资源描述
4.12 弹性整体道床施工
秦岭乌鞘岭隧道洞内设计为超长无缝线路,其他下基础为弹性整体道床。弹性整体道床是一种新型整体道床,与刚性整体道床相比,具有轨道弹性大,抗冲击、抗疲劳能力强,易维修更换,减少维修工作量特点。支承整块安装和道床浇注精度高,施工难度大,施工中必须引起足够重视。
4.12.1 施工工艺及施工方法
整体道床施工的基本工序为:清洗基底→设立中线控制桩和可调标桩→安设道床钢筋网→吊装轨排→支承块悬挂→轨排组装→调试、联结、精调→安设伸缩缝沥青板→道床混凝土灌注(抹面成型)养生→拆除轨排→进入下个工作循环。具体见弹性整体道床施工工艺流程图(图4.12.1)
图4.12.1 弹性整体道床施工工艺流程图
其它准备工作
橡胶垫板
铺设轨排
龙门吊机走行轨
弹性支承块组装
复测线路控制桩及设立中心桩、标桩
橡胶套靴
支承块预制
预埋铁座
清理现场
材料准备
铺水沟
盖板
铺钢筋网
弹性支承块运送
轨排组装
吊运轨道排架
粗调
安伸缩缝及
检查井模板
钢筋网定位
精调并锁定
安设混凝土
泵送管路
水管及电缆的延伸
试件取样
浇注混凝土
振捣
抹面
成形
清洗管道及输送泵
养生
机具设备前移
质量检查
混凝土料准备
混凝土生产
混凝土运送
混凝土配合比
(1)清理施工场地
将施工现场的石渣及其它杂物清除,然后用高压水冲洗干净,保证砼整体道床基底无杂物和积水。
(2)中线控制桩和基准标桩的设立
中线控制桩和标桩的设立必须超前设立,超前轨排位置200米,按照《铁路轨道施工及验收规范》增设线路控制桩和线路标桩,控制桩由精测队测设,直线间距100米,曲线50米,中线控制桩偏移不得大于2mm,距离偏差不得大于1/5000。基准标桩设在线路中线上,其直线间距6.25m,曲线为5m,标桩间距偏差应在两中线控制桩内调整。调整后基准点的误差,纵向距离±5mm,横向距离为±1m;高程±1mm。水准点间距离100m,高程允许偏差为±2mm。根据中线控制桩用2级经纬仪和精密水准仪测定标桩位置及高程测量,标桩应用与道床同级混凝土埋设牢固。
(3)钢筋网的铺设
钢筋网超前轨排200m运至隧道内,并按设计数量平均竖放在隧道两侧。安设时运用线路标桩定位,将钢筋网安放在高于弹性道床基底5cm混凝土垫块上。安设钢筋网施工至少超前轨排架50m。伸缩缝处的道床钢筋应断开,整体道床两侧与侧沟之间设施工纵,防止道床砼收缩后带动侧沟开裂。
(4)轨道排架吊装及弹性支承块的架设
a、弹性支承块悬挂。支承块按顺序摆放到安有等距隔板的组装平台上(注意支承块轨底坡面向道心),快速悬挂口件放在支承块旁边,每组排架对称摆放22块,门吊吊起空排架至组装平台上方,对的对位,使排架上等距布置的挂篮与支承块预埋铁座配合,用快速口件将预埋铁座与挂篮扣紧,组装成轨排。注意使支承块外侧铁座与挂篮外侧紧贴,以保证轨距,并及时校正支承块的外八字现象。
b、轨排铺设。 门吊吊起轨排运到铺设地点,对轨排高程、中线进行粗调定位,定位控制在设计值±1cm。轨排间距预留6~10mm轨缝,接头间按1-3-4-6顺序拧紧4套螺栓,消除错台、错牙现象。铺设竖曲线轨排时,要依次从曲线头铺到曲线尾。
(5)轨道排架精调锁定
轨排组装结束后,即可进行轨面系数精细调整。采用半道尺、一字尺、万能道尺,运用已埋设好的基准标桩进行精调。
a、轨排铺设小组用尺,运用测量班技术交底的数据对轨排轨面高程进行调整,最后测量班用水准仪对轨面高程进行精细调整,使其达成标准规定。
