桥梁隧道项目九 辅助坑道

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项目九

辅助坑道任务一横洞施工学习目标www.islide.cc2知识目标通过本任务的学习，学生应了解辅助坑道的类型；了解横洞的概念；掌握横洞施工技术要点。能力目标通过本任务的学习，学生应能够识读横洞施工图纸；能够根据编制横洞施工交底，并组织施工。一、辅助坑道概述分类作用设置辅助坑道一般会使隧道工程造价有所提高，其具体的形式应根据隧道的长度、施工期限、地形、地质、水文等条件，结合施工和运营期间通风、排水、防灾和弃碴的需要，通过技术经济比较确定。辅助坑道的断面尺寸应根据运输要求、地质条件、支护类型、设备外形尺寸、人行安全及管路布置等因素确定，一般不宜过大。在无特殊要求时，辅助坑道的支护一般只要求保证施工期间的稳定和安全即可。长大隧道施工时，因受工期或其他因素控制，常常要利用辅助坑道来增辟工作面，将隧道分割成几段，形成“长隧短做”，以加快施工速度、改善施工条件、缩短隧道施工工期。辅助坑道的形式主要有横洞、平行导坑、斜井、竖井等。二、横洞的概念横洞是在隧道侧面修筑的与之相交的坑道。傍山、沿河隧道需要设置辅助坑道时，宜优先考虑采用横洞。横洞的位置应考虑施工需要和施工主攻方向。三、横洞的技术条件1.横洞布置

横洞与隧道中心线连接处的平面交角，根据地形及隧道施工组织设计安排而定，一般不宜小于40°。横洞的长度不超过隧道长度的1/7～1/10。横洞洞身的纵剖面在与隧道交接处，一般应与隧道开挖底部标高相同。为了便于排水及出碴运输，横洞洞身应有向洞外不小于3‰的下坡。三、横洞的技术条件2.横洞断面设置

横洞的断面有单道断面、双道断面及部分双道断面三种。部分双道断面为在横洞中适当地段设置错车道而设。一般较短的横洞，且负担隧道施工长度不大时，可用单道断面。而较长的且要负担相当长的隧道施工段落的横洞，可以用双道断面或部分双道断面。三、横洞的技术条件3.其他要点

为便于车辆运输，横洞与隧道相交处可用不小于7倍轴距的圆曲线相连，运输方式可采用无轨运输或有轨运输。

横洞施工宜及早进洞，尽量少作洞口土石方，进洞前应根据地质情况，妥善加固边仰坡。横洞施工方法，应根据其断面大小及地质情况综合确定。横洞洞身宜根据地质条件及是否利用作为永久通风洞而进行局部或全部衬砌。三、横洞施工技术要点不留做运营通风口的横洞洞口应采用浆砌片石进行封闭，封闭长度度宜为3m～5m。一般情况下，横洞较短，比较经济，因此在地形条件允许时，宜优先考虑采用横洞来增辟工作面。在考虑把横洞作为运营时的通风口时，横洞断面大小应按通风要求及施工需要一并考虑，并宜修筑永久衬砌。横洞应根据围岩级别、断面大小合理选用开挖方法,当横洞开挖工作面与正洞的距离小于10m时,应调整爆破参数、降低循环进尺,减小爆破对正洞围岩的扰动。有时在隧道洞口处桥隧相连影响施工，或地质条件差，地形条件不利、路堑开挖量大尚未完工而需进洞等情况下，可利用横洞进入正洞以避免施工干扰和达到提前进洞的目的。1234Tunnelconstruction

