芨芨溝立井井筒施工技術

 

關鍵詞 特長隧道 豎井井筒 短段掘砌

 

 

1 工程及地質概況

 

烏鞘嶺特長隧道屬改建鐵路蘭新線蘭武段建二線控制性工程．為加快施工速度，在5號斜井中部增設一個具有生產能力的通風豎井——芨芨溝豎井．芨芨溝豎井凈徑5.1m，井深466.6m，現澆C30混凝土井壁，壁厚350~500mm。根據設計文件，圍巖主要為三疊系下統砂巖夾頁巖，間夾少量煤層，地下水較不發育，以節理裂隙水為主，巖石堅固系數在8～12之間。

 

芨芨溝豎井施工中，基巖段采用短段掘砌混合作業方式施工，積極采用新技術、新工藝，充分發揮機械化配套的科學優勢，通過科學組織與管理，創造了平均月成井93.32m，最高月成井134.6m鐵路隧道豎井井筒施工記錄。

 

 

 

2 基巖段施工方案

 

施工方案的選擇是關系立井施工質量、速度、成本和安全的重要方面，是統管全局的。根據芨芨溝豎井的工程水文地質條件、現有的施工技術水平和機械化配套水平、工期要求，以及類比同類工程施工經驗．我們采用了機械化配套短段掘砌混合作業方式的施工方案。

 

 

 

3 施工方法

 

3.1 鑿巖

 

3.1.1 鑿巖機具及爆破器材

 

鉆爆采用FJD-6A型傘鉆，配備6臺YGZ—70型獨立回轉式鑿巖機：采用直徑30mm長4700mm的釬桿：直徑55mm十字釬頭帖．

 

爆破采用直徑45mm的T220型水膠炸藥，雷管采用1、3、5、7段具有抗水、抗雜散電流的毫秒電磁雷管，反向不藕合裝藥，中聯連線，高頻發爆器起爆。

 

3.1.2 炮眼布置和爆破參數

 

爆破采用光面、光底、減震、緩沖擊深孔爆破新技術．共布置5圈炮眼。二階復式直眼掏槽。二階掏槽保證掏槽質量，采用直眼可防止巖石拋出過高，擅壞井下設備．兩圈輔助眼破碎大量巖石，降低巖石大塊率，以利于出矸。一圈周邊服控制爆破成形．炮眼布置，爆破參數及預期爆破效果見田1、表1、表2。

 

 

 

3.1.3 鑿巖施工

 

打眼人員定人定鉆．分區操作．6臺鉆同時從周邊向中心推進打眼。雷管在使用前都以導通表測量，合格后方可使用，保證起爆可靠性．爆破后砌壁前對荒徑按區進行檢查評定，對于成形好、尺寸優者給予獎勵，不合格者按區追查打眼工的責任。

 

2003年6月26日到2003年7月10日的施工中，共實現16個掘進循環，平均循環進尺3.53m，爆破效率達88.4%，最高循環進尺達3.8m。

 

3.2 抓巖、提升

 

抓巖采用HZ—6型中心回轉抓巖機裝巖．該機在井下操作靈活，裝巖能力為40—50m3／h，且只需一人操作．為便于清底．縮短清底時間，采用光底爆破新技術，爆破后工作面實底呈鍋底形態。

 

提升采用兩套單鉤鉤提升，主提吊桶容積3m3，主要用來排矸，副提吊桶容積1.5m3，主要用來上下人員、下放材料、排水和輔助排矸等。出矸采用2只3.0m3的吊桶井下摘掛鉤的方式，一只吊桶運行，一只吊桶井下裝矸，地面采用掛鉤式翻矸裝置，矸石通過溜槽溜入8t自卸汽車，然后拉至排矸場地。 

 

 

 

 

 

3.3 砌壁

 

模板選用MJY型單縫式整體下移金屬模板，液壓伸縮．模板有效段高3.5m，模板上部設有環形澆注裝置，立模時模板垂直部分距上節井壁間留有100~200mm間隙，形成環形澆注分區包干，并設有獎罰措施，以保證振搗質量。