b、当轨面高程调整好后,即可调整轨面中线,运用安装好的轨向锁定器进行轨向、轨排中线调整,让轨排三横梁结构中线与线路中线相吻合后,锁定轨向锁定器。此项工作由轨排铺设小组用万能道尺、垂球运用线路中线标桩完毕。
c、轨面标高调整完后,再次复测轨面高程,进行精细调整,消除轨面三角坑现象,使轨面高程达成设计标准规定。
d、用10m的弦线对轨排基本轨进行高低、轨向检查与调整,2人拉弦1人用小钢尺(刻度0.5mm)量测,配合4人进行调整及锁定轨道排架。轨向调整时的顺坡率1‰。高低调整时先调基本轨,再根据基本轨用万能道尺调整轨排另一条钢轨。曲线地段因矢度变化,HY点易出现三角形,可用20m的弦线进行精调消除。
e、最后由测量班对轨排结构中线进行复测,检查每处轨向锁定器的牢固性,使中线达标。中线高程调整后,即可进行轨面状态检查验收,其值必须达成设计标准规定,否则必须返工重调。弹性整体道床从轨排组装、调试到道床混凝土灌注的状态检查,见表4.12.1。
f、检查弹性支承块安装是否对的、橡胶套靴包装是否密贴、轨排支腿套筒及支垫块是否完好,逐个检查并使之达标。
(6)伸缩缝沥青板安设
隧道内整体道床每隔6.25m设一伸缩缝,伸缩缝采用2cm厚预制沥青板隔离。伸缩缝沥青板按每6.25m设立一块,安放在两组轨道前后两支承块正中,并垂直于线路中线。上部楔板在混凝土初凝后拆除,缝内填塞沥青胶砂。伸缩缝板安设必须牢固,保证不变形、不跑模。
(7)监理检查签证
每次混凝土开盘以前请监理按检查内容逐个检查。检查内容涉及线路中心线,轨面高程、水平、高低、轨向、三角坑等内容。检查通过后方可进行砼灌注。
(8)道床混凝土浇注
a、混凝土由洞外混凝土拌和站供应,混凝土拌制必须按配合比准确称量。在浇注中严格控制坍落度,每班测定不少于2次。
b、混凝土运送应与施工进度相适应,运送过程中必须自行搅拌,防止离析、泌水、漏浆,以保证质量。
c、灌注前,应将铺底面冲洗干净,将支承块表面加以遮盖,对支承块和橡胶连接缝采用封闭措施,以防混凝土粘污支承块。
d、混凝土运到工作面需经搅拌均匀后再进行灌注,灌注砼采用砼输送泵输送至灌注位置。道床混凝土采用插入式振捣器捣固密实,支承块下应加强振捣,尽量减少支承块下气孔,不得有蜂窝,避免捣固棒接触支承块套靴和排架,防止发生偏斜移位。
e、混凝土浇注过程中,密切注意轨排轨面系状态的变化,发现有超标情况应立即校正。道床面抹面整平,允许偏差为±0.5mm,应留好1%横向排水坡,道床面必须低于支承块内侧套靴侧口下沿2mm,必须一次抹面成型。
f、道床砼灌注后加强养生,养生期不少于14天。道床混凝土强度达至5MPa时,可拆除轨道排架,达成强度70%之前,不准车辆在上行走。
(9)组合式轨道排架倒用
道床经24小时养生后即可拆模,按下列顺序拆除;轨排间联结平板—快速悬挂扣件——轨向锁定器,然后松动排面与支腿杆,最后用龙门吊吊运轨道排架,进入下一个工作循环。
(10)养生与清理
道床拆模后应及时灌注轨排工艺孔和补修残损并按规定进行养生工作。养生工作达成设计规定后,要对支承块上预埋铁座进行除锈涂油,全面清理道床表面,铲除多余灰渣,各部清扫干净,为后续工程发明良好的施工条件。
4.12.2 重要机具设备
(1)道床施工专用机具见下表4.12.2:
表4.12.2道床施工专用机具
序号
设备名称
规格
单位
数量
备注
1
专用门式起重机
5t
台
1
自行式,轨距2980mm.
