的表1要求。

表1滑模安装允许偏差

（2）利用千斤顶自身纠偏，即关闭五分之一的千斤顶，然后滑升2--3行程，再打开全部千斤顶滑升2--3行程，反复数次逐步调整至设计要求。

6、工艺特点

（1）扩挖时，根据溜渣孔能提前掌握地质状况，避免地质灾害，为设计变更提供了依据。减少了对周围岩体的扰动，避免了初期支护变形。

（2）变垂直向上提升出渣为向下溜渣，节省了竖井提升系统的能耗，加快了施工进度，避免了坠落时的安全风险。

（3）溜渣孔的提前贯通，为作业面排水、通风提供了通道，无需专门设置排水系统；且能满足工作面快速排水的要求，有效地改善了通风条件，且能满足工作面快速通风的要求，减少了施工设备成本，便于施工设备的布置。

（4）受溜渣井直径限制，爆破施工石渣块儿度不能太大，且大小宜均匀，施工爆破要求高。

（5）滑模施工速度快。滑模施工机械化程度高、可连续施工，日平均滑升速度能达到3m以上。

（6）施工质量可靠。滑模混凝土浇筑严格按（20cm～30cm）分层控制，浇筑、振捣作业在模板表面进行，便于操作和控制，同时滑模施工具有连续性，减少了施工缝，体形具有可调性，防止出现体形的较大偏差或跑模；表面质量平滑，外观平整，避免出现“麻面”，错台现象。

（7）除常规工具式模板外还需专门的动力滑升设备，施工中模板的水平度需严格控制。

（8）初始阶段混凝土需自井口垂直运输至井底浇筑断面，易发生离析而影响施工和易性，需采用专门措施防止混凝土在重力作用下发生离析，影响施工质量。

（9）采用接长爬杆为模板爬升提供反力，只需竖井开挖提升系统中加入混凝土下料系统，而无需新加模板提升系统，简化了提升系统的布置。

（10）提升设备：为施工人员提供上下通道，最大限度保障了人员施工作业安全，提高了安全系数。

7、总结

（1）本工法溜渣井开挖为机械化连续作业，速度快，比其它施工方法提高工效5－10倍。竖井扩挖采用水平出渣替代垂直提升出渣，不需另设竖井弃渣场，简化弃渣场防护、生态恢复等工作，节省附属工程施工工期及费用；利用常规设备即可进行施工，减少部分提升设备购置维修费用及能耗。溜渣井的开挖可探明地质、水文条件，便于加快正井扩挖的施工进度。此外，竖向排渣通道与隧道正洞提前贯通，可提高通风、排水效率，缩短通风、排水占用时间。本工法技术将促进公路隧道通风竖井施工技术进步，经济、社会、环境效益显著。

（2）本工法与同类竖井施工工法相比，施工机械化程度高、提升作业量大大减少、工程进度快、干扰因素少、有利于文明施工、各种资源能较好地利用，能确保竖井施工作业人员的安全，保证工程施工质量，节约施工工期和施工成本，工期效益明显。

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