劉建兵， 楊昌宇， 王喚龍， 曾云川

(1. 云桂鐵路云南有限責任公司， 云南 昆明 650011； 2. 中國中鐵二院工程集團有限責任公司， 四川 成都 610031)

0 引言

國內(nèi)鐵路行業(yè)乃至交通行業(yè)少有將深大豎井設置為輔助施工坑道，鐵路隧道中的深大豎井在勘察、設計、施工等方面缺乏系統(tǒng)研究，成熟經(jīng)驗較少。20世紀50年代我國煤炭工業(yè)處于恢復、發(fā)展初期，新建礦井井筒較淺，建井技術水平不高。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，尤其從20世紀70年代到90年代，建井的機械化配套逐漸趨于合理，爆破技術得到發(fā)展和提高，施工組織管理得到加強，我國的建井速度也有了較大的提高，建井平均速度從16.4 m/月(1974年)提升到45.86 m/月(1997年)。文獻[1]對我國煤礦行業(yè)20世紀末立井井筒月進度指標進行了統(tǒng)計，我國立井建井速度10年間提高了57%，人工效率提高了48%。從總體趨勢上，隨著建造技術和裝備技術的發(fā)展，成熟的立井建設經(jīng)驗給其他行業(yè)更廣泛的應用提供了更為有利的可能性。

隨著煤礦開采規(guī)模的增大和深部資源的開發(fā)，現(xiàn)代礦井的井筒工程具有深度大、斷面大、服務年限長、質量要求高、施工難度大的特點。宋宏偉等[2]認為我國煤礦建設經(jīng)過幾十年的技術發(fā)展，立井特殊法施工技術水平基本與世界先進國家保持同步； 文獻[3-4]總結了我國建國后的煤礦特殊建井技術，指出西部地區(qū)以白堊系、侏羅系等為代表的復雜地層建井難度大，需要取得技術突破。龍志陽等[5]認為短掘短砌混合作業(yè)的立井施工進一步提高了鑿井的機械化水平，改進了施工工藝。崔增祁[6]指出立井普通法施工只要做好地下水的處理即可。目前，我國煤炭及冶金系統(tǒng)豎井修建已形成了以混合作業(yè)方式、大型提升機、大型抓巖機、傘形鉆架和大型滑動金屬模板為配套的鑿井技術，其建井技術已達國際先進水平[7]。

由于工程需要投資、專業(yè)化設備、專業(yè)化施工隊伍等因素，豎井在鐵路系統(tǒng)并無大規(guī)模應用。文獻[8]指出增加工作面可縮短運距，但需要垂直提升，設備較復雜，井筒施工進度慢，測量工作也較麻煩；其深度一般不宜超過150 m，但在技術可行、經(jīng)濟合理時，也可采用深井。在20世紀80年代老大瑤山鐵路隧道中曾采用豎井進行施工[9-10]，但由于當時機械化配套差，采用的是人工鉆爆技術，施工過程中發(fā)生了淹井，因此豎井未發(fā)揮施工正洞作用，也給鐵路隧道選用豎井輔助施工提出了更多的質疑。2003—2005年，烏鞘嶺隧道采用豎井機械化配套及短段掘砌模式修建大臺豎井和芨芨溝豎井[11]，豎井深度超過500 m，為鐵路深豎井建設積累了一定經(jīng)驗。

本文結合高黎貢山隧道2個豎井井位選擇的實踐以及在建井期間的工程特點，從豎井功能性定位的角度，對采用普通鑿井法施工豎井井位選擇的主控因素進行分析和識別，得出鐵路深大豎井在井位選擇時的工程邊界條件，以期為今后鐵路豎井井位的確定提供借鑒。

1 豎井井位的選擇

1.1 礦山立井井位選擇的影響因素

1.1.1 生產(chǎn)功能需要確定宏觀選址

在煤礦礦山建設中，1個礦區(qū)可以由多個井田組成，大型礦井井田走向長度不小于8 km，中型礦井井田走向長度不小于4 km。井田劃分受礦區(qū)地質條件、開采強度、深淺部各礦井的關系、井口與工業(yè)場地的位置等主要因素影響；在地形地貌較為復雜的地區(qū)，井口與工業(yè)場地的位置選擇有時會成為井田劃分的決定性因素。