2
组合式轨道排架
6.25m
榀
26
其中1榀备用
3
移动式组装平台
6.25x2.1m
台
1
轨行式,轨距1040mm
4
混凝土输送泵
30-40m3/h
台
2
轮式,备用一台
5
混凝土输送车
6m3
台
9
6
插入式振捣器
高频
台
6
备用2台
7
平板振动器
小型
台
3
备用1台
4.12.3 劳力安排
弹性整体道床施工时安排两排,一班以拆立模为主,同时进行拆轨、装卸、堆码、清理本班现场等内容;另一班以砼灌注为主,同时进行过程控制,清理本班场地,作好交接班任务,以上两班循环作业。其具体组织见下表4.12.3和4.12.4:
表4.12.3拆立模班劳动组织
序号
工作内容
人员
备注
1
清理、安放钢筋网
2
2
支承块倒运组装
6
3
排架就位
4
4
粗、细调、锁定
4
5
拆安模板
6
6
测量
2
7
门吊架
1
兼电工
8
领班
1
9
合计
26
表4.12.4混凝土施工班
序号
工作内容
人员
备注
1
工班长
1
2
管路
4
3
砼泵操作
1
4
振捣
4
5
门吊兼电工
1
6
过程检查
2
7
测量
2
8
其他
2
7
抹面整体
4
8
合计
21
4.12.4 施工注意事项
支承块是弹性整体道床的一个重要组成部分,它质量的高低直接影响着道床的质量。选择具有生产资质的轨枕厂家订货预制,支承块配套预埋铁座,弹性橡套靴由预制厂家招标采购。保证支承块组合件的质量。
(1)外观质量:支承块承轨台表面规定光滑,不允许有长度大于15mm,深度大于5mm的气孔、粘皮、麻面等缺陷。
(2)承轨台以外的表面不允许有长度大于30mm,深度大于10mm的干灰堆垒和夹杂物。
(3)支承块不得有肉眼可见裂纹。
(4)支承块周边棱角破损长度不允许大于25mm。
(5)各部位尺寸偏差应符合有关规范得规定。
(6)混凝土强度等级不低于C 50, 脱模强度不低于C38。支承块轨下截面抗裂强度检查值为65KN。
2、弹性整体道床配套专用机具设备的加工精度,特别是轨道排架的加工精度应满足设计规定,这是保证道床施工质量和精度的关键,各部分尺寸应满足下表:
3、施工轨道排架的几何位置精细调整,中线标桩的测设及调整人员应相对固定,责任到人。测量环节是保障此后轨道质量最重要的技术关键之一,质量控制标准详见下表4.12.5。
表4.12.5 轨道排架质量规定
检查项目
检查标准
检查方法
挂篮~钢轨外缘间距
25±0.5mm
尺量
挂篮工作面间距
187±1mm
尺量
两支承块间距
568±5mm
尺量
挂篮两外缘间距
1698±1mm
尺量
轨排方正度
不大于2mm
尺量对角线角度
挂篮与钢轨底部密贴状态
密贴
用插尺量
表4.12.1 弹性整体道床施工状态检查表
检查项目
轨道排架精调后状态检查
道床砼灌注后轨面状态检查
①轨距1435±01mm
用轨道尺测量,一榀轨排应检测3处,
不允许超标
检测方法同①
②轨向
以左股钢轨为准,用10m弦量矢度不得大于2mm.
检测方法同②
③轨面水平
以左股钢轨为准,高程允许偏差±5mm,两股相对水平差不得大于2mm,在延长6.25m距离内不得有大于2mm得三角坑
检测方法同③
④高低
用10m经纬度量最大矢度不得大于2mm
检测方法同④
⑤高程
误差不得大于±5mm
检测方法同⑤
⑥中线
误差不得大于±2mm
检测方法同⑥
4.13 竖井施工
为了保证专长隧道施工运营通风需要,乌鞘岭隧道分别在DK168+750(YDK168+755)以及DK178+900(YDK178+905)处左右两线中间各设一通风竖井。进口端(芨芨沟)竖井(D102-18-1)深度为315m,直径为3m,通风井由竖井底分别向两则以40°水平角和30°俯角延伸,与左右正洞连接处有10m水平段。通风竖井总深为325m。竖井衬砌分为两种类型,既井口和井底段为B—B截面,20cm厚C25级喷射砼+30cm 厚模筑砼;其余为A—A截面,为15cmC20级喷射砼+25cm厚模筑砼。本竖井深度大,孔径小,井底处有两30°俯角斜井,结构复杂,施工难度大,设备布置困难,是乌鞘岭隧道附属工程的重点,也是保证和改变正洞掘进至DK168+750处后通风的关键。
