秦嶺天臺山隧道通風豎井施工技術與管理措施

王曉東WANG Xiao-dong

（中交二公局第四工程有限公司，洛陽 471013）

0 引言

近年來，由于高速增長的經濟需求，我國高速路建設步伐不斷加快，而在山嶺等復雜地質條件下，隧道建設項目不斷增多，其中通風豎井作為公路隧道的重要附屬設施之一，因此研究公路隧道通風豎井快速施工技術與管理措施對隧道工程的安全施工、節約工期具有重要的影響。

眾多學者對豎井等相關工程的施工技術與管理措施進行了大量地研究[1～2]。趙少強等[3]對漢十高鐵武當山隧道的平行導坑快速施工關鍵技術進行了深入的研究；齊小勇[4]結合終南山公路隧道的三個通風豎井實際施工狀況與數字模擬研究，總結出一套相特長公路隧道通風豎井施工技術；本文總結了秦嶺天臺山特長隧道通風豎井的實際施工工藝流程研，并提出了特長公路隧道通風豎井施工管理措施。

1 工程概況

2 通風豎井施工流程

深埋隧道通風豎井的施工流程主要有井筒鎖口施工，掘進施工，裝巖與提升，初期支護，二次襯砌施工五步。（圖1）

圖1 豎井平面位置示意

2.1 井筒鎖口施工

在井筒鎖口施工前應該對施工場地進行整平，依據場地的地形條件應該設置排水橫坡和縱坡，井筒鎖口施工包括開挖、鎖口混凝土施工、井壁周圍回填四步，如圖2所示。

圖2 施工工藝流程

①開挖；在開挖表土是應當采用液壓挖掘機直接開挖，使用自卸式汽車將廢土運至棄渣場。②鎖口混凝土施工；鎖口掘進到預定位置后，停止掘進，工作面綁扎鋼筋，進行澆筑混凝土作業，鎖口砌筑混凝土時采用定制的鋼模板支模，分層澆筑成型。采用混凝土輸送泵運輸混凝土，搭設平臺用振動棒振搗。③井壁周圍回填；回填施工前應完成井口范圍內井架基礎和其他設備基礎的混凝土澆筑。在混凝土強度到達其設計強度后采用C15的片石混凝土進行回填，片石混凝土中片石的大小應該控制在15cm以內。在回填時應該分對稱層施工，每次回填厚度應該小于1m，當第一層回填完成后方可進行第二層回填。施工時根據施工現場的具體情況，比如原巖、基底的實際承載力等，對施工方案進行進一步優化完善。當開挖了30m后，應當采用吊盤對井口進行封口。當井口的封口盤安裝完成后，檢測提升系統、排水供水系統、信號通信系統、地面排渣系統、運輸監控系統和供電系統等能夠正常運行后，即可正式進行井筒施工。

2.2 掘進施工

考慮到巖石爆破所產生的煙塵、施工環境、振動安全以及地下水等影響因素，秦嶺天臺山隧道2號通風豎井工程所用炸藥為山西同聲民用爆破器材經營有限公司生產的直徑為32mm的2號巖石乳化炸藥。根據設計優化后的爆破參數，編制爆破圖表，施工中巖石堅硬或斷面發生變化時，現場根據實際情況進行微調，以達到最優爆破效果。為了控制爆破效果，要嚴格按照爆破設計要求進行豎井施工，確保爆破效果和成型，并根據巖層的實際情況，不斷改善爆破圖表，以提高爆破效果。（圖3-圖4）

圖3 YT-28型鑿巖機

圖4 鉆眼釬桿

2.3 裝巖與提升

抓巖機抓取矸石的分為集中清理階段和精細清底階段：①集中清理階段：在這一階段，應當充分發揮抓巖機的抓巖能力和提升能力使得將堆積在工作面的大量矸石快速運往地面。為創造有利地排矸條件，在這一階段應該加強豎井內排水工作。與此同時，在抓矸過程中，應配備專職人員檢測井壁的質量狀況，為保障下一階段的順利、安全、快速施工，在抓矸過程中應注重處理危巖和瞎炮。

②精細清底階段：由于爆破后能量在巖石傳遞過程中能量衰減的問題，致使一些巖石受到影響產生破裂，但并未完全與原巖分離，影響出矸進度，因此必須引起高度重視：挖掘機為主，人工、抓巖機為輔，相互間緊密配合，加快清底速度。集中力量，運用多臺風鎬等工具清除井底活動矸石。在清底的同時，應當做好工序的轉換工作。（圖5）

圖5 井筒施工工藝流程

2.4 初期支護與二次襯砌施工

井筒初期支護采用噴射混凝土、錨桿與格柵鋼架支護，在井口附近一次支護3m。在通過室內試驗確定了混凝土的配合比之后，砂子、石子和水泥在地面用電子計量然后攪拌后通過溜灰管溜送到井筒工作面，其工作面設置四臺轉Ⅶ型噴漿機噴射混凝土。