由于立井開采適應性強，可適用于各種地質條件，一般在表層土厚、煤層賦存深時均選擇立井開采；而在水文地質條件復雜(如覆蓋有厚層土含水砂巖或厚含水層)時，需要采用特殊施工方法(如凍結法、鉆井法、注漿法)時，更是首選立井。據(jù)1995年國有重點煤礦數(shù)據(jù)統(tǒng)計，基本開采形式的煤礦共有599個[12]，其中近30%采用立井開采，若加上綜合開采方式的立井，則占比更大。

因此，立井是礦區(qū)井田開采的重要方式之一，井田的劃分基本確定了立井井位的區(qū)域位置和宏觀工程地質條件，其井位確定具有在一個區(qū)域面積上選擇的特點。

1.1.2 生產(chǎn)條件確定井口位置

在煤礦礦山建設中，井位選擇時須全面考慮井下和地表的各種條件。

1)井下條件。①井田儲量走向。井筒應設置在儲量的中央或靠近中央的位置，使兩側可采儲量基本平衡。②井下生產(chǎn)設施。井筒應與井底車場、主要運輸大巷位置等統(tǒng)籌考慮。③井下生產(chǎn)組織。井筒應靠近初期達產(chǎn)采區(qū)，盡快形成生產(chǎn)能力。④工程地質條件。井筒應盡量避開或少穿地質和水文條件復雜的地層或地段；井底車場應布置于地質和水文條件好的地層中，不受底部承壓水的威脅。

2)地表條件。①地形。井口位置應盡量選擇在地面平坦的地方，結合生產(chǎn)系統(tǒng)布局，充分利用地形條件，盡量減少井口場地工程，且少占或不占良田。②地表水。井口高程應滿足防洪設計標準；若附近有河流和水庫，應考慮決堤威脅和防范措施。③工程地質。井口位置應避開地面滑坡、巖石崩塌、泥石流等危險地區(qū)。④生產(chǎn)條件。井口位置要與礦區(qū)總體規(guī)劃的交通運輸、供電、水源等布局相協(xié)調(diào)，并有利于生產(chǎn)。⑤環(huán)境保護。井口和工業(yè)場地位置要符合環(huán)境保護的要求。

3)井筒布置。根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》[13]規(guī)定，一個礦井必須有2個通向地面的出口，以策安全和通風需要。因此，每個井田都設置了2個及以上井筒，一般主井擔負提煤和回風，副井承擔升降人員、材料、設備、矸石等輔助作業(yè)及進風。

1.2 鐵路隧道豎井井位選擇影響因素

由于鐵路隧道特點與煤礦礦井建設、生產(chǎn)等存在差異，其與豎井井位選擇的影響因素及原則既有相似之處，也有其不同的地方。

1.2.1 輔助功能和地形條件確定豎井的選址區(qū)域

與橫洞、斜井、平導等鐵路隧道輔助坑道類似，鐵路隧道的豎井功能也帶有輔助性質，其井位設置受制于主體工程位置和需要的功能。

由于豎井建井方法特殊且具有垂直提升等特點，在交通隧道中多用于施工通風、運營通風等，這類豎井功能單一，一般沿隧道線路走向范圍選擇，布置相對靈活；其建井方案多采用鉆井法、反井法等施工，地質條件的適應性相對較強。

當受地形條件制約無法設置橫洞等輔助坑道，且設置其他輔助坑道不能滿足需要或經(jīng)濟性極差時，為滿足工期需要“長隧短打”或為隧道大型機械施工創(chuàng)造條件(如長距離施工TBM設備檢修、提前對不良地質段進行處理等)，則不得不選擇豎井。這類豎井位置受控于隧道工期、施工組織、隧道不良地質分布等因素，擬選井位相對集中在隧道線路走向的一定范圍內(nèi)。