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辅助坑道任务二平行导坑学习目标www.islide.cc10知识目标通过本任务的学习，学生应了解平行导坑的概念；掌握平行导坑的作用；理解平行导坑的布置要点；熟悉平导施工要点。能力目标通过本任务的学习，学生应能够读懂平行导坑设计资料；能够组织平导现场施工。一、平行导坑的概念对于长大越岭隧道，由于地形限制，或因通风、排水的需要，不宜选用横洞、竖井、斜井等辅助坑道时，为加快施工速度可采用平行导坑方案。平行导坑常设于正线隧道的一侧，与正洞平行修建，其底面标高略低于正洞，并每隔一定间距设置横通道与正洞相连。设于正线隧道的一侧，与正洞平行修建二、平行导坑的作用平导作用5.作为主要运输巷道及布设管线路巷道。通过平行导坑出碴进料，可以减少正洞施工与运输之间的干扰，提高运输效率和施工效率。6.安全通道。在有坍方堵塞情况时，平行导坑可以作为救援、疏散、避难通道。此外，平行导坑与正洞之间可以构成闭合测量导线网，以提高测量精度。平行导坑还可作为施工的安全通道。平行导坑的设置，将使隧道工程的造价提高15～25%，因此，设置平行导坑应从技术经济等方面综合考虑。1.提前探明隧道施工前方地质情况。平行导坑超前掘进，可以进行地质勘察，充分掌握前方地质情况。2.加快正洞施工速度。平行导坑通过横通道与正洞联络，为正洞施工开辟工作面，加快了正洞施工速度。3.施工排水。平行导坑领先于正洞，其底面标高又低于正洞隧底，大部分地下水可以流入平行导坑排走，使正洞的施工环境得到改善。同时，正洞的地下水可分段经横通道的侧沟流入平行导坑内，集中排出洞外。4.施工通风。平行导坑、正洞及横通道组成一个完善的巷道式通风系统，该系统通风量大，通风阻力小，机械能量消耗小，通风效果好，特别适用于有瓦斯渗出的隧道内通风。三、平行导坑的设置1.平行导坑宜设在地下水来源或出渣运输方便的一侧，对于预留第二线的隧道,应设在二线位置上;位于软弱围岩和特殊地质地段的平导断面、衬砌宜结合二线综合考虑2.与隧道的净距应按地质条件、隧道断面尺寸及施工方法等因素确定。一般为10～25m。3.平导纵坡一般与正洞一致,其坑底高程应根据其功能、运输方式、地下水富水程度等确定,一般宜低于隧道水沟底面不少于2m,兼作排水通道的平行导坑应根据水力计算确定。4.有轨运输错车道的有效长度宜为1～1.5倍施工车辆。5.平行导坑与正洞之间应设置横通道,并应符合下列要求：①应尽量避免通过断层、岩层破碎带等不良地质地段。②与隧道中线的交角宜为40°。③间距应根据施工及进度需要、运营期间功能要求、设备洞室等综合考虑,宜为300m～500m。6.横洞和平行导坑应设置排水沟,其排水能力应满足正洞施工及其自身排水的要求。当作为运营期间救援通道或紧急出口时,排水沟应设盖板。7.为了便于调车和出碴进料，每隔600～800m设置一个反向横通道。四、平行导坑的施工要点5.平行导坑内应单独安设风水管路，采用高效配套的有轨运输。6.平行导坑与横通道的交岔口，应在平行导坑掘进时一次挖成，以减少对平行导坑掘进的正常干扰。7.平行导坑宜优先使用喷锚支护；平行导坑与横通道的交岔口处，跨度较大，围岩压力亦较大，支护应予以加强；8.平行导坑一般可不修筑衬砌。当作为永久通风道或泄水洞时应作衬砌。平形导坑内地质复杂、渗漏严重、空间大、暴露时间长的地段也应衬砌。衬砌一般采用直边墙、曲拱的形式，采用浆砌片石或混凝土等材料。9.平行导坑一般采用单车道有轨运输。1.平行导坑应根据围岩级别、断面大小合理选用开挖方法,当横洞开挖工作面与正洞的距离小于10m时,应调整爆破参数、降低循环进尺,减小爆破对正洞围岩的扰动。2.横洞、平行导坑的排水系统应与正洞统筹考虑3.平行导坑横通道的设置宜按设计布置,施工中可根据地质情况和实际施工组织需要进行调整,并履行变更程序。4.平行导坑的施工，应配备较强的设备及专业工班快速掘进，平行导坑掘进应超前于正洞,超前距离不宜小于相邻横通道的间距，一般应超前正洞2个横通道的距离；但也不宜超前太远，否则平行导坑内通风困难。Tunnelconstruction

