西山特长隧道2号竖井开挖施工技术

王 鑫

1 工程概况

太原—古交高速公路的西山特长隧道,设计全长13.654 km,是国内目前在建最长的公路隧道。设计为分离式双洞隧道,其中2号竖井位于右洞左侧35 m处,井口位于沟谷旁的台地上,竖井设计为圆形断面,衬砌后直径为8.2 m,开挖直径达到9.3m～9.9 m,属于大断面竖井,设计深度为156.8 m。竖井中部设计为0.3 m厚的钢筋混凝土隔板,将竖井分隔为进、出风道,在井底设送风道和排风道分别与正洞联通。竖井井身围岩为奥陶系中统峰峰组(O2f)、上马家沟组(O2s)泥灰岩、石灰岩夹白云质灰岩、角砾状灰岩、角砾状白云质泥灰岩,围岩级别Ⅲ级～Ⅴ级,其中泥灰岩地层中的岩溶——溶蚀、溶孔、溶洞较发育。井口围岩为第四系中更新统峙峪组(Q3s)砾卵石、砂土层,稳定性差。竖井含水层距离地面90 m～127 m,地下水为岩溶裂隙水。竖井设计采用柔性支护体系的复合式衬砌,Ⅲ级围岩初期支护采用锚杆、钢筋网和喷射混凝土,Ⅳ级围岩增设型钢拱架,Ⅴ级围岩增设超前小导管注浆支护。竖井衬砌设计为S8的抗渗混凝土,Ⅴ级围岩地段为钢筋混凝土,衬砌每隔10 m设一道壁座。竖井设计剖面如图1所示。

2 竖井施工方案

竖井施工采用自上而下全断面开挖施工,普通机械化配套方案,人工钻孔爆破开挖,采用光面爆破技术,初期支护紧跟开挖面。由于竖井深度156.8 m,且对衬砌的防水要求较高,衬砌采用竖井开挖到设计标高后,自下而上的施工方法,确保衬砌混凝土的密实性。

3 竖井井身开挖施工

3.1 井口段开挖施工

3.1.1 锁井盘、井颈施工

竖井井口锁井盘设计为C30钢筋混凝土,井颈设计为C15片石混凝土。……