張勇 谷志民 陸奕廷 王海亮 呂方平

1.青島第一市政工程有限公司 山東 青島 266000 2.山東科技大學 山東 青島 266590

0 引言

在地鐵隧道工程中，風井作為送氣通道口，在暗挖主體隧道尚未開通前還可作為施工通道，其高效開挖是工程建設中的一項關鍵技術。其中，大斷面條件下的風井開挖具有分區(qū)開挖效率低，爆破鉆孔時間長，單循環(huán)出渣量大等特點。如何克服大斷面風井施工難點，充分發(fā)揮大斷面作業(yè)空間的優(yōu)勢，是當前大斷面風井開挖施工中值得探討的一類問題。

1 工程概況

青島地鐵8號線觀科區(qū)間1號風井設置于觀濤站與科技館站中間位置，中心里程樁號為右CK35+055.813，位于右線北側，矩形斷面。風井凈空尺寸為20.8×9m，深為43.3m。風井北側距離耕海璐100m，西南側30處有一高架電力線路桿，東側距離一農(nóng)家樂房屋僅有50m。

風井所處地形平坦，廠區(qū)內(nèi)基巖至地表，鉆孔揭露風井范圍內(nèi)巖層單一，為微風化流紋巖：斑狀結構，流紋構造，節(jié)理、裂隙局部發(fā)育。根據(jù)巖石試驗結果，單軸抗壓強度為30.3～140.9Mpa，統(tǒng)計標準值為64.4Mpa，屬于較堅硬～堅硬巖，巖石完整程度為較完整～完整。

2 施工方法及流程

風井采用倒掛井壁施工方法，錨噴支護，全井單行爆破開挖，分段支護出渣。

風井施工工藝流程：

①平整場地，鎖口圈梁石方開挖，圈梁鋼筋綁扎，混凝土澆筑。②龍門架安裝。③打眼、裝藥、爆破碎石。④出渣。⑤打設錨桿，掛網(wǎng)噴混。⑥反復施工至設計標高，地基承載力試驗合格，完成風井開挖。

3 施工要點及優(yōu)化措施

3.1 施工要點

1）本工程開挖斷面積187.2m2，單循環(huán)出渣量大，出渣時間長，嚴重制約開挖施工效率。

2）施工區(qū)附近存在道路，工、商業(yè)及一般民用建筑物，鉆爆施工應著重控制爆破有害效應（爆破振動及飛散物）對周邊環(huán)境的影響。

3.2 施工優(yōu)化措施

1）為提高出渣效率同時控制爆破飛散物的拋擲方向，于風井西側布置掏槽區(qū)，采用單向斜眼掏槽，最大程度將掏槽區(qū)的碎石拋擲而出，減少機械扒渣時間。同時隨著掘進深度的提高，同側井壁對側崩而來的碎石有抵擋作用，達到控制碎石拋擲方向、集中碎石、快速裝渣的目的。

2）鎖口圈梁段開挖深度較淺，掏槽側井壁對爆破飛散物的控制有限，鎖口圈梁段開挖循環(huán)進尺取1m，待開挖深度達到5m時，將開挖循環(huán)進尺提高到1.5m。

3）充分利用大斷面作業(yè)空間的優(yōu)勢，提高施工機械化程度，完善和優(yōu)化出渣和輔助施工設備，充分發(fā)揮機械化的綜合效能。

4 鉆爆施工

4.1 施工關鍵

掏槽區(qū)石方的拋擲而出及同側井壁的抵擋。本工程在控制爆破振動的同時，起爆后將掏槽區(qū)碎石一次拋擲而出，利用同側井壁的抵擋反彈作用，使拋擲而出的碎石最大程度堆積到掏槽區(qū)之外，避免機械二次扒渣，減少出渣時間。

4.2 施工方案

該工程利用2臺潛孔鉆機同時打孔，炮孔直徑42mm。布置順序：首先于風井西側布置6排單向斜眼掏槽孔，掏槽孔與開挖工作面之間的夾角控制在75°～80°之間；其次布置周邊孔，外展角3°～5°，光爆層厚度為0.6m；最后按設計均勻布置輔助孔。1m和1.5m循環(huán)進尺的炮孔布置參數(shù)見下表1。

炸藥選用防水效果好的Φ32mm乳化炸藥。采用孔內(nèi)外相結合的非電毫秒延時爆破網(wǎng)絡，孔內(nèi)使用最大段別為MS13，施工控制振速為1cm/s

表1 炮孔布置參數(shù)

5 出渣

風井開挖施工中，出渣占整個循環(huán)作業(yè)的50%左右，合理配置出渣機械，能充分發(fā)揮機械化優(yōu)勢，提高出渣效率。本工程以滿足提升要求為基準，于風井口正上方配置一臺16t龍門吊作為垂直提升系統(tǒng)，懸掛6m3料斗，同時布置一臺柳工908D型挖掘機作為扒、裝渣機械。龍門吊軌道覆蓋井口，臨時存渣區(qū)及風井西側4m區(qū)域，渣石由挖掘機裝入料斗，由龍門吊提至與臨時存渣區(qū)，其后利用運渣車運至集中安置點。

6 輔助配套設備

風井開挖過程中，各工序交叉進行，輔助配套設施能緊密銜接各工序，保證施工如序進行。為最大程度減少各工序銜接時間，同時充分發(fā)揮大斷面作業(yè)空間的優(yōu)勢，于井口按下圖2配置施工輔助設施。

圖1 井口輔助設施布置簡圖

7 總結

本工程通過于掏槽區(qū)布置單向斜眼掏槽，及時優(yōu)化循環(huán)進尺等方式達到了定向側崩、快速集中處理渣石，提高出渣效率的目的，克服了單循環(huán)出渣量大，爆破飛石不易控制的缺點；同時通過合理配置鉆孔，出渣等大型機械，完善運料、通風、通電、行人施工輔助設施，充分發(fā)揮了大斷面作業(yè)空間的優(yōu)勢。通過上述優(yōu)化方案，既保證了工程質量又達到了縮短工期的效果。