因此，有別于煤礦立井在一區(qū)域面積上選擇，井位選址受隧道走向控制，具有明顯的沿線路走向條帶選擇的特點。

1.2.2 建井工程條件決定井位微觀選址

由于鐵路隧道豎井功能需求，在井位選擇時更應重視建井條件、建井規(guī)模、工期和安全風險等，主要有如下考慮：

1)地質條件是豎井選址的首要條件。煤礦立井，其資源賦存的地層條件在井田范圍相對簡單，以沉積巖、變質巖地層及第三系地層居多，其地層分布具有較為明顯的地下水分層發(fā)育的特點。鐵路線路的走向，決定其隧道通過的地層條件可能是多樣的，地質年代、地質單元等不同，可能遭遇的地質問題或水文條件更為復雜，豎井井筒及井下擬施工段如何避免通過強含水層、巖溶溶洞、大斷層、構造破碎帶、軟弱大變形等地層，沿隧道線路走向選擇相對簡單的地質及水文條件的分布段落是確定豎井井位的重要因素，也是微觀選址考慮的首要問題。

2)豎井規(guī)模是控制鐵路豎井井位選擇的重要因素之一。作為輔助正洞施工的豎井，從風險管理、投資控制等角度，一方面慎選多豎井工區(qū)，根據(jù)施工組織，1座隧道采用1個豎井工區(qū)為宜，根據(jù)承擔正洞任務，可采用單井或主副井布置；另一方面，作為輔助正洞施工的豎井一般均位于隧道中部或隧道施工組織控制區(qū)段的中部，往往隧道埋深大，且豎井井下施工的走向、高程由正洞控制，豎井一般較深。因此，在滿足施工組織需要和井筒適宜的地質條件下，豎井的深度應盡可能小，其建井工期越短，越容易發(fā)揮豎井輔助施工的功能。

3)鐵路豎井多建于地形條件復雜的山區(qū)，不可避免會選在自然槽谷區(qū)，因此，避免或盡量減小自然沖溝、河流的影響，合理確定井口高程等是井位選址的又一控制因素。

4)豎井提升出渣、進料和施工抽排水的施工特點，決定了電力引入條件也是井位選擇的重點考慮因素之一。

2 鐵路豎井井位選擇的原則及要求

通過比較煤礦立井和鐵路豎井的特點及選址因素，在選用豎井作為開辟正洞(或平導)工作面，加快正洞施工的輔助坑道，且采用普通鑿井法施工時，研究提出井位選址應遵循的原則及要求。

2.1 充分考慮區(qū)域水文地質條件及工程地質條件對井位的影響

對于井筒位置的地質勘察，核心是通過抽水(或壓水)試驗明確井筒涌水量，井位宜選擇在具有明顯地下水分層性質的地層，應盡量選擇在貧水層，通過的弱—強富水層盡量短，并符合以下原則：

1)井位選在單一地層時，應結合巖層性質、區(qū)域地質構造及構造活動情況，綜合判識地下水(裂隙水)水文地質條件，結合井底車場、井筒斷面大小、抽排水能力等合理確定井位。

2)井位應避開并盡量遠離斷層等構造。

3)井位應避免選在巖溶水發(fā)育的可溶巖地層。

4)井位應避免選在并避免穿過可能發(fā)生軟巖大變形的地層。

5)無論井底采用有軌還是無軌運輸，井底車場應布置于地質和水文條件好的地層中。

2.2 重視局部地形條件對井位的影響

由于鐵路隧道需要設置深豎井輔助正洞施工地段，一般位于山區(qū)，地形條件復雜、井口地質條件也較復雜。在井位選擇時，除考慮交通、電力條件外，應重視局部地形條件的影響，并符合以下原則。

1)井口地形要盡量開闊，盡量避免設置于狹窄區(qū)域或方向不利的狹窄槽谷區(qū)域，這樣有利于控制場坪處理、防護等工程規(guī)模，且可減少井口地質圍巖條件相對較差段的長度和范圍。

2)井位應盡量遠離自然溝渠、河流。在自然溝、河附近的井位，豎井深度相對較淺，而井口的防洪高程起著控制作用，影響井口防護和場地布置； 另一方面地表水可能下滲，影響建井期間的處理。

2.3 合理確定井位與隧道的平面關系

豎井中線與隧道中線或平導中線的間距宜盡量小，這樣有利于井口場坪面積、防護工程等的控制，但可能導致井底車場功能區(qū)的布置等受到限制，造成車場結構復雜。因此，在井位與隧道主體工程的平面關系確定上，應盡量滿足以下要求。