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项目九辅助坑道任务三斜井学习目标知识目标能力目标1.了解斜井的概念1.能够识读斜井设计资料2.了解斜井的设计要点2.能够参与斜井施工方案编制3.了解斜井的施工要点3.能够独立完成斜井施工交底书4.掌握斜井的运输方式及安全要求4.能够进行斜井组织管理学习目标www.islide.cc17知识目标通过本任务的学习，学生应了解斜井的概念；熟悉斜井的组成；熟悉斜井的施工；掌握斜井运输方式及安全要求。能力目标通过本任务的学习，学生能够进行斜井现场施工管理的能力。一、斜井的概念斜井是在隧道侧面上方开挖的与之相连的倾斜坑道。当隧道较长而其埋深不大，或隧道穿过地段的地表面有低洼地形可以利用时，可考虑设置斜井。斜井的位置、倾斜度、断面尺寸及井口，井底车场的布置，必须依照隧道施工组织设计中对这个斜井及负担隧道施工的长度与进度的要求，斜井和隧道施工的机械设备条件等因素来综合研究后决定。对斜井本身及隧道施工地段的地下水情况应特别注意考虑。隧道侧面上方开挖的与之相连的倾斜坑道。二、斜井的设计斜井由井口、井身及井底车场组成，如图所示。斜井长度一般不超过200m，以降低工程造价及保证运输效能。井身倾角一般以不大于25°为宜，且井身不设变坡。斜井井底与隧道连接处，采用平坡，称为井底车场。井底车场与井身间用半径12～25m的竖曲线相连。井底车场的长度应根据调车作业的需要确定，其标高与隧道底部标高相同。斜井井口位置应考虑场地条件和防洪要求,井口应高出洪水频率为1/100的水位至少0.5m,且有可靠的防洪措施。井口外场地应能满足调车作业、材料堆放及设置有关机械设备的要求，最小宽度一般不小于20m，并应有向井口外不小于3%的泄水坡度，以避免车辆溜滑或地表水流入井内。（一）斜井的剖面二、斜井的设计（二）斜井的横断面尺寸斜井横断面尺寸应根据设备尺寸、车辆尺寸、管线路安装、人行道及安全间隙而定，同时考虑正洞施工的设备、材料通过斜井运入的要尺寸。根据斜井本身掘进速度及其所负担正洞运输量的要求，斜井井身断面可用单道、双道或三轨双道。一般用单道或三轨双道，在斜井中部设置四轨双道错车断面，以节约轨料及开挖量。在斜井需作为永久通风道时，则其断面大小应满足通风要求。斜井中必须设置宽度不小于0.7m的人行道。二、斜井的设计（三）斜井与正洞的平面连接斜井与隧道中线的平面交角一般设为40°～45°。根据地质条件及运输量的不同，斜井井身与正洞相连接的地段，可设计成单联式或双联式。单联式施工简单，但井底车场地段调车作业拥挤，易造成堵塞，且易发生安全事故，故仅宜于短斜井及运量不大的情况下使用。双联式便于调车作业，但构造复杂，三角区地段施工困难，故适用于运输量大，斜井与正洞连接处地质条件较好的情况。