竖井施工的重要项目有井 及井下斜井的开挖建筑,井架及提高、通风、排水、电气设备安装等。
4.13.1井口现场布置
井口地形较为平坦,以竖井井口为中心,布置有提高井架,各式绞车、稳车、空压机、配电房、砼拌合站、出碴翻碴机、临时存碴场以及为之配套的施工便道、风、电、水管线路、生活办公用房,具体布置详见图4.13.1《竖井施工平面布置图》。
4.13.2施工进度及劳动力组织
(1)根据正洞施工规定,竖井必须与正洞到达之前三个月施工完毕。根据这一规定,结合施工现场具体条件及我单位投入的机械设备,安排施工进度,保证在正洞到达之前三个月建成,并保证为正洞施工提供通风。竖井施工见表4.13.1。
(2)劳动力组织
竖井工程是乌鞘岭隧道施工的关键工程之一,必须保证正洞施工工期和施工正常运营。抽调技术素质高、施工能力强、作风过硬的技术人员和专业队伍承担。成立竖井施工专业队,下设机械操作工班、开挖爆破工班、衬砌支护工班、提高运送工班及机械维修、动力工班等。从组织上、人员上和设备上加以保证,精心组织,科学管理、尽量使用先进机械设备施工以提高工效,加快进度,保证工期、保证质量,保证安全快速完毕竖井施工任务,为正洞施工发明条件。劳动力组织见表4.13.2。
详见图4.13.1《竖井施工平面布置图》
劳动力组织见表4.13.2
表4.13.2 竖井施工劳动力计划表
序号
工种
人数
工班内容
1
队长
1
全面负责
2
工程师
3
隧道工程师、机电工程、通风、排水工程师
3
测量班
3
竖井施工测量控制、放样、检查、监测
4
开挖爆破
16
钻眼、装药、放炮
5
锚喷、衬砌
18
井壁喷射砼、模筑砼施工
6
装碴运送
18
出碴、推车卸碴
7
砼拌合
15
砼拌合、装料、运送
8
钢筋工
6
钢筋加工、安装
9
机械司机
21
绞车、空压机、提高机、抓岩机、装载机司机
10
汽车司机
3
倒运弃碴
11
电 工
2
动力供电、照明、信号、安装等
12
电焊工
3
钢筋焊接
13
修理工
6
机械设备维修
14
信号员
4
井口信号接受、传达
合计
119
4.13.3提高井架
为了保证施工,便于安装、拆、卸、运送,选用Ⅱ型竖井钢管定型井架,该井架由钢管、型钢筋及圆钢拼装而成,具有刚度大、稳定性好,四个方向具有相同的稳定性,允许天轮平台四周出绳,可在井口两则或四周布置绞车、稳车等牵引设备,运营安全、可靠,可满足深度在400~1000m的竖井施工。Ⅱ型钢管竖井井架的结构尺寸和合用条件见图4.13.2《Ⅱ型钢管井架结构图》和表4.13.3《Ⅱ型竖井钢管井架尺寸表》。
表4.13.3Ⅱ型竖井钢管井架尺寸表
竖井深度
(m)
井角直径
(m)
井架高
(m)
架脚间距
(m)
天轮台尺寸
(m)
翻碴平台高度
(m)
吊桶容积
(m3)
井架高
(t)
400
3.0~5.0
17.25
12×12
6.0×6.0
5.8
1.5
30.6
4.13.3施工设备
(1)简易提高设备
为了加快竖井施工,在机械化提高设备安装的同时,前期施工采用简易三角架、单吊砼提高施工,井口和40m以内范围的开挖、衬砌。开挖采用钻爆法自然通风,人工装碴,地面用矿用斗车人工推至临时存碴点堆放,集中装车运走。
(2)机械化配套施工
根据竖井的建设规模和正洞施工对竖井的规定,按照保证工期、保证安全,节省投资的原则,选用先进配套设备,尽量做到机械化限度高,提高速度快,施工安全,地面井内提高设备和地面施工配套设备见表4.13.4、表4.13.5和表4.13.6。
表4.13.4 竖井地面安装设备表
序号
提高机及稳车
钢丝绳
天轮
名称
规格型号
数量(台)
规格
长度(m)
重量(kg)
名称
型号
数量
(个)
1
提高机
XKT2×2×1B-30
1
φ26
1000
提高天轮
φ1600
2
2
吊盘稳车
JZ 2-16/800
2
φ26
2×400
悬吊天轮
φ1000单
2
3
稳绳车
JZ 2-16/600