在支護結構施工過程中，工程施工人員應該嚴格遵照相關規程。首先應當向圍巖表面噴射一層塑性層薄層，在塑性薄層上以螺旋狀噴射一圈，然后在橫向上做劃圈運動，其噴射寬度以10～15cm為宜，為防止混凝土因自重而發生脫落和產生裂縫，噴射順序因從下向上，在根底應當噴嚴、噴實。

本工程采用復合式襯砌結構，支護參數的選取應該由地層地質構造、豎井圍巖級別和豎井開挖深度等多重因素綜合確定。

第四，從表演上對色彩進行感知。表演屬于感官刺激的一種形式，每一個孩子都具有與生俱來的表演欲望，所以在美術課中，教師可以多準備一些能夠激發學生表演和創造的活動，使學生能夠產生主動想要表演的欲望。教師在此時要給予學生更多的鼓勵與肯定，讓學生感受到色彩其實就在我們的身邊，使他們能夠切實的感受并享受到色彩的存在。

3 綜合管理措施

制定與采取合理的施工機械和施工工藝流程是為了保障隧道通風豎井掘進工作的安全與高效地進行，但除此之外，還需要制定與選擇科學的綜合組織管理措施，其中主要包括設備管理與施工人員培訓、超前地質預報、爆破器材管理和設備維護管理。其中應該注重與加強對抓機爆破施工人員的技術培訓、加大超前地質預測、加強通風豎井施工全過程的監控、對爆破器材的管理與設備維護和管理。時刻牢記安全第一的理念和遵守科學的管理制度。加強施工質量的管控、正確認識施工安全與生產之間的相互關聯、完善豎井施工過程中的動態關聯是保障隧道通風豎井的安全與快速掘進的重要保障。保障做到問題早發現、早解決，努力加大組織管理措施方可保障通風豎井快速掘進。

3.1 爆破器材管理

爆破器材的管理與使用是保障公路隧道通風豎井安全施工的重中之重。爆破器材的管理不僅對工程施工安全起著至關重要的作用，同時爆破器材的安全性與社會安全治安存在著密切地聯系。應當嚴格地遵守《爆破安全規程》與《民用爆破物品安全管理條例》等有關規范對爆破器材進行購買、運輸與儲存。科學與合理地對爆破器材管理與儲存是報證公路隧道通風豎井爆破安全連續左右的重要保障。同時在通風隧道豎井施工過程中應當特別注意爆破器材的丟失、破損、被盜、變質與自然等問題的出現。

3.2 設備維護和管理

機電設備與施工機械設備的良好工作狀態是保證公路隧道通風豎井掘進作業正常進行的重要前提。因此，在公路隧道通風豎井施工過程中必須加強對機電設備與施工機械設備的保養與維修，使其在施工過程中能夠正常運行，其次，設備維護和管理對公路隧道通風豎井的快速掘進與安全施工具有極其重要的意義。

要想保證通風豎井安全掘進，就必須得保證機電設備能夠持續地、良好地工作。因此機電設備的管理深刻地影響著工程、施工企業的經濟效益。但目前某些施工企業僅僅注重公路隧道通風豎井的掘進速度使得施工經濟效益最大化，而忽略了設備維護與管理在通風豎井掘進施工過程中所起到的重要作用，僅僅將機電設備看作為輔助生產工具，而相關機電設備的維護與管理制度未能得到充分地執行，同時我國公路隧道通風豎井機電設備的管理制度與管理機制仍然存在著較多的缺陷，還未形成深刻與系統的管理體系，為此在機電設備維護和管理過程中應該保障各個環節的步調統一與密切協作。

秦嶺天臺山隧道2號通風豎井項目對機電設備在日常維修、保養管理中存的安全隱患、管理制度不健全等問題，因此本工程采用了如下的管理制度：

①建立完備規章制度體系，完善各種機電設備操作規程。

②積極落實推進機電設備日常精細化的管理制度。

③注重加強操作管理人員技術培訓。

4 小結

深長公路隧道通風豎井是一個系統的、復雜的工程，要想實現通風豎井的快速施工，不僅需要制定通風豎井快速施工工藝流程，還需加強施工過程中的管理措施。同時，加強技術的不斷創新、努力提升機械設備水平、切實強化施工人員自身技術水平和專業素養、積極完善各種操作規章管理制體系，形成科學合理適合本通風豎井特點的快速掘進綜合配套設備與技術，才能最終實現通風豎井的安全快速掘進，使得通風豎井快速掘進水平更上一層樓。同時，通過現場實踐證明，合理的爆破塊度、出矸機械的配合等等，可以很好提高通風豎井的掘進效率和施工質量，進而達到通風豎井快速掘的目的。