作为目前国内在建最长高速公路隧道,G0711乌鲁木齐至尉犁高速公路天山胜利隧道为什么要挖竖井?竖井最深达702米,工作量等于新开挖一条隧道,水平开挖隧道尚且困难重重,竖向挖掘又存在哪些困难?
隧道开 天窗 用于通风
竖井主要用于通风。 中国交建新疆乌尉公路包项目土建第五标段项目部经理王贺起说。
隧道施工处于相对密闭的空间环境中,施工通风是不可缺少的技术环节,特别是对于特长隧道,随着掘进距离增加,工作面逐步远离洞口,施工中产生的烟尘等有害气体无法自然排放。因此,挖掘斜井、竖井成为隧道施工中重要的通风方式。
公路隧道上方建设竖井和斜井,在国内公路建设中较为常见,它们有的用来通风,有的用来增加工作面辅助主洞施工。
前期刚通车的G575线巴里坤至哈密公路控制性工程 东天山隧道,就采用了建设斜井辅助施工的方法,以加快项目进度。
天山胜利隧道有3个洞,即左右洞和中导服务洞,其中左右洞供车辆通行,而中导服务洞则用来增加工作面,多个工作面多头并进施工,实现 长隧短打 ,可有效缩短隧道施工期。
天山胜利隧道上方设计4座竖井,等于在隧道上方开4个 天窗 ,实现纵向通风。 竖井就跟厨房的烟囱一样,通风效果比斜井更好。 王贺起说。
竖向挖掘更为困难
在天山胜利隧道4座竖井中,2号竖井深达702米,相当于250多层楼高,比昵称 小蛮腰 的广州塔还要高出100多米,是目前国内最深的高速公路竖井。
天山胜利隧道在施工中引进了竖向硬岩掘进机(TBM),TBM技术和传统钻爆法结合施工,推进隧道稳定掘进。
隧道水平挖掘时,施工车辆可以在洞内进出,产生的废渣可快速运出。即便洞内出现突水现象,水流也能顺势排出去。
可2号竖井最深702米、开挖直径12.4米,如何竖向开挖?
中国交建新疆乌尉公路包项目土建第五标段2号竖井施工区负责人于瑞斌说,2号竖井对应隧道左右洞,分为2#1、2#2井,其中2#1井使用竖向TBM开挖,2#2井采用钻爆法挖掘。
竖井施工产生的废渣和需要的物料,无法使用车辆运输,只能靠升降设备一点一点运输。 就像从水井中打水一样,得一桶一桶提上来。 于瑞斌说,所以竖井施工就得安装井架。
记者在2号竖井施工现场看到,竖井上方的井架由大型钢管拼成,井架高36.6米,使用钢管330吨。升降设备通过井架上的滑轮系统,把物料和废渣送到井下或从井下提升上来。
在2#1井中,竖向TBM已安装到位并有序工作。而在竖向TBM到位前,建设者需要先竖向开挖40多米深的进洞工作面,当时没有用于开挖的伞钻和运废渣的升降设备,所有的工序全靠人工实施,1个月才能挖掘10米左右,功效极低。
我们用了近4个月时间才挖出40多米的工作面,如果是水平开挖施工,这个工作量不到一周就能完成。 于瑞斌说。
恶劣环境成 拦路虎
天山雪云常不开,千峰万岭雪崔嵬。 2号竖井位于天山南麓深处,属于无人区,无人、无水、无路、无电,且竖井海拔近3700米,缺氧、高寒、多风,恶劣的自然环境成为施工的 拦路虎 。
1月10日下午,记者走在施工区,寒风凛冽,面如刀割,脑袋被风吹得生疼,戴上建设方特制的棉帽才暖和起来。转眼看到现场的温度表,上面显示此刻室外温度为零下18摄氏度。
记者看到,施工人员戴着厚手套、棉帽子,穿着厚棉衣,即便如此,脸也冻得通红。 竖井区域常年温度较低,年平均气温为零下5.4摄氏度,极端低温达零下40摄氏度,大家冒着严寒在施工。 于瑞斌说。
山区天气多变。去年8月初,一场大风雪突然袭击2号竖井区域,气温骤降到零下20摄氏度以下。工程测量队队长任志飞和同事当时正在野外测量,他们没有返回办公室,而是顶着风雪继续工作。手冻僵了,哈一口热气,搓一搓手;脚冻麻了,就在原地蹦跳几下,继续工作,保证了测量数据及时完成。
在施工区,记者一旦快走两步,高原反应马上显现,胸闷气短、呼吸困难,停下脚步短暂休息后才能继续行进。
为了保障施工人员身体健康,施工区一旁建有一间制氧室,可供随时吸氧。现场还配有一辆急救车,车内配有急救设备和医护人员,施工人员一旦出现身体不适,可马上到车内检查。 我们一定能战胜恶劣环境,保证施工正常进行,为隧道加快施工创造更多有利条件。 于瑞斌说。
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