4
φ22.5
2×400
悬吊天轮
φ600双
6
4
安全梯稳车
JZ A2-5/800
1
φ22.5
400
悬吊天轮
φ600单
1
5
通风管稳车
JZ 2-16/800
1
φ26
2×400
悬吊天轮
φ600双
2
6
抓岩机稳车
JZ 2-10/600
1
φ26
400
悬吊天轮
φ600单
2
7
风动绞车
2t
2
φ18
2×800
导向轮
2
8
钢管井架
Ⅱ型
1
表4.13.5 竖井内悬吊壁挂设备表
序号
井筒悬吊设备
安装方式
机泵
管路
电缆
悬吊
壁挂
名称
规格
重量(t)
数量(台)
名称
规格
数量(m)
名称
规格
数量(m)
单绳
双绳
1
吊桶
1.5m3
0.478
1/1
1×单
2
吊盘
双层
1
通风电缆
14芯
400
√
3
稳绳
6×7-22.5-15.5
4根
4×单
4
砼输送管
φ150/δ=4.5
400
√
5
压风管
φ150/δ=4.5
400
√
6
供风管
φ38
400
√
7
爆破电缆
3×2.5mm2
450
√
8
吊泵
80DGL50×5
1/1
排水管
φ100δ=4.5
400
动力电缆
3×75mm2
450
√
9
安全梯
长32m
1
10
通风管
φ450/δ=1.5
400
信号电缆
3×2.5mm2
1×2.5mm2
400
√
11
抓岩机
NZQ-0.11
单
12
环形钻架
HD1
电力电缆
3×75mm2
3×100mm2
450
单
双
表4.13.6竖井地面配合施工表
序号
名称
规格
单位
数量
用途
1
装载机
1m3
台
1
二次装碴
2
砼拌合机
JW-200
台
1
衬砌、拌合
3
湿式砼喷射机
SP77
台
1
喷射井壁砼
4
砼输送泵
425m3/h
台
1
5
东风自卸车
8t/5m3
台
3
倒运弃碴
6
矿斗车
2.3m3
台
2
运碴
7
空压机
12m3
台
1
为井内凿岩机供风
8
汽车吊
16t
台
1
9
卷扬机
5t
台
2
井内斜井牵引用
10
变压器
40kvA
台
1
11
发电机
200kw
台
1
备用
4.13.4井筒内悬吊设备布置
根据竖井施工所需设备和《煤矿安全生产试行规程》规定的最小安全间隙规定,进行竖井断面平面布置设计,井筒断面布置见图4.13.3。
4.13.5竖井开挖
竖井施工的特点是井筒断面小,大部分设备须运用井架悬挂,出碴、进料均为竖直运送,工作面重叠,井筒开挖与支护不能平行作业,因此施工干扰大,作业条件差,施工进度慢。中档坚硬地层中开挖竖井,应采用钻眼爆破法进行,并保证开挖断面对的,石碴块度均匀,使劳动力、材料动能消耗最小的条件下和决定炮眼数量、直径和深度进行炮眼布置和爆破器材设计。
(1)爆破设计
DK168+750段地质围岩为Ⅳ—Ⅴ级,砂岩、岩体受地质构造影响轻微,岩体完整,块状结构,Ⅳ级软岩夹砾岩、砂岩互层。根据圆形竖井井筒开挖炮眼布置的规定和特点,应精确的开挖出井筒断面,炮眼运用系数高,不损坏掘进设备,可以适应提高出碴作业循环时间的特点,选择有关参数,布置炮眼,为了保证竖井尺寸对的,采用光面爆破设计。
①炮眼深度:L=0.44D=0.44×4=1.76m;
②炮眼布置:炮眼按同心圆排列,圈的数目为4个;
a、掏槽眼圈E=0.55D=1.1.0m,炮眼个数为6个,倾角80°,掏槽眼间距E=0。52m,装药系数0.7。为防止爆破抛掷过高,在竖井中心打一空眼,深度为掏槽眼的2/3;
b、辅助掘进眼圈径为Φ=2.2m,炮眼间距为0.6 m,个数为12个;
c、辅助掘进眼圈径孔距为Φ=23.0m孔距为0.6m,个数为16个;
d、周边眼圈径为3.5~4.0m,眼孔距为0.5m,个数为22~25个。炮眼布置见图4.13.4,爆破参数见表4.13.7。
表4.13.7炮眼参数表
炮孔
名称
孔深
(cm)
孔距
(cm)
孔数
(个)
段数
(段)
装药长
(cm)
装药量
1#抗水
乳胶
合计
(kg)
卷
重量(kg)
卷
重量(kg)
中空眼
1.24
0
1
