雪峰山隧道通风竖井天井施工及施工机械简介

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1、雪峰山隧道3#竖井天井施工及钻机简介摘要：雪峰山隧道3#通风竖井采用“中心扩孔”施工方法，用钻机进行天井施工，充分利用了机械配套设施，保证了深竖井施工工期、投资、安全、环保，指出了特长隧道深竖井施工的发展方向，本文简要介绍了天井施工方案、施工机械、施工方法。关键词：雪峰山隧道；竖井；“中心扩孔”施工法；天井；钻机1雪峰山隧道通风方案[1]雪峰山隧道为上下行分离的双洞隧道，其中左线隧道长6946m，右线隧道长6956m，是邵怀高速公路的控制性工程。隧道纵坡为人字坡：进口段为+1.14%的上坡，长约400m，其余地段为-0.95%的下坡。雪峰山隧道左右线隧道通风方案采用纵向分段送排

2、式通风：左线隧道分三段通风，右线隧道分两段通风。在邵阳端设置两座斜井分别对左线隧道与右线隧道同时进行送风与排风，在怀化端设置一座竖井对左线隧道进行送风与排风。左右线隧道总共设置三处排风机房、三处送风机房，两处风机控制室。左线隧道有两处排风机房和两处送风机房，右线有一处排风机房和一处送风机房。图1雪峰山隧道通风方案示意图2雪峰山隧道3#通风竖井设计[2]雪峰山隧道3号竖井为垂直竖井，送风面积22.03m2，周长18.08m，竖井深360米，井口高程850米。排风面积10.13m2，周长13.87m，竖井深370米，井口高程860米。衬砌后竖井净径为φ6.5m，从上井口至下部约5m

3、处为节理裂隙极发育，呈碎石状松散结构的全、强风化硅化砂质板岩，再往下约15m为节理裂隙发育，呈块碎石镶嵌结构的弱风化硅化砂质板岩，其余均为节理裂隙不发育，呈大块状砌体结构的微风化硅化砂质板岩。图2雪峰山隧道3#通风竖井断面图3通风竖井施工方法由于该竖井深度较大，且上部岩石松散，用普通凿岩爆破法，不但工效低、掘进速度慢，而且极易发生人身安全事故，采用“中心扩孔”法是一种安全、快捷、能确保施工质量的先进方法。具体施工方法是：先将竖井天井钻机安装在井位上端，用牙轮钻头向下钻Ф250mm导向孔，与下部的通风隧道沟通后，在隧道中拆除牙轮钻头，换上扩孔刀头，再由下至上，扩成1.5m的天井，

4、该天井称作竖井工程的先导井，用途是作为爆破刷大井筒时的爆破自由面和通风、溜渣通道。然后，在先导井周围钻一组平行炮孔，通过爆破法形成大竖井，再通过衬砌，达到最终设计竖井（见图3）。此施工方法的重点在于如何形成天井。图3通风竖井施工方法简图“中心扩孔”法具有成本低、速度快、作业环境较好和安全等特点。高精度的天井钻机能确保井偏控制在容许范围以内。由天井钻机完成的先导井既能作为刷大井筒时的通风、溜渣通道，又能作为爆破自由面，提高了爆破效果、节约了大量爆破器材、加快了施工进度，改善了作业面的通风环境、减少了排炮烟的时间。爆破下来的岩渣通过先导井，直接落到下部的隧道中进行装载、不需要岩渣提

5、升设备、简化了出渣工作、加快了出渣进度，且不污染山上的自然环境。凿岩作业时，先导井口盖上井盖，人员和设备安全得到了保障。雪峰山隧道3号竖井的岩层属于中硬以下岩石，非常适合天井钻机的钻进作业，且此施工方法采矿方面已有成功的先例，如兖洲矿务局济宁3号井（付井），它是一条净径8m、深600m的竖井，1995年开始地表施工，挖到岩石后，安装由长沙矿山研究院生产的天井钻机，分段钻出直径1.5m、深约300m的先导井。然后再用普通法刷大。工程进度大约比普通凿岩爆破法提高1/3，工程施工成本大约比普通凿岩爆破法降低1/4。4天井钻机介绍[3]4.1国内外现状及发展趋势用钻进法掘进天井是美国6

6、2年首先开始的。由于它具有工作连续、钻进速度快，作业条件好、劳动强度低、工作安全，井筒圆整、井壁光滑、有利于地压控制、通风和下料，材料消耗少、钻进成本低等突出特点，因此，它一经出现，便得到迅速发展。目前，世界上有十多家天井钻机制造公司，拥有钻机近1000台，分别在欧、亚、非、澳、美的20多个国家使用。1967年,长沙矿山研究院率先开始国内的天井钻机研究，70年代正式开始样机研制工作，经过80年代以前的刀具和液压马达攻关、80年代以后的增加品种阶段，现在已经有14种型号、近110台天井钻机，分别在有色、冶金、煤炭、黄金、建材和化工等矿山使用，钻井70000m以上，经济效益和社会效

7、益十分显著。目前世界上天井钻机正朝着大、小、深、盲、斜、智能化和两级迈步式扩孔刀头的方向发展，就对公路隧道工程影响较大的几点来看，一是钻井直径不断增大：国内天井钻机的最大钻井直径仅为φ3m,而国外已达φ6.2m，可以预见的是，根据公路工程隧道通风井和竖井工程的要求，还将发展更大直径的天井钻机；二是钻井越来越深：我国天井钻机的设计钻进深度最深的也才400m，而国外天井钻机的设计钻进深度最深已达1200m；三是盲天井钻机稳定持续发展：这种钻机取消了传统的钻杆，采用迈步移动式，即钻机进入井内钻进，