楊玲

摘要：斜井是長大隧道洞內(nèi)施工的通道和咽喉，是直接制約著隧洞施工安全與效率的一個重要環(huán)節(jié)，其施工質(zhì)量是后期施工的關(guān)鍵。本文以實際工程為例探討了長大公路隧道斜井施工及質(zhì)量控制技術(shù)。

關(guān)鍵詞：長大公路隧道；斜井；技術(shù)

一、工程概述

某隧道全長3902.9m，我工區(qū)施工長度2910米。隧道圍巖為Ⅳ、Ⅴ級，隧道暗埋段主要穿越泥巖地層和黏性黃土層，自穩(wěn)性較差。技術(shù)難度大，施工風險高，地質(zhì)條件相對較差，開挖后若不及時支護，易發(fā)生坍塌現(xiàn)象。隧道結(jié)構(gòu)形式變化較多，由于工期緊，采用斜井加快進度的方法。斜井設(shè)于IDK942+685線路前進方向右側(cè)，與隧道的平面夾角為99?，斜井水平長度480m。斜井采用無軌運輸。斜井凈空采用單車道斷面，斜井縱坡下坡9.3%，正洞交叉地段為IV級圍巖，斜井與正洞聯(lián)接處設(shè)30m模筑鋼筋混凝土襯砌段進行加強。其中斜井與正洞交接段以及錯車道段采用2%緩坡。斜井的支護型式采用噴錨支護及二次襯砌相結(jié)合的整體式襯砌，斜井井口通道外場坪設(shè)向洞外3%的坡，防止洞外地表水進入斜井。斜井凈空尺寸6.5*6.25m（寬*高）。

二、長大公路隧道斜井施工及質(zhì)量控制技術(shù)

（一）長距離雙向通風

斜井進入正洞后，獨頭掘進1600m，且為上坡方向，通風極為困難。在隧道施工中，采取何種通風方式應根據(jù)隧道的施工方法、坑道特點和污染源的特性以及設(shè)備條件等因素加以確定。因此我們在制訂通風方案時主要考慮了下列因素：①采用的是鉆爆法、全斷面開挖方式；②采用無軌運輸出碴進料；③柴油汽車排放的廢氣發(fā)生在整個運輸隧道內(nèi)，且愈往下風處廢氣濃度愈大；④采用可提供足夠風量、風壓的風機；⑤采用大直徑、漏風少、阻力小的風管。

隧道施工通風主要采用機械通風，其通風方式按風道類型一般分為巷道式和管道式兩種，其中管道式通風按送風方式不同又可分為壓入式、吸出式和混合式三種。

經(jīng)分析比較后，我們認為壓入式通風較為適合無軌運輸施工，它可使足夠的新鮮空氣能很快被送至工作面，縮短爆破后通風排煙時間，實現(xiàn)快速掘進?？紤]到柴油機廢氣污染，風機選型要求大風量、高風壓，風管要求選用大直徑柔性風管，風機要安設(shè)在洞外開闊處，向洞內(nèi)送風，以避免循環(huán)污染。

由于斜井與正洞貫通后承擔兩個方向的共3007米的工作任務(wù)，通風距離太長，若單獨采用軸流風機壓入式通風效果不好，所以在DK249+300與DK249+800處分別設(shè)置一臺110KW接力風機，在DK249+300與DK249+800兩處接力風機的對側(cè)各設(shè)置1臺22KW的射流風機，利用高速射流風機產(chǎn)生的前后壓力差，將兩個掌子面的污風排到斜井與正洞交界處。在DK249+597.8處設(shè)置一臺75KW射流風機，加快污風向洞外流動的速度，改善洞內(nèi)空氣質(zhì)量，滿足施工要求。

風機的選擇主要根據(jù)所需供風量及風壓來確定，并考慮節(jié)能效果，采用變極多速風機。風管的選擇主要根據(jù)所需風量和送風長度確定，全部采用獲國家專利的直徑1.5m新型軟風管。