二、斜井的设计（四）要点说明根据铁路隧道设计规范，斜井设置应符合下列规定：1)斜井运输方式应根据提升量、斜井长度、坡度及井口地形选择2)井底车场与隧道中线连接处的平面交角不宜小于40°3)斜井井口场坪应设计为向洞外不小于3‰的下坡;井底应设缓坡段。井口和井底变坡点应设置竖曲线,竖曲线半径宜采用12m～20m。4)斜井应设置宽度不小于0.7m的人行道,倾角大于15°时应设置台阶。5)无轨运输斜井,每隔300m～500m宜设置一处安全防撞设施。6)有轨运输的斜井井身纵断面不宜变坡,井身每隔300m～500m应设一个躲避洞。三、斜井的施工要点施工要点3．斜井施工，需要支护的地段，以采用喷锚支护为宜，倾角大于25°的斜井，也可采用构件支撑，其支柱斜度宜为斜井倾角之半，但最大不超过9°，各排架支撑间应用三道纵撑支稳。4．斜井一般不作衬砌，对于井口及井底车场地段，为了保证安全，可作一定长度的衬砌。当井身通过不良地质或渗水严重地段，也须作衬砌。衬砌一般采用弧形拱圈及直边墙的形式斜井开挖采用钻爆作业，应符合下列要求：1.钻眼方向宜与斜井的倾角一致,眼底应比井底高程略低（加深10～20%。），每个循环进尺应检测其高程并控制井身的斜度,每隔10～20m应复核其中线、高程。2．采用耙斗装碴机扒碴，一般每20m移动一次，距工作面安全距离不小于6m，每欠移动后均应检查机身与固定装置是否牢靠。装碴时，除司机外，其他人员均应退至安全地点，工作中要注意保护电线路。装碴后应对机械进行检查，保养和用挡板防护。检查钢丝绳时如发现一个捻距断丝总面积的10%，应立即更换。四、斜井的运输方式选择1.斜井综合坡率i≤13%时,宜采用汽车运输方式;斜井综坡率13%<i≤27%时,可选用轨道矿车提升或皮带运输方式斜井综合坡率27%<i≤47%时,可采用轨道矿车提升;斜井综合坡率47%<i≤70%时,可采用大型萁斗提升。2.斜井井口、软弱固岩段、井底调车场、作业洞室应加强支护。斜井坡率≥47%,井身模筑衬砌墙基应做成台阶形式。3.斜井施工前应根据设计涌水量进行排水方案设计,主要内容应包括:抽排水设备规格及型号、管径及数量、水仓及集水加的设置等。有涌、突水可能的隧道,设备配置应考虑备用,电设置双回路,并有备用电源。四、斜井提升运输设备斜井运输一般采用卷扬机牵引斗车的有轨运输，主要设备有提升绞车、天轮架及天轮、提升用的钢丝绳、地滚、连接设备及装碴或装料的车辆、轨道及道岔等。用箕斗提升时还有箕斗卸碴架。单联式斜井多用单道，并在斜井与隧道相交地段用曲轨及道岔与隧道将连接。当采用双联式斜井时，则多用三轨双道，而在斜井与隧道相交的分岔地段分别以曲轨及道岔连接，分叉线则各为单道，重、空车分别占用一个分叉来进行调车作业。为提高运输效率，可在井底调车场加设储碴仓，并尽量不在斜井口处进行摘挂作业。斜井坡度较小时亦可采用皮带输送或无轨运输。五、斜井运输安全设施1．运输提升速度不应超过下表所列数值。五、斜井运输安全设施5．斜井中运行的车辆，应设置断绳保险装置，以防止跑车。6．在井身的一侧每隔30～50m，设避人洞一个（宽1.0m，高1.8m，深1.0～1.2m），供工作人员躲避之用。安全设施2．提升绞车应有深度指示器及防过卷装置，并应在钢丝绳上设明显的深度装置。3．以井口为中心，在井口及井底之间及井口与绞车房之间，用音响和色等信号联系，并安装直通电话，以便随时掌握井上井下的运输情况。4．设置井口挡车器和井身挡车器，防止车辆溜滑。斜井运输五、斜井运输安全设施挡车器井口挡车器，设在井口摘挂钩地段与井口之间，采用8～15kg钢轨弯制。