[发明专利]隧道通风竖井节能快速施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及隧道通风竖井的施工技术，具体为一种隧道通风竖井节能快速施工方法。

背景技术

高速公路、铁路长大隧道运营阶段洞内空气质量下降明显，设计采用通风竖井（直径一般在6～10m）更换洞内空气，达到改善空气质量的目的。

目前，工程界多采用正井法其施工顺序为：自上而下钻爆掘进、井壁临时支护；待掘进至正洞后，再自下而上进行井壁和中隔板钢筋混凝土衬砌。

目前，采用的掘进方法大多为：钻爆开挖、临时支护、竖向提升出碴、就近弃碴、设置防止水土流失防护工程、弃碴场恢复自然植被绿化工程，该法适用于各种地质的大直径隧道及其它地下工程用竖井施工。

采用正井法施工存在如下弊端：

1、钻爆效果差、掘进速度慢，每循环进尺仅1.0m左右；

2、所有弃碴均需由井底提升至井口，能源消耗大、出碴时间长；

3、提升出碴极易掉块，对井下施工人员造成危胁；

4、各工序间干扰大，无法同步流水作业，施工周期长；

5、竖井爆破后烟尘扩散慢，造成施工长时间停顿；

6、竖井内一旦遇地下水，抽水费用高、有软化围岩造成坍塌的安全风险；

7、需单独设置弃碴场，设置水土流失防护工程及恢复植被的绿化工程，对自然环境有一定的影响；

8、综合施工成本高、能耗高、安全隐患多。

发明内容

本发明为了解决现有隧道通风竖井采用正井法施工存在上述不足之处的问题，提供了一种隧道通风竖井节能快速施工方法。

本发明是采用如下技术方案实现的：隧道通风竖井节能快速施工方法，步骤如下：a、测量定位竖井位置；b、对竖井口地质进行加固施工，与此同时，从竖井口向下开挖竖向排碴孔，且从隧道正洞向竖井位置掘进至与竖向排碴孔相通；c、采用钻孔与爆破结合的方法进行竖井掘进；d、当竖井掘进达到一定深度后，竖井上部进行二衬施工，且二衬施工与竖井施工同步进行；e、安装竖井通风设备。

施工过程中，对竖井口地质进行加固（锁口）保证井口稳固，便于地面井架和起重设备的安装、调试，与竖向排碴孔施工同步作业，提高了施工效率；采用钻孔与爆破结合的方法进行竖井施工加快了施工进度，从竖向排碴孔出碴，节能且不影响竖井上部二衬施工，克服了现有隧道通风竖井采用正井法施工存在上述不足之处的问题。

竖井上部进行二衬施工的具体步骤如下：a、通过施工吊盘进行壁座清理加固；b、在壁座的下半部分安装井字形工字钢梁并固结；c、在壁座的井字形工字钢梁之上安装底模，并绑扎壁座上半部分及壁座上方井壁二衬钢筋和中隔板钢筋；d、安装壁座上方井壁和中隔板侧模，并支撑牢固；e、浇注壁座上半部分及壁座上方井壁二衬和中隔板混凝土并养护；f、拆除井字形工字钢梁安装在下一个壁座的下半部分并固结；g、在下一个壁座的壁座的井字形工字钢梁上安装底模，并绑扎下一个壁座上半部分、壁座上方井壁及壁座下半部分二衬钢筋和中隔板钢筋；h、安装下一个壁座上方井壁和中隔板侧模，并支撑牢固；i、浇注下一个壁座上半部分、下一个壁座上方井壁及壁座下半部分二衬和中隔板混凝土并养护；j、对壁座上半部分、下半部分的水平接缝进行防水封闭处理，循环施工。

该二衬施工方法操作稳定性能高，且与竖井施工同步进行，保证安全性能的同时施工效率大幅提升，同时节能效果明显，简化了施工工序。

本发明有益效果如下：

1、采用冲击钻等常用钻机实施钻孔，形成竖向排碴孔，较反井钻机更快速、经济；

2、利用竖向排碴孔，解决了排碴问题，将原始的竖向提升出碴改为正洞内水平出碴，节省大量的日常能耗和大型提升设备购置维修费用，并提高隧道正洞出碴设备利用率；

3、竖向排碴孔兼具有竖向排水功能，节省日常竖向排水能耗和抽水设备的购置维修费用；

4、彻底消除了提升出碴掉块伤人、积水浸泡围岩井壁失稳等安全隐患；

5、向下快速出碴，缩短出碴时间，可增加掘进循环次数，提高施工效率；

6、实现井壁混凝土衬砌跟进，缩短井壁围岩暴露时间，可适当降低临时支护等级，节省临时支护费用，缩短施工总工期；

7、预钻竖向排碴孔为竖井后续扩孔爆破提供临空面，提高了爆破效果、降低打眼爆破能耗、节省炸药用量、减轻炮烟污染；

8、竖向排碴孔与隧道正洞提前贯通，为竖井和正洞排烟提供条件，改善了竖井和正洞施工环境，降低了竖井和正洞施工通风成本；

9、不必为竖井专门设置弃碴场和修筑弃碴便道，节约大量占地；节省弃碴场防护工程及生态恢复工程费用；