（二）排水施工

隧道地下水類型分為四種，分別是：第四系孔隙潛水、基巖裂隙水、巖溶水、斷層水。賦存于溝谷或山坡中的是第四系空隙潛水，溝谷中有小股泉水涌出。區(qū)內(nèi)分布較為廣泛的碳酸鹽巖，其厚度較大，是主要的含水巖系的泉水涌出。隧道施工過程中，3#、5#裂隙水發(fā)育，每個洞口都要超過400m3/h的出水量，對于長隧道而言，隧道施工技術(shù)難題之一就是在最短時間內(nèi)排除作業(yè)面的水，通過排水的研究，在呂梁山隧道施工中形成了一套完善的施工排水方案。斜井內(nèi)排水為：該隧道斜井平均坡度為12%，在斜井內(nèi)每隔550～600m出設(shè)置一個泵站，其容量大約400m3，泵站水池在斜井一側(cè)打一個長為20m、寬為6m、高度為3.5m的導洞，水池頂面與高出斜井底50cm為一宜，并把平臺搭設(shè)在水池上面，安防水泵，其采用55kW的渣漿泵，其揚程為80m，流量為80m3/h，。把水排出洞外采取泵站與泵站間逐級抽排的方式。3#、4#斜井采用三級抽排，5#斜井采用二級抽排。正洞內(nèi)的排水為：

正洞設(shè)計坡度為11‰，反坡排水時，水池設(shè)置在正洞420m橫洞道位置，水池頂面與隧道隧底面一致，把型鋼以及鋼板鋪在上面，這樣做的目的就是為了方便過車。采用13kW的污水泵進行逐級抽排，最終排入斜井內(nèi)一級泵站，再通過斜井內(nèi)其它泵站逐級排出洞外。

（三）超前預注漿防護措施

超前預注漿防護措施包括全斷面周邊預注漿超前防護和局部徑向后注漿支護兩項。

1、全斷面周邊預注漿超前防護

左右線風機房送、排風洞室Ⅲ、Ⅳ型交叉口和B1-B2型襯砌段斷面跨度大、圍巖破碎、巖層間結(jié)合力差，泄出的瓦斯氣體濃度較高。采用全斷面周邊預注水泥-水玻璃雙液漿進行超前防護，對大斷面的破碎圍巖進行加固，不但可以避免洞室變形坍塌和坍塌引起的瓦斯突出，還可以封閉圍巖中的裂隙，阻滯瓦斯氣體向洞內(nèi)滲入。

在預注漿前，先施作30m的超前鉆孔進行地質(zhì)探測和瓦斯氣體檢測，這樣不但能查明瓦斯氣體的出露情況，同時超前鉆孔還能提前釋放掌子面前方的瓦斯氣體。

超前預注漿范圍為隧道洞室開挖線以外6m，注漿段長度為30m，全斷面共布鉆孔73個，分3環(huán)實施，長度分別為31m、21m、11m。注漿孔沿隧道中軸線呈傘狀布置，漿液擴散半徑為2m，鉆孔底間距不大于3m，開孔直徑Φ115mm，終孔直徑Φ75mm。

注漿材料為水泥-水玻璃雙液漿，漿液濃度為：C︰S（體積比）=1︰（0.6～1.0），水泥漿水灰比（0.8～1）︰1，水玻璃模數(shù)2.6～2.8，水玻璃濃度35Be'，注漿壓力為1.5 MPa左右，施工中根據(jù)圍巖破碎程度可以對以上參數(shù)進行調(diào)整。當單孔注漿壓力達到設(shè)計終壓并繼續(xù)注漿10min以上或單孔注漿量與設(shè)計注漿量基本相同、注漿速度在20L/min以下時，可以結(jié)束本孔注漿。

經(jīng)過全斷面周邊超前預注漿支護，掌子面前方松散的圍巖得到了很好的固結(jié)，開挖后沒有出現(xiàn)過垮塌現(xiàn)象。同時，由于超前探孔的預排和雙液漿的封堵，爆破開挖后掌子面即測瓦斯氣體濃度大大降低，由原來的>8%降低為2%～4%，并且殘留在炮孔內(nèi)的瓦斯氣體濃度也降低到1%～2%，切實降低了洞室內(nèi)的瓦斯氣體濃度。

（四）斜井轉(zhuǎn)正洞

自斜井XDK0+018.67爬坡開挖到斜井與隧道正洞開挖輪廓線相交處XDK0+007.67，即如圖1所示開挖第①部分。正洞DK2193+932.08～+942.1段拱頂最大高程為-3.27m，斜井里程XDK0+025拱頂高程-7.754m，斜井XDK0+025～+007.67段首先按斜井標準斷面不變按i=23.1%斜率進行上挑開挖，坑底按-1.62%開挖。

參考文獻：

[1]楊延勇.軟弱圍巖隧道斜井轉(zhuǎn)正洞設(shè)計與施工技術(shù)[j].鐵道標準設(shè)計，2013年1期.

[2]何財基.特長鐵路隧道長大斜井通風技術(shù)[j].鐵道建筑，2012年5期.