其一段由于配重的作用使挡车器的另一端高出轨面以阻挡车辆下滑。当提升车辆由井内拉出时，挡车器上端受轮轴的碰撞而沿固定轴旋转倒下，使斗车通过。当需要车辆下入井内时，用脚踩下设在一侧的脚踏板，使挡车器的上端低于轨面，让车辆通过。井身挡车器设于井底变坡点附近，见图。用Φ25～30mm的钢丝绳，在轨道下面穿过，围成直径1.6～1.8m的圆环，此钢丝绳环的顶部沿滑轮下垂至高处轨面600～700mm处，以阻挡跑车。当需让车辆通过时，可牵引提绳使钢丝绳垂直于轨道，车辆由环内通过。Tunnelconstruction

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项目九辅助坑道任务四竖井学习目标知识目标能力目标1.了解竖井的概念1.能够识读竖井设计资料2.了解竖井的设计要点2.能够参与竖井施工方案编制3.了解竖井的开挖与支护3.能够独立完成竖井施工交底书4.掌握竖井的施工要点4.能够进行竖井工组织管理学习目标www.islide.cc31知识目标通过本任务的学习，学生应了解竖井的设计要点；熟悉竖井的施工流程；掌握竖井的施工要点。能力目标通过本任务的学习，学生应能组织竖井施工的能力。一、竖井的概念竖井是在隧道上方修筑的与隧道相连的竖向坑道。隧道覆盖层较薄或在中间适当位置覆盖层不厚，施工中又需增加工作面时，可采用竖井方案。竖井深度一般不超过150m。竖井是在隧道上方修筑的与隧道相连的竖向坑道。二、竖井的设计要点（一）竖井的位置选择竖井应设在较低处或沟谷的两侧，防止洪水危害。竖井可设在隧道一侧，与隧道净距15m～25m。竖井也可设置在隧道正上方。竖井设置在隧道一侧时，施工安全、干扰少，但通风效果差；竖井设在隧道正上方时，通风效果好，不需另设水平通道，但施工干扰大，施工不安全。竖井与隧道正洞的连接可采用单向垂直通道双联式或双向环形通道双联式。竖井承担正洞施工段落短、出渣量较少时,可采用单向垂直通道双联式;竖井承担正洞施工段落长,且要求时,可采用双向环形通道双联式竖井。二、竖井的设计要点（二）竖井的断面竖井断面可采用圆形和矩形。圆形断面受力条件好，能承受较大的围岩侧压力，但断面利用率低，开挖、支撑及衬砌比较困难。矩形断面施工较为方便，但受力条件差。故竖井的断面应根据地质条件、施工等因素综合选择。竖井断面尺寸应根据斗车尺寸、通风排水设施与安全梯的布置以及安全间隙等因素确定，直径约为4m～6m。二、竖井的设计要点（三）竖井的构造竖井由井口圈、井筒、壁座、井筒与隧道间的联接段、井下集水坑等部分组成。井口段常处于松软土壤中，从地面往下1m～2m（严寒地区至冻结线以下0.25m）应设置钢筋混凝土锁口圈，以承受土压、井口建筑物的压力、机具设备的荷重及施工时挂钩悬吊的荷重。壁座是为防止井壁下滑而设置的，视地质情况及衬砌结构确定壁座间距，一般为30m～40m。三、竖井的开挖与支护施工中，在井口、井底需有必要的安全措施及通讯信号设备。围岩较破碎时需修筑永久衬砌，开挖面与衬砌之间的距离不宜超过30m，衬砌厚度由设计计算确定，并不小于20cm。此外，在有条件和必要时，可设置投料孔，（即一种小断面简单易行竖井），用于向洞内投放砂、石材料及混凝土等。此种投料孔常用钻井的方法施作，并与斜井或竖井配合使用，以减少进料对斜井或竖井运输的压力，从而提高斜井或竖井的生产能力。