芨芨沟立井井筒施工技术

 

关键词 特长隧道 竖井井筒 短段掘砌

 

 

1 工程及地质概况

 

乌鞘岭特长隧道属改建铁路兰新线兰武段建二线控制性工程．为加快施工速度，在5号斜井中部增设一个具有生产能力的通风竖井——芨芨沟竖井．芨芨沟竖井净径5.1m，井深466.6m，现浇C30混凝土井壁，壁厚350~500mm。根据设计文件，围岩主要为三叠系下统砂岩夹页岩，间夹少量煤层，地下水较不发育，以节理裂隙水为主，岩石坚固系数在8～12之间。

 

芨芨沟竖井施工中，基岩段采用短段掘砌混合作业方式施工，积极采用新技术、新工艺，充分发挥机械化配套的科学优势，通过科学组织与管理，创造了平均月成井93.32m，最高月成井134.6m铁路隧道竖井井筒施工记录。

 

 

 

2 基岩段施工方案

 

施工方案的选择是关系立井施工质量、速度、成本和安全的重要方面，是统管全局的。根据芨芨沟竖井的工程水文地质条件、现有的施工技术水平和机械化配套水平、工期要求，以及类比同类工程施工经验．我们采用了机械化配套短段掘砌混合作业方式的施工方案。

 

 

 

3 施工方法

 

3.1 凿岩

 

3.1.1 凿岩机具及爆破器材

 

钻爆采用FJD-6A型伞钻，配备6台YGZ—70型独立回转式凿岩机：采用直径30mm长4700mm的钎杆：直径55mm十字钎头帖．

 

爆破采用直径45mm的T220型水胶炸药，雷管采用1、3、5、7段具有抗水、抗杂散电流的毫秒电磁雷管，反向不藕合装药，中联连线，高频发爆器起爆。

 

3.1.2 炮眼布置和爆破参数

 

爆破采用光面、光底、减震、缓冲击深孔爆破新技术．共布置5圈炮眼。二阶复式直眼掏槽。二阶掏槽保证掏槽质量，采用直眼可防止岩石抛出过高，擅坏井下设备．两圈辅助眼破碎大量岩石，降低岩石大块率，以利于出矸。一圈周边服控制爆破成形．炮眼布置，爆破参数及预期爆破效果见田1、表1、表2。

 

 

 

3.1.3 凿岩施工

 

打眼人员定人定钻．分区操作．6台钻同时从周边向中心推进打眼。雷管在使用前都以导通表测量，合格后方可使用，保证起爆可靠性．爆破后砌壁前对荒径按区进行检查评定，对于成形好、尺寸优者给予奖励，不合格者按区追查打眼工的责任。

 

2003年6月26日到2003年7月10日的施工中，共实现16个掘进循环，平均循环进尺3.53m，爆破效率达88.4%，最高循环进尺达3.8m。

 

3.2 抓岩、提升

 

抓岩采用HZ—6型中心回转抓岩机装岩．该机在井下操作灵活，装岩能力为40—50m3／h，且只需一人操作．为便于清底．缩短清底时间，采用光底爆破新技术，爆破后工作面实底呈锅底形态。

 

提升采用两套单钩钩提升，主提吊桶容积3m3，主要用来排矸，副提吊桶容积1.5m3，主要用来上下人员、下放材料、排水和辅助排矸等。出矸采用2只3.0m3的吊桶井下摘挂钩的方式，一只吊桶运行，一只吊桶井下装矸，地面采用挂钩式翻矸装置，矸石通过溜槽溜入8t自卸汽车，然后拉至排矸场地。 

 

 

 

 

 

3.3 砌壁

 

模板选用MJY型单缝式整体下移金属模板，液压伸缩．模板有效段高3.5m，模板上部设有环形浇注装置，立模时模板垂直部分距上节井壁间留有100~200mm间隙，形成环形浇注分区包干，并设有奖罚措施，以保证振捣质量。

 

 

 

4 快速施工主要措施

 

a.选择合理炮眼深度

 

采用大段高整体下移金属横板实行混合作业，理想循环模式是一掘一砌，掘进循环进尺是一节段高，即3.5~1.6m。施工中，通过多次选择、实施，时间计算和效果比较，认为炮眼深度为4.0m比较合理，其循环进尺可达3.5—3.6m。

 

b．针对不同岩性及时调整爆破参数

 

立井井筒施工每次放炮所穿过的岩层都不完全相同，施工中需根据预测的岩性及时调整爆破参数．与此同时，在施工中狠抓炮眼、装药及连线的质量，特别是周边眼和掏槽服．根据爆破效果一炮一总结，找出存在的问题并加以改进。

 

c. 提高凿岩质量和速度

 

将井筒按掘进断面进行分区，实行定人、定区、定帖、定眼、定责任，根据凿岩速度和凿岩质量，制定奖罚措施，引进竞争机制，提高钻爆质量。

 

d. 抓好辅助系统，减少辅助作业时间

 

辅助系统包括供电、供水、压风、提升、混凝土搅拌、排矸、测量等．井筒施工期间所有设备及系统都实行包机组负责制．包机组负责系统的运转、维修和保养。充分利用设备停用间隙进行设备的维修和保养，以确保设备正常运转。

 

e. 抓好平行作业

 

立井井筒施工主要工序为凿岩、装岩(包括清底)、砌壁，其它工序尽量不占用循环时间，尽可能实行平行作业，缩短循环时间．能干行作业的工序有：接风水管路与浇注混疑土；脱模、落掉盘、立模与搅拌混凝土准备工作；脱棋与下放中线等。

 

f．强化清底工作，防止矸石夹钎，缩短钻眼时间

 

打眼前必须将工作面的浮矸清净．为搞好清底工作，掘进队抽出5人专门配合混合作业班进行清底，以免矸石块掉入眼孔夹钎，同时做好黄泥护孔工作。

 

g. 提高凿井机械化配套水平，满足快速施工要求

 

芨芨沟竖井凿井机械化配套要求按平均月成井100m和最高月成井150m的指标进行设计．凿井机械化配套方案采用了“四大一深工艺”．即提升选凿井专用“大绞车”，配“大吊桶”，出矸选“大抓岩机”，砌壁采用“大模板”，掘进采用“伞钻深孔凿岩和光面、光底、减震、缓冲击深孔爆破新技术。

 

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

 

钻爆：采用FID-6A型伞帖，配备6台YGZ-70型独立回转式凿岩机，采用直径30mm、长4700mm的钎杆;直径55mm十字钎头钻。

 

提升：主提选用2JK-3.5／15.5型凿井绞车，配3.0m3吊桶，副提选用JTPB-1.6／20型凿井绞车，配1.5m 2吊桶。

 

装岩：0.4m3HZ—6型中心回转式抓岩机。

 

砌壁：采用直径159mm无缝钢管输送混凝土；3.5m高整体下移式金属组合模板和手动气压脱模：容量能满足一次浇筑3.5m井壁的金属结构砂、石料仓；1台JS500型双卧轴强制式混凝土搅拌机。

 

排水：采用BQF—1型风动潜水泵和200QJ32—286／22型高扬程电潜水泵。

 

 

 

5 结束语

 

随着立井施工技术的不断提高和机械化配套的不断完善，立井井筒施工速度日新月异．先进的机械化配套生产线，新技术、新工艺的不断开发和应用以及科学的施工组织是实现快速施工的关键所在。

 

芨芨沟立井施工过程中．还存在一些问题有待完善。在施工技术方面．提高大流动性混凝土的质量，井壁接茬处理，混凝土防水等技术还有待进一步提高和完善。