 

 

 

4 快速施工主要措施

 

a.選擇合理炮眼深度

 

采用大段高整體下移金屬橫板實行混合作業，理想循環模式是一掘一砌，掘進循環進尺是一節段高，即3.5~1.6m。施工中，通過多次選擇、實施，時間計算和效果比較，認為炮眼深度為4.0m比較合理，其循環進尺可達3.5—3.6m。

 

b．針對不同巖性及時調整爆破參數

 

立井井筒施工每次放炮所穿過的巖層都不完全相同，施工中需根據預測的巖性及時調整爆破參數．與此同時，在施工中狠抓炮眼、裝藥及連線的質量，特別是周邊眼和掏槽服．根據爆破效果一炮一總結，找出存在的問題并加以改進。

 

c. 提高鑿巖質量和速度

 

將井筒按掘進斷面進行分區，實行定人、定區、定帖、定眼、定責任，根據鑿巖速度和鑿巖質量，制定獎罰措施，引進競爭機制，提高鉆爆質量。

 

d. 抓好輔助系統，減少輔助作業時間

 

輔助系統包括供電、供水、壓風、提升、混凝土攪拌、排矸、測量等．井筒施工期間所有設備及系統都實行包機組負責制．包機組負責系統的運轉、維修和保養。充分利用設備停用間隙進行設備的維修和保養，以確保設備正常運轉。

 

e. 抓好平行作業

 

立井井筒施工主要工序為鑿巖、裝巖(包括清底)、砌壁，其它工序盡量不占用循環時間，盡可能實行平行作業，縮短循環時間．能干行作業的工序有：接風水管路與澆注混疑土；脫模、落掉盤、立模與攪拌混凝土準備工作；脫棋與下放中線等。

 

f．強化清底工作，防止矸石夾釬，縮短鉆眼時間

 

打眼前必須將工作面的浮矸清凈．為搞好清底工作，掘進隊抽出5人專門配合混合作業班進行清底，以免矸石塊掉入眼孔夾釬，同時做好黃泥護孔工作。

 

g. 提高鑿井機械化配套水平，滿足快速施工要求

 

芨芨溝豎井鑿井機械化配套要求按平均月成井100m和最高月成井150m的指標進行設計．鑿井機械化配套方案采用了“四大一深工藝”．即提升選鑿井專用“大絞車”，配“大吊桶”，出矸選“大抓巖機”，砌壁采用“大模板”，掘進采用“傘鉆深孔鑿巖和光面、光底、減震、緩沖擊深孔爆破新技術。

 

井架：采用IVG型井架(頂寬7m*7m，底寬15.3m*l5.3m，高23.9m)。

 

鉆爆：采用FID-6A型傘帖，配備6臺YGZ-70型獨立回轉式鑿巖機，采用直徑30mm、長4700mm的釬桿;直徑55mm十字釬頭鉆。

 

提升：主提選用2JK-3.5／15.5型鑿井絞車，配3.0m3吊桶，副提選用JTPB-1.6／20型鑿井絞車，配1.5m 2吊桶。

 

裝巖：0.4m3HZ—6型中心回轉式抓巖機。

 

砌壁：采用直徑159mm無縫鋼管輸送混凝土；3.5m高整體下移式金屬組合模板和手動氣壓脫模：容量能滿足一次澆筑3.5m井壁的金屬結構砂、石料倉；1臺JS500型雙臥軸強制式混凝土攪拌機。

 

排水：采用BQF—1型風動潛水泵和200QJ32—286／22型高揚程電潛水泵。

 

 

 

5 結束語

 

隨著立井施工技術的不斷提高和機械化配套的不斷完善，立井井筒施工速度日新月異．先進的機械化配套生產線，新技術、新工藝的不斷開發和應用以及科學的施工組織是實現快速施工的關鍵所在。

 

芨芨溝立井施工過程中．還存在一些問題有待完善。在施工技術方面．提高大流動性混凝土的質量，井壁接茬處理，混凝土防水等技術還有待進一步提高和完善。