掏槽眼
2.1
52
6
1、2
145
2
0.16
5.5
1.05
7.26
掘进眼
1.76
60
12
4
101
2
0.16
3.5
0.67
9.9
掘进眼
1.76
60
16
6
101
2
0.16
3.5
0.67
13.28
周边眼
1.76
50
25
8
101
2
0.16
2.5
0.475
15.87
合计
60
46.31
爆破参数仅为初步设计,施工中应根据围岩类别的具体情况和实际爆破效果,不断改善修正,以求取得最佳效果。
根据以上爆破设计,每米安排25个爆破循环,施工进度为1.5m,炮眼运用率为85%,综合循环作业时间见表4.13.8。
(2)钻眼:用YT-25风动凿岩机钻眼。
①炮眼定位:工作面清底后,用垂球定出中心点,先钻中心眼,插入木橛,用定位尺将圆圈距划出,再用炮眼间距尺在每圈上用石灰划出炮眼位置。
②钻眼顺序:为了使井筒中各台风钻有秩工作,尽也许同时开始,同时完毕。可将井筒内截面分为几个扇区,每台风枪负责一块。钻眼过程中,用吹洗器(或掏眼器)把炮眼中的石碴及颗粒吹出,以防卡钻,每钻完一眼,用木橛插入,防止石屑土块扬入眼中,影响装药。
(3)装药放炮
①当所有炮眼都钻好并用吹洗器将炮眼中岩粉冲出后,开始装药。炸药雷管和堵塞材料分别用吊桶吊下。
②采用雷管:掏槽眼用即发电雷管,辅助、掘进眼用毫秒雷管安装设计分段安装。
③堵孔:炸药装好后,立即按爆破设计堵塞炮孔,炮孔堵得密实,可提高爆破效果使掌子面爆得平整。
④联线:每圈炮眼之间采用串联法,各圈间用并联法。
⑤母线用双蕊 装电缆,用6~12mm钢丝绳从井口悬吊。
⑥电源开关:使用2个开关,并装红绿灯信号,接通电红灯亮,断电时绿灯亮。
⑦放炮:必须等井内人员所有上井,井内吊装设备提高至安全距离后,由领工员将开关钥匙交给放炮人员放炮。
表4.13. 竖井施工综合循环时间表
工作名称
工作量
工时
时间
备注
时
分
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
准备、交班
30
打 眼
l= 1.7~2.0m N=55~60
2
30
打眼、清孔收尾
20
装药放炮
1
0
通 风
30
喷射砼准备
30
喷混凝土
2.8m
1
30
出碴准备
45
装 碴
60~80m3
4
0
清 碴
40
总 计
11
40
4.13.6竖井装碴提高
建井初期,40m内采用人工装碴,用简易三角架安装5t卷扬机提出井外,当井筒深度超过10m时,加设临时井盖,当井深大于40mm
时,则用机械装碴,本工程竖井截面小,出碴数量不大,选用NZQ2—Ⅱ型气动抓岩机。抓岩机由吊盘上的气动绞车悬吊。装碴时,先抓平高处碴堆,然后分层抓 取,清底时,尽量用人工扒出井帮石碴堆积一起,为抓岩机工作发明条件。抓岩机将石碴装入吊桶,用提高机将其提出井外,倒入斗车,人工推运至临时存放点。
4.13.7衬砌支护
(1)喷锚支护
喷射机设在井口处。砼管采用预埋锚杆、支架将其固定在井壁上,每次喷射砼高度随竖井围岩稳定限度而定,一般为2~3m。放炮后先不出碴,整平浮碴后,喷射手站在浮碴上喷射井壁,如遇破碎岩层,可采用锚、喷、网联合支护。
(2)整体砼衬砌
由于树井垂直深度315m,砼衬砌若采用常规模板随掘进灌筑,只能由上到下顺序进行,不仅模板支撑困难,对竖井开挖、提高有干扰,并且砼接槎多,入模困难。本竖井井壁衬砌采用拉杆式液压滑模施工。即竖井开挖时只进行喷锚支护,不进行砼衬砌,待竖井施工至井底后,由下向上一次施工。滑模施工具体方法为用固定圈将支撑杆悬吊在竖井口外,支撑杆采用钢铰线,爬升千斤顶用GYD-35穿心千斤顶,将钢铰线穿入千斤顶,使千斤顶带着模板沿钢铰线向上爬升。拉杆式液压滑模装置结构布置见图4.13.5.拉杆式液压滑模可连续浇筑砼,连续滑升,消灭了接槎缝,实现机械化施工。砼作业始终在模板上口进行,容易捣固、检查,易于保证砼灌筑质量,井壁砼整体性和封水性好,省掉了立模、拆模工序,节约木材钢材,简化了筑壁工艺,实现多工序平行作业,加快施工进度,安全性好。
