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公路隧道竖井结构设计及施工方案

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书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
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公路隧道竖井结构设计及施工方案
摘要：城开特长公路隧道拟采用三区段纵向式送排风方案，开县端设置为送排风竖井。细致阐述了竖井结构设计方案，尤其是对锁口圈及交叉口部位的设计。同时，介绍了本隧道竖井采用的施工方案，以及各复杂部位的施工注意事项。最后得出以下结论：①竖井锁口圈及交叉口部位宜采用钢筋混凝土结构；②通风联络道与隧道主洞交叠部位间距不宜小于5m；③结合竖井地质情况、水文条件、井口场地、运输条件、技术设备及工期要求等选择合理的施工方案。
关键词：竖井;通风联络道;锁口圈;交叉口
近年来在国家战略交通先行的背景下，我国交通投资、建设规模持续攀升。崇山峻岭之间建设高速公路，需要修建越来越多的特长隧道，长度甚至超过10km。为满足运营通风及防灾救援通风要求，5km以上公路隧道需于隧道洞身段设置竖井或斜井形成分段纵向式通风。竖井作为一种特殊的、有别于常规隧道的竖向地下结构型式，无论从结构设计还是施工技术，均需要根据其特点进行分析研究。虽然，国内外学者和建设者对竖井设计及施工开展了大量的研究，但由于每个工程项目有其自身的特点和要求，施工设备也在不断提升和改进，施工水平也在持续进步，因而，竖井结构设计及施工相关的研究对于高速公路建设仍具有重要的指导意义。
1工程概况
城开特长隧道是银川至百色国家高速公路重庆开县至城口(渝陕界段第1页共5页

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书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
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高速公路重大控制性工程之一，左线隧道起讫桩号为ZK71+781~ZK83+270m，长11489m；右线隧道起讫桩号为K71+778~K83+234m，长11456m，最大埋深约为1366m；隧道采用三区段纵向式送排风方案，城口端通风斜井长791m（平长），坡度22.3°。开县端送风竖井长303.6m，排风竖井长303m。综合考虑隧道通风、地质条件、路线布置、竖井施工等多方面的因素，确定竖井通风系统的平面总体布置情况见图1。竖井井位属于构造剥蚀中高山地貌，地形坡度较平缓，一般地形坡度15°~30°，局部地段呈陡坎状。上覆全新统崩坡积层（Q4col+dl），厚度约为3.5m，下伏基岩为志留系下统新滩组+罗惹坪组（S1x+l）砂质页岩。竖井围岩级别除洞口30m为Ⅴ级外，其余段均为Ⅳ级。综合地下径流模数法和大气降水渗入法，竖井平水期涌水量预测值为1005m3/d，丰水期涌水量预测值为3015m3/d。
2竖井结构设计方案研究
2.1竖井、联络风道、送排风口内轮廓。竖井、联络风道的面积是根据通风计算确定的经济断面（竖井内净空参数见表1），结合围岩条件和各结构开挖断面大小，竖井采用圆形结构(送风井内径为8.4m，排风井内径为7m，联络风道采用直边墙结构。通风联络道排风口与隧道正洞垂直，受排风口风速的限制，排风口面积满足风速v3竖井施工方案研究
3.1目前常用的竖井施工方法。根据国内外煤炭、冶金及水利水电等行业在竖井施工方面的经验，目前竖井的基本施工方法可按照隧道主洞与竖井建成的先后进行选择:正井法及反井法。正井法：从井口开始全断面开挖，自上而下施工，井筒开挖一次凿岩爆破成型，采用抓岩机装渣，采用吊桶提升运输洞渣和第2页共5页

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