1)豎井井位與隧道中線平面距離不宜小于30 m。結合井口地形條件、地表既有構筑物分布和場坪防護工程等，經(jīng)技術經(jīng)濟比較可適當加大距離。

2)重視井位，尤其重視井底車場工程地質條件對井位的影響。在軟質巖地層，井底車場洞室、通道等功能區(qū)的布設及相互影響，可能成為其豎井井位與隧道平面關系確定的關鍵因素。

3 高黎貢山隧道豎井選址

高黎貢山隧道全長34.538 km，為時速140 km的單線隧道，利用貫通平導預留Ⅱ線工程，Ⅰ線隧道貫通后，擴建平導。隧道最大埋深1 155 m，埋深超過500 m的地段長26.8 km，輔助坑道選擇十分困難。隧道地質縱斷面如圖1所示。

圖1 高黎貢山隧道地質縱斷面(單位： m)

高黎貢山隧道進口段12.5 km范圍巖性多樣、10條構造；出口段22 km范圍內(nèi)以花崗巖為主且構造少，結合地形條件及工期等，經(jīng)過多階段深入分析論證，隧道修建方案融合了礦山法“長隧短打”和掘進機“長距離機械化施工”理念。

隧道進口段長度超過20 km段采用礦山法施工，受地形條件控制，選擇深大豎井作為輔助正洞施工的措施之一。在修建方案研究過程中，按照從宏觀到微觀的總體思路，遵循“施工組織需要、地質條件適應、工程規(guī)?？煽?、場地條件適宜”的原則進行豎井位置選址。

3.1 施工組織需要確定豎井選址的區(qū)域范圍

在規(guī)劃期間，隧道土建工期按6年控制。受地形條件控制，高黎貢山隧道擬采用的斜井距進口7.1 km(與正洞交點D1K199+600)，斜井長3.6 km。到達井底后，在規(guī)劃工期內(nèi)可向大里程施工正洞約3 km；出口工區(qū)根據(jù)圍巖條件及構造分布情況，TBM掘進機可掘進12～14 km。斜井工區(qū)和出口工區(qū)之間剩余隧道正洞10～12 km，若不增設輔助坑道，無法保證規(guī)劃的工期；且在該段內(nèi)，隧道埋深600～1 050 m，受地形條件控制，設置斜井長度均在6 km以上，無設置橫洞條件。

為實現(xiàn)規(guī)劃工期目標，經(jīng)綜合研究分析施工組織，提出在斜井向大里程方向5～6 km(1號區(qū)域D1K204+600～D1K205+600)，以及TBM掘進終點小里程方向3～4 km(2號區(qū)域D1K209+600～D1K210+600)合適位置設置2處豎井輔助正洞施工的初步方案。

3.2 地質條件細化井位的小區(qū)段

如前所述，工程地質條件是豎井選擇的主要控制因素之一，擬選擇豎井范圍的工程條件和水文條件，一方面控制井位在隧道縱向可能分布的區(qū)段范圍；另一方面影響施工組織區(qū)段的劃分，反過來也影響著隧道施工組織安排和工期。最終控制的還是豎井工程地質條件對建井的影響。

3.2.1 擬選1號豎井

通過地質勘察發(fā)現(xiàn)， D1K204+000、D1K206+100分布怒江、鎮(zhèn)安2條斷裂構造。根據(jù)工期和均衡施工組織確定的擬選豎井的1號區(qū)域(D1K204+600～D1K205+600)位于2條斷層之間，其范圍內(nèi)地層為花崗巖，圍巖完整、整體性好，弱富水。因此，從地質、水文條件分析，該范圍內(nèi)選擇1號豎井具有一定可行性，但是井位應盡量遠離2條斷層。

3.2.2 擬選2號豎井

地質調(diào)查發(fā)現(xiàn)，2號區(qū)域與TBM掘進終點之間的D1K212+120、D1K213+130、D1K214+831連續(xù)分布3條斷層，其中前2條斷層寬度分別為160 m和229 m，TBM施工無法通過，采用鉆爆法施工處理時間長，對工期影響極大。因此，需要調(diào)整擬選豎井的2號區(qū)域范圍，從施工組織方面，擬選2號豎井進入正洞后，宜及時處理斷層，降低工期風險，為后續(xù)TBM施工創(chuàng)造條件。

根據(jù)地質條件、斷層分布和出口TBM施工工區(qū)安排，擬選豎井的2號區(qū)域宜調(diào)整到D1K212+200～D1K213+000段，該段位于2個斷層之間，為燕山期花崗巖地層、弱富水—強富水區(qū)。