竖井开挖一般采用钻眼爆破的方法，以人力装碴。按照平面布置的要求，在布置抽水管路附近设加深的掏槽炮眼以便爆出集水坑。向下掘进时，每掘进一定深度（一般为2m）应根据地质条件对竖井井壁进行支护。支护可采用临时木框架，也可灌注混凝土护壁。为了确保安全，井口应在开挖前设置混凝土锁口圈。四、竖井的施工要点2.竖井开挖钻爆作业还应符合下列要求：1）井身开挖宜采用直眼掏槽,岩层倾斜较大且裂隙明显,可用楔形掏槽或其他形式掏槽,有地下水时可采用立式梯台超前掏槽法。2）眼前应将开挖工作面的石渣清除干净并排除积水,炮眼钻完后,应将孔口临时堵塞。3）每次爆破后应检测断面,不得有欠挖。每掘进5m～10m应核对一次中线，及时纠正偏斜。施工要点1.井口应设置防雨设施,井口的锁口圈应在井身掘进前完成，锁口圈施工应符合下列要求：1）应采用钢筋混凝土结构。2）应高出地面0.5m或浇筑环形挡墙,并做好井口场地排设施。3）应和下部井颈、井壁连成整体,作为井架基础时,应与井架构连成整体。竖井四、竖井的施工要点3.竖井装渣宜用抓岩机,出渣可采用井架吊桶或罐笼,井架可采用龙门架、帐幕式井架或三角架,必要时应设稳绳装置和其他安全措施。4.竖井开挖应进行机械通风,降低有害气体浓度,作业环球应符合健康及安全标准要求。5.竖井作业应建立简单、可靠、联锁严密的信号系统。井口与纹车房之间应采用声光兼备的信号装置,并设直通电话。每一台提升绞车信号系统应独立。五、竖井提升作业要求1）提升机械不得超负荷运行,并应有深度指示器、防过卷过速保护装置、限速器和松绳信号等。2）采用罐笼提升时,应符合下列要求:1)罐笼提升应设置安全可靠的防坠器。凡兼作升降人员的单绳提升罐笼,必须设置安全保险装置2)罐笼提升时,深井宜采用钢丝绳罐道,浅井宜采用单侧布置的刚性罐道。3)罐笼提升的加速度值,升降人员时,不得大于0.75m/s2；升降物料时，不大于1m/s2。升降人员的最大速度不得超过12m。4)提升速度大于3m/s的提升系统,应设防撞梁和托罐装置,防撞梁不得兼作他用。5)钢丝绳罐道每根罐道绳的最小刚性系数不得小于0.5N/m,各罐道绳张紧力之差不得小于平均张紧力的5%,并应符合内侧张紧力大、外侧张紧力小的布要求。6）钢丝绳罐道应在井口和井底进出车处安设承接装置一段刚性罐道吊桶提升所用的钩头连接装置应牢固,不得自动脱钩,并应缓转器。吊桶沿稳绳升降时最大加速度值不应大于0.5m/s;吊桶在无稳绳段升降的最大加速度值不应大于0.3m/s2。Tunnelconstruction

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第九章辅助坑道任务五隧道竣工后辅助坑道处理学习目标www.islide.cc41知识目标掌握隧道竣工后，辅助坑道的处理要点。结合综合案例，理解辅助坑道的设计施工。能力目标具备竣工后处理辅助坑道的能力。具备结合综合案例，对所学知识融会贯通的能力。学习目标www.islide.cc42知识目标通过本任务的学习，学生应掌握隧道竣工后，辅助坑道的处理要点；结合综合案例，理解辅助坑道的设计施工。能力目标通过本任务的学习，学生应能具备竣工后处理辅助坑道的能力。一、辅助坑道竣工后处理辅助坑道在隧道主体工程竣工后,应按下列规定进行处理1.对排水系统进行整理,水流应通畅;2.为运营服务的辅助坑道,洞(井)口及与正洞连接处应设置安全防护设施;不予利用的洞(井)