竖井施工砼的运送采用吊桶下料,可以满足浇筑需要,改变了输送管输送由于深度大,压力高,容易导致裂管损坏设备,影响施工的弊病。施工时,用吊桶将砼吊泄在吊盘上,人工铲入模内。滑模施工方法同一般滑模施工,不再赘述。
4.13.8通风排烟
竖井通风采用压入式通风、通风管采用悬吊式。风机设在井,用风管装风送放井内。通风量根据井下工作人数,一次性炸药用量,使用机具,最小风速以及排烟时间等因素拟定。
Q竖压=7.8/t·φ3√A·s2·l2·k
=7.8/30×1.32×3√46.31×18.92×3152×0.3
=276.7m3/min
式中A—一次爆破所消耗炸药量(kg);
S—竖井断面面积(m3);
L—竖蝇深度(m);
K—竖井排水炮烟浓度减少系数,取0.3;
φ—风管漏风系数,取1.32;
风机选用子午加速轴流通风机,型号为ZT-50型,气体流量为16800m3/h,全压2300Pa,电机功率15kw。通风管采用500金属硬管。
4.13.9排水、供水
(1)芨芨沟竖井位于Ⅳ—Ⅴ级围岩,弱富口地段,基岩裂隙较发育。井深开挖在200m以内,用80DGL-60×4吊泵抽水,直接排出井外;在井深200m以下时,在200m处设“腰泵站”,安装80DA-30×9卧泵1台,;设临时水仓,吊泵排入“腰泵站”,卧泵排出井筒,为二级排水,井筒排水布置见图4.13.4。
由于本竖井深度较深,裂隙水位较发育,施工中应密切注意地下水涌水,若发现水量异常或超过设计涌水量,可采用注浆堵水,以保证竖井正常施工。
(2)供水,凿岩机用水采用地面水池用橡胶管向井内供水,为减少悬吊,节约空间,供水管采用壁挂式。
4.13.10变压供风
竖井内钻眼施工使用3台YT-25风动凿岩机和一台0.11m3NZQ-Ⅱ风动抓岩机,用风量水大,在地面上设一台4L-20/8电动空压机1台,压缩风管选用φ100无缝钢管,采用壁挂式,预埋锚杆或铁件,将压风管固定在井壁上,分风器以下用高压胶管。
4.13.11信号及安全设施
(1)信号设施重要有电铃和色灯信号。在罐笼或吊桶的提高、下降、上人、下人、运送材料、炸药以及井筒的闭塞或开通,均用明确的音响或色灯信号,同时加设专用电话。信号系统以井口为中心,在井口与提高机房之间分别设总信号显示。在井口与井底之间和提高机房之间分别设信号电缆及装置,用电铃、电话联系井上、井下的作业。同时在吊盘上加设信号机。
(2)竖井安全设施
①所有提高装置设深度指示器与防过卷装置。当提高器超过正常卸载位置50cm时,可以自动断电或使保险闸发生作用。
②通风竖井的井口轨道设阻车器,防止车辆坠入井内。
③电葫芦或卷扬机配有限位器、限速器,防止过卷伤人翻车。
④罐笼提高,罐顶设铁盖罐底铺钢板,并设检查门。
⑤竖井井架天轮棚加设避雷针装置,运用井架角柱作为引线,安全接地。
4.13.11测量控制
地面设GPS控制网,精确拟定竖井位置,垂直对中在竖井内开挖初期50m范围内用垂球对中,随着深度的延伸,改用激光照准仪投点,垂球校核。井底斜井施工按照隧道和平导施工控制,保证测量精度,保证与正洞对的对接。
4.13.12技术安全措施
(1)竖井井内悬吊设备按照安全间隙和安装规定合理布置,电缆、水管,压风管采用壁挂型式,尽量靠近井壁,出碴,上下人等设备采用悬吊,使之互相不干扰,满足凿井作业需要。
(2)提高系统布置,由井内悬吊设备布置方式,井架结构以及井口地形等拟定。
(3)竖井井口运送线路将临时堆碴场、砼拌合站,机修场与井口连通组成环线。
(4)环形钻架下井前在地面预组装实验,风水管路通过压力为0.8MPa的试压15min,使用时下放至适当高度,并运用套筒千斤顶固定于井壁、保持钻架对中。
(5)作业面与环架间设安全软梯,便于人员上下,建立可靠联系信号,在井下发生涌水或重要事故时,保证人员设备安全。钻眼结束,将钻架提高至安全高度,防止爆破损坏环形钻架,凿岩机具,风水管路等。
(6)悬吊机具,保持完好,经常检查悬吊风动绞车制动是否可靠,以保证安全。
(7)爆破使用电雷管,起爆雷管严格防水,起爆前严格检查,以免出现瞎炮。