3.3 工程規(guī)模比較

為控制豎井深度，縮短建設工期，在擬選豎井的1號、2號區(qū)域開展詳細的地表地形調(diào)查，調(diào)查發(fā)現(xiàn)：

1)1號區(qū)域中的D1K204+900～D1K205+150段為高原槽谷形成的小盆地地貌，地面高程1 845～2 010 m，基本為該區(qū)域的最低范圍，擬選1號豎井深度為750～850 m。

2)2號區(qū)域中的D1K212+200～D1K213+000段為山地峰谷地貌，槽谷狹窄，谷底與峰頂高差為40～60 m，擬選豎井若設于槽谷，井深580～620 m；若設于坡頂，井深620～680 m。

3.4 洞口場地條件適宜性

3.4.1 井口場地布設的基本要求

擬建的豎井深度均超過500 m，且按主、副井形式布置，井位距線路中線不小于30 m。在滿足井架設備和提升設備的布置使用、出渣倒運、材料運輸?shù)纫蠓矫?，擬建豎井與其他輔助坑道洞口場坪相比較，具有以下特點：

1)井口場坪面積大。高黎貢山隧道豎井主井主要用于出渣和排污風，副井主要用于人員、材料進出和供新風等。主、副井均采用Ⅴ型鑿井井架，建井期間豎井的主副提升機采用兩面對稱布置，鑿井絞車采用四面對稱布置。根據(jù)計算，主提升機與豎井中心線間距為33～46 m，副提升機與豎井中心線間距為34～46 m。為滿足井口提升設備、井架安裝、主副井場地銜接、物流組織車場等需要，其計算場坪面積為10 800～12 500 m2，遠大于一般隧道輔助坑道的洞口場坪面積。

2)場坪地基要求高。豎井井口場坪需要安裝井架、提升機等重型固定設備，需置于穩(wěn)定的地基基礎上，對場坪地基的要求較一般洞口場坪要求高。

3)電力條件需求高。豎井工區(qū)的供配電需采用雙回路電源，當一路電源中斷，另外一路電源需保障豎井工區(qū)抽排水、施工通風和人員提升等基本供電需求。

3.4.2 擬選1號豎井確定

擬選豎井1號區(qū)域在小盆地(龍陵縣鎮(zhèn)安盆地)東邊緣通過，該盆地邊緣有霸王河流過，在河左岸山坡腳有老滇緬公路經(jīng)過，線路距鎮(zhèn)安小鎮(zhèn)約2 km。擬建1號豎井可設于霸王河右岸、盆地另一側山坡之間，洞口場地條件相對開闊，平坦。

結合井底施工、通風、人員進出及材料提升等需要，1號豎井采用主副井設置方式。綜合考慮井底平導和正洞的關系、井底車場和進口場地布置、預留Ⅱ線施工通風、運營通風的需要，設置主井位于D1K205+080線路中線右側30 m，副井位于正洞D1K205+053線路中線左側52 m，豎井深度約為760 m。

豎井井身除地表9.3 m為粉質黏土、漂石土、卵石土和礫砂，井深34.2～61.6 m范圍除弱風化輝綠巖外，其余段落均為不明時期的弱風化混合花崗巖(γm)，巖體較完整。井身段地下水以基巖裂隙水為主，主要賦存于碎裂狀的混合花崗巖及輝綠巖中，基巖裂隙水主要接受大氣降水及地表水補給。

3.4.3 擬選2號豎井確定

經(jīng)過比選，2號豎井選址于黃草壩村約2.7 km處的山坡坡頂，場坪以挖方為主，局部填方，附近有國道G320線和省道S231線通過，距S231省道500～800 m。2號豎井采用主副井布置，以提高豎井出渣效率、形成巷道式通風及保障施工安全。主井位于正洞D1K212+435線路中線左側60 m，副井位于正洞D1K212+415線路中線右側30 m，豎井井深640 m。隧道建成后，2號豎井作為隧道的運營通風井使用。

3.5 豎井對隧道指導性施工組織的作用

按照上述確定的豎井位置，隧道采用1平導、1斜井及2豎井的輔助坑道設置，斜井及豎井均為主副井布置，輔助坑道與正洞平面關系見圖2。

圖2 高黎貢山隧道輔助坑道平面布置示意圖(單位： m)

