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摘要：高速公路的需求越来越多导致公路网向广大山区延伸，长大公路隧道也就大量涌现，采用竖井分段纵向通风的隧道日益增多。本文以实际工程湖北省十堰市十堰至房县高速公路通省隧道1#通风竖井施工为依托进行反井法施工，从项目概况、工艺原理、施工工艺、竖井定位、施工偏斜率控制测量和纠正、工艺特点和安全注意事项等方面进行了详细的介绍，为今后超深竖井的开挖提供可借鉴的经验。
关键词：隧道；超深竖井；反井法；纠偏
Abstract: the demand for more and more highway to highway network extending to the mountains, is the emergence of a large number of long highway tunnel, the shaft segment longitudinal ventilation tunnel is increasing. Based on a practical project in Shiyan City, Hubei province Shiyan Fangxian Expressway Tunnel 1# ventilation shaft construction based on drilling construction, from the general situation of the project the process, principle, construction technology, shaft positioning, construction control measure and correct deviation rate, process characteristics and safety precautions are discussed in detail, and provide reference for future ultra deep shaft excavation.
Key words: tunnel; ultra deep shaft; reverse well method; deviation correction
1、工程地质
隧道主要穿越地层为强风化片岩、中～微风化片岩，鳞片变晶结构，片状构造，进出口附近坡面覆盖有第四系残坡积层。地质素描中，V级围岩描述为第四系残坡积粉质粘土及武当群强风化片岩，片岩岩质较软，风化强烈，岩体破碎，成洞困难，稳定性差；IV级围岩描述为武当群中风化片岩，鳞片变晶结构，片状构造，岩质较软，岩体较破碎，节理较发育，稳定性较差; II级围岩描述为武当群中～微风化片岩，鳞片变晶结构，片状构造，节理裂隙不发育，岩体完整，稳定性好。
2、项目概况
十房高速通省隧道1#竖井位于双线隧道右侧，距隧道右洞轴线48.6m，下部与通省隧道左右洞通过4条联络通道连通。竖井开挖断面型式为圆形，开挖直径10m；竖井深223m，其中Ⅱ级围岩36m，Ⅳ级围岩125m，Ⅴ级围岩50m，明井9m，分四个隔断面与左右洞四条送排风洞相连。
3、工艺原理
反井钻机法导孔施工是通过钻头机械破碎岩体，并利用洗井液将破碎石渣带出孔外并最终贯通形成导孔；待导孔贯通后在竖井下部巷道内更换扩孔钻头，向上提升，利用机械破岩，破碎岩渣在重力作用下落至下部巷道，扩挖成一小直径的溜渣井；直至溜渣井贯通后，自上向下钻爆扩挖至设计直径，并通过溜渣井溜渣至下部通道进行出渣。对于具有规则几何断面的竖井，自井底依设计安装好模板并浇筑首批混凝土后，按设计井轴线滑升模板顺序浇筑井壁及隔板混凝土，直至设计高程后，将模板滑出井筒并拆除，完成竖井井筒及中隔板施工。
4、主要施工工艺
（1）超深竖井反井法施工工艺流程图见图1。
图1 竖井反井法施工工艺流程图
要点：①260mm导孔施工技术：竖井深达 368.49m，竖井直径为7.2m，导孔钻孔的垂直精度必须控制在1%以内，一旦导孔偏离竖井范围，必须在竖井底部进行扩挖找寻导孔，严重的需废除重钻，将严重影响施工工期。施工中通过挖除孔口软如土层，在竖井中心浇筑直径2.0m 的C20混凝土灌注桩，桩基底部与中风化基岩衔接，保证在钻孔时孔口机械的平整及地层的稳定，减少导孔偏移。选择适合的钻机设备，经验丰富的操作人员进行操控，通过测量纠偏等手段，保证导孔的成孔精度，是反井法施工能否成功实施的第一步，也是关键一步。
②准1400mm 反钻扩孔技术：导孔贯通后，安装反挖扩孔钻机，通过导孔自上而下安装钻杆至竖井底部，在底部换装反挖扩孔钻头，通提升拆除钻杆，实现扩孔钻进。
5、施工偏斜率测量及纠偏
（1）为保证结构中心不发生偏移，利用井口桁架梁和井帮固定四根垂线进行中心测量控制。滑模水平控制：一是利用千斤顶的同步器进行水平控制，二是利用激光水平仪，进行水平检查。滑模滑升至指定位置时，将滑模滑空后，利用井口提升系统在井口拆除。滑模安装偏差应满足的表1要求。
表1滑模安装允许偏差
（2）利用千斤顶自身纠偏，即关闭五分之一的千斤顶，然后滑升2--3行程，再打开全部千斤顶滑升2--3行程，反复数次逐步调整至设计要求。
6、工艺特点
（1）扩挖时，根据溜渣孔能提前掌握地质状况，避免地质灾害，为设计变更提供了依据。减少了对周围岩体的扰动，避免了初期支护变形。
（2）变垂直向上提升出渣为向下溜渣，节省了竖井提升系统的能耗，加快了施工进度，避免了坠落时的安全风险。
（3）溜渣孔的提前贯通，为作业面排水、通风提供了通道，无需专门设置排水系统；且能满足工作面快速排水的要求，有效地改善了通风条件，且能满足工作面快速通风的要求，减少了施工设备成本，便于施工设备的布置。
（4）受溜渣井直径限制，爆破施工石渣块儿度不能太大，且大小宜均匀，施工爆破要求高。
（5）滑模施工速度快。滑模施工机械化程度高、可连续施工，日平均滑升速度能达到3m以上。
（6）施工质量可靠。滑模混凝土浇筑严格按（20cm～30cm）分层控制，浇筑、振捣作业在模板表面进行，便于操作和控制，同时滑模施工具有连续性，减少了施工缝，体形具有可调性，防止出现体形的较大偏差或跑模；表面质量平滑，外观平整，避免出现“麻面”，错台现象。
（7）除常规工具式模板外还需专门的动力滑升设备，施工中模板的水平度需严格控制。
（8）初始阶段混凝土需自井口垂直运输至井底浇筑断面，易发生离析而影响施工和易性，需采用专门措施防止混凝土在重力作用下发生离析，影响施工质量。
（9）采用接长爬杆为模板爬升提供反力，只需竖井开挖提升系统中加入混凝土下料系统，而无需新加模板提升系统，简化了提升系统的布置。
（10）提升设备：为施工人员提供上下通道，最大限度保障了人员施工作业安全，提高了安全系数。
7、总结
（1）本工法溜渣井开挖为机械化连续作业，速度快，比其它施工方法提高工效5－10倍。竖井扩挖采用水平出渣替代垂直提升出渣，不需另设竖井弃渣场，简化弃渣场防护、生态恢复等工作，节省附属工程施工工期及费用；利用常规设备即可进行施工，减少部分提升设备购置维修费用及能耗。溜渣井的开挖可探明地质、水文条件，便于加快正井扩挖的施工进度。此外，竖向排渣通道与隧道正洞提前贯通，可提高通风、排水效率，缩短通风、排水占用时间。本工法技术将促进公路隧道通风竖井施工技术进步，经济、社会、环境效益显著。
（2）本工法与同类竖井施工工法相比，施工机械化程度高、提升作业量大大减少、工程进度快、干扰因素少、有利于文明施工、各种资源能较好地利用，能确保竖井施工作业人员的安全，保证工程施工质量，节约施工工期和施工成本，工期效益明显。
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论文作者:谭鹤龄
论文发表刊物:《建筑科技》2017年第12期
论文发表时间:2017/12/13
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