(8)竖井内运送炸药、雷管,须将药包放在专用木箱中,不得使用底卸式吊桶。严禁同时运送起爆药包和炸药。
(9)保持信号联系畅通,灯色信号显示明确,并设专职信号,纯熟掌握信号规定,防止误传误操作。
(10)井内出碴运送,按规定开闭井盖,防止重物下坠伤人。
(11)井口锁口高度应高出地面1.0m左右,并设环形排水沟,使井内排水顺利排走,做好地面排水设施,防止突降暴雨,洪水倒灌入井。
4.19新技术开发和应用
4.19.1GPS测量控制技术
乌鞘岭隧道设计长度为20.05km,目前为国内最长的铁路隧道:隧道洞身最大埋深1100m左右,测区内地形复杂,山坡陡峭,通视和交通条件差,沿用常规方法建立控制网,工作量大,周期长,精度难以保证。因此,根据乌鞘岭专长隧道的特点和规定,采用先进的GPS测量技术和仪器在进、出口两端布设GPS平面控制网,以保证乌鞘岭专长隧道贯通精度在测规规定的允许误差之内。提高洞测量控制精度,减少内外业工作强度。
4.19.2专长随道独头通风技术研究
乌鞘岭隧道Ⅱ标段平导单头掘进长度9065m,在DK170+140处经横道进入右线掘进,左右线同时施工,给施工通风带来极大困难,为了保证长头随道施工通风,将施工通风作为独立课题进行立项、技术攻关。经初步研究拟定,应用左线平导进口段采用压入式和竖井抽出结合长管路压入式通风系统,通风方式分为三个阶段,第一阶段(进口至竖井标):采用长管路式入式和长抽短压通风系统,风机安装在洞口;第二阶段当左线平导掘进至DK168+750处通风竖井接通后的通风,在竖井口安装风机抽出洞内污风,通风系统改为压入---抽出混合式通风;第三阶段平导贯通后扩挖的通风,由洞中压入---竖井排出的方式。通过对长大随道的通风研究、选择风量大,风压高,能克服长风管的总风阻的风机和阻力小、漏风少、送风量大坚固耐用的风管通过合理组合,保证把风送向工作面,保证通风质量。
4.19.3弹性整体道床施工技术
弹性整体道床是一种新型的轨下基础。重结构为在仰拱砼道床上安装预制砼支承块,支承块下装橡胶靴和胶垫、形成弹性支承。重弹性相称于有整轨道的弹性。橡胶套靴式弹性组装支承体提供轨下静刚度系数约为400kn/cm;比刚性整体道床的静刚度下降1---1.5倍,使轨道的动应力减少,从而延长和提高了轨道使用寿命,减少平常维修工作量。弹性整体道床施工和垫块的预制、组台安装施工精度高,技术规定严,工艺复杂,必须有与之配套的自行龙门吊车6.25mv排组装排架,和定位调整设备,为了保证弹性整体道床的施工进度和质量,以弹性道床施工工艺为中心,进行重点研究、攻关、保证施工质量。
4.19.4专长随道施工通信系统技术
长大随道施工无线调度通信是个世界性难题,由于平导、正洞、竖井施工均为机械化施工,工序繁多、人员、设备、车辆调动频繁、爆破工作量大、现场施工组织必须紧张有序、忙而不乱。各项工序紧密衔接,协调配合。必须研制满足乌鞘岭专长隧道施工的调度通信系统。“专长随道施工无线调度通信系统”涉及基地站,编码选呼端机、编码盘,调外收信机发射机,调外无纵幅交增益天线双向放大器,调内末端同频收发信机40---460MHZ开路转发机,定向螺旋天线等、并配备手持机、车载电台、整个结构庞大通信范围为调外卸碴场,洞内有缆区和工作面一公里范围内的无缆区,保证信号清楚、通信畅通、保证施工需要。
4.19.5穿行式随道衬砌台车、模板施工技术
根据乌鞘岭隧道衬砌长度长、工期紧、规定衬砌速度快的特点。推广应用穿行式钢模台车技术。穿行台车与模板各自成为独立系统,一部台车用时配2套或多套模板,衬砌砼灌筑后,台车即可与模板脱离,衬砌砼由模板支承。台车退到后面一段可拆模板位置,与该段模板联结,借助油缸或千斤顶将模板收拢,让后台车连同模板一起从前面新浇筑的砼下穿行通过,到一个新的灌筑段再进行行立模和灌筑砼作业。穿行式模板与固定式及平行式模板相比,具用不受砼拆模时间限制,一台台车,配多套模板,可以连续
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