根據(jù)輔助坑道的設置，全隧可劃分為5個工區(qū)，除出口TBM施工外，其余為進口、斜井、1號豎井、2號豎井4個鉆爆法工區(qū)，全隧土建工期為71.6月。

2座豎井之間的正洞長7.3 km，為全隧工期控制區(qū)段，其中，進入1號豎井井底后進行雙向施工，預計共承擔4.1 km的正洞施工； 進入2號豎井井底后進行雙向施工，預計共承擔4.8 km正洞施工。全隧道施工組織安排相對均衡。

隧道建成后，1號豎井作為隧道的運營通風井使用； 2號豎井除作為隧道運營通風井使用外，還作為隧道運營防災疏散救援站的排煙井使用。

4 高黎貢山隧道豎井施工實踐

2016年1月，高黎貢山隧道豎井引進煤礦礦山專業(yè)化施工隊伍進行建井施工。施工采用混合作業(yè)以及傘形鉆架打眼配合深孔光面爆破、大型抓巖機裝巖出渣、大型滑動金屬模板砌筑等。目前，豎井建井已完成，已轉入井底車場施工。在滇西地區(qū)花崗巖地層中，2座豎井在施工中也遭遇到挑戰(zhàn)，主要體現(xiàn)在以下幾方面。

4.1 滇西花崗巖地層對建井施工方法、施工效率影響較大

4.1.1 1號豎井

1號豎井的勘察資料和施工驗證深鉆孔資料都顯示，除井口段70 m地質圍巖條件相對較差外，其余地段以弱風化花崗巖為主，地下水以裂隙水為主，相對含水層1～3層，井口段受地表水影響較大。最后綜合評估采用普通鑿井法，對含水層采取工作面探水注漿止水方案。

1號豎井在場坪施工中，對豎井附近霸王河進行局部改移并進行鋪砌渠化，有效減小地表水對豎井的影響，在井深0～130 m加深炮眼探水，掘砌進度為46～52 m/月。在井深130 m處，超前探水孔揭示單孔出水量較大，涌水量遠遠超過10 m3/h，因而開始實施工作面注漿堵水。由于該地區(qū)花崗巖以陡傾裂隙為主，裂隙水分布規(guī)律性差，加之豎井作業(yè)環(huán)境的限制，超前探水以工作面探孔為主，并結合注漿孔探測，最終按照“有掘必探、探灌結合”的原則開展止水工作。井深130～630 m掘砌按照原則實施了7段(每段80 m)探水注漿工作，探孔最大打孔水量達112 m3/h，建井平均進度為30 m/月左右，其中探水、注漿占用60%～70%的時間；在最后130 m的施工中，由于受到多種因素影響，建井進度甚至低于30 m/月。由于1號豎井以弱風化花崗巖地層為主，陡傾節(jié)理裂隙發(fā)育，施工揭示地下水基本沒有明顯的強、弱含水層之分，探水止水工作占用時間長，尤其在1號豎井副井井深630 m處，出現(xiàn)300 m3/h的股狀水造成淹井，處理時間達1年，對豎井施工組織及工期影響嚴重。

4.1.2 2號豎井

2號豎井同樣位于花崗巖地層，但是圍巖條件及水文條件與1號井差異極大。據(jù)鉆孔資料顯示，井身分布14處構造影響帶、10處擠壓破碎帶及7處含水層，因此，2號井身地層具有一定分層性，且含水層間距較大。經(jīng)過最終方案論證，2號豎井采用了地面深孔注漿止水為主、工作面探水注漿補充后再掘砌的方案。2號豎井雖然圍巖破碎，井身0～200 m基本正常掘進，探水以加深炮孔為主，綜合建井進度為55 m/月；在井深200～400 m掘進中，以超前鉆孔探水為主，掘進綜合進度為40～45 m/月。但其地面注漿準備、注漿周期長，對豎井施工組織及工期造成一定影響。

4.2 富水軟弱破碎圍巖地段對掘砌施工的影響

2號豎井通過部分擠壓破碎帶地段，圍巖破碎，局部砂化，遇水軟弱，穩(wěn)定性差。開挖后極易出現(xiàn)片幫、小坍塌等，導致井壁結構后局部出現(xiàn)空腔，造成圓形井筒結構受力不均，出現(xiàn)結構開裂。井身393～427 m范圍內(nèi)出現(xiàn)3次井壁開裂，每次處理時間為2～3月，對工期造成一定影響。通過調(diào)整掘、砌段高，輔以必要的錨、網(wǎng)、鋼架等臨時支護防治片幫掉塊，且對壁后空腔及時采取注漿回填等措施，在后期施工中較好地克服了開裂問題。

4.3 地下水處理條件和施工條件對井底車場施工組織的影響

1、2號豎井在建井工程中，對地下水的防治標準較為嚴格，因水文地質條件復雜，抽排水條件有限，采用了較大規(guī)模的注漿堵水。在井筒和馬頭門施工完成后，轉入井底車場施工。由于井底工作場地條件限制，先期僅能利用建井期間的抽排水條件，導致在井底車場與馬頭門連接段通道施工，須采用較為嚴格的地下水防治標準，需要進行探水注漿，以確保施工安全。探水注漿受工裝設備、斷面大小、作業(yè)環(huán)境等影響，施工較為困難，對井底車場施工組織影響較大。

另外，由于豎井提升與井底車場水平施工工藝、工裝的差異性，導致井底車場前期施工段出渣、支護等作業(yè)時間長，工效低。

5 結論及建議

5.1 結論

高黎貢山隧道豎井勘察設計及施工實踐表明，深大豎井修建技術是成熟可行的，豎井井位選擇對工程地質條件的認識和要求有別于礦山等行業(yè)，也與鐵路其它輔助坑道選擇有較大差異，體現(xiàn)在技術路線、控制重點、判識深度等以下方面。

1)鐵路隧道豎井的功能性需要決定井位條帶選擇的特點。在鐵路隧道中，豎井的輔助性功能定位決定其井位必須服從于主體工程。由于鐵路項目建設特點，需要設置深大豎井的區(qū)域在復雜地形、地質條件下受控因素多，對工程建設影響大，因此，在深大豎井的選擇上應進行充分的技術經(jīng)濟比選。

2)對豎井區(qū)域水文地質條件的準確判識是井位選擇的關鍵。由于豎井需要考慮垂直提升、井筒直徑及布置、抽排水能力及管路布置等問題，因此豎井對區(qū)域水文地質條件的要求更高，也成為控制豎井選址的關鍵。對區(qū)域水文地質條件具有更強的敏感性，其對工程地質、水文地質條件的判識較其它輔助坑道更深更細，對工程地質及水文地質的精準判識水平直接影響豎井建井的方法、工期和投資。

3)井位選擇應充分考慮治水方案及其對建井方法和施工組織的影響。對于裂隙水發(fā)育且地下水不具明顯分層性質時，應結合水文地質條件、裂隙水發(fā)育的宏觀規(guī)律、分析預測的水量及水壓等，對井筒建井地下水防治方案、建井方法進行綜合研究和比選論證。

4)井位選擇應重視井身的圍巖條件，尤其是富水軟弱破碎圍巖可能對施工和結構造成的影響。豎井建井能夠快速出渣、及時砌筑，圍巖開挖暴露時間短，對破碎圍巖和穩(wěn)定性相對較差的圍巖具有一定的適應性。但是圓形井筒圍巖受力變形相對均勻，若結構后局部出現(xiàn)空洞，極易導致襯砌受力不均而出現(xiàn)結構開裂，處理極為困難。

5.2 建議

1)由于豎井建井對地下水的敏感性強，除加強勘察，避免在復雜水文地質條件下設置豎井外，還應進一步研究提升豎井建井期間的抽排水能力，降低防治水標準，增強豎井選址的適應條件。

2)地層涌水是井筒施工的重要影響因素。應在建井前鉆進地質檢查孔，通過抽水試驗得到井筒準確的涌水量，由此確定建井期間治水方法，形成打干井的井筒施工工作條件。若工程條件允許，也可以改變井筒位置，選擇地質條件相對好的井位，以降低施工難度、減少施工成本，加快井筒建設速度。

3)井底車場需要滿足后期隧道主體施工。在豎井選址時，應結合車場布置，進一步研究豎井井位與主體工程的關系，以利于井底車場的施工組織并快速形成生產(chǎn)能力。

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