2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、<p>  三聯(lián)隧道輔助坑道優(yōu)化設(shè)計(jì)</p><p>  摘要:針對六沾鐵路三聯(lián)隧道W4標(biāo)整體進(jìn)度滯后的現(xiàn)狀,為保證工期得以實(shí)現(xiàn),通過科技創(chuàng)新和經(jīng)驗(yàn)總結(jié),將三聯(lián)隧道輔助坑道做進(jìn)一步的優(yōu)化,1#斜井10#、11#橫通道及區(qū)間平導(dǎo)擴(kuò)大為有軌雙車道斷面,2#斜井增設(shè)迂回平導(dǎo)等方式進(jìn)行切實(shí)可行的優(yōu)化,為三聯(lián)隧道現(xiàn)場施工提供指導(dǎo)。 </p><p>  關(guān)鍵字:輔助坑道 迂回平導(dǎo) 優(yōu)化設(shè)計(jì)

2、 </p><p>  中圖分類號: S611文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A </p><p><b>  0引言 </b></p><p>  隨著我國鐵路建設(shè)事業(yè)的快速發(fā)展,長大山嶺隧道不斷出現(xiàn)。為了縮短工程建設(shè)工期,長大隧道一般需要設(shè)置輔助坑道。通常采用的輔助坑道有橫洞、平行導(dǎo)坑、斜井和豎井4種型式來實(shí)施“長隧短打”方案。各類輔助坑道的凈空必須滿足運(yùn)輸

3、設(shè)備提升、設(shè)備進(jìn)洞、通風(fēng)、排水和安全間隙等要求,只有合理有效的利用輔助坑道才能實(shí)現(xiàn)“長隧短打,快速施工”的目的。 </p><p><b>  1工程概況 </b></p><p>  三聯(lián)隧道位于云南省境內(nèi)新背開柱車站出站端,為雙線隧道,進(jìn)口里程DK300+387,出口里程D1K312+601,全長12214m,設(shè)計(jì)行車速度160km/h,凈空限界并滿足通行雙層集裝

4、箱要求。三聯(lián)隧道最大埋深約220m,地質(zhì)條件差,隧道區(qū)域發(fā)育6條斷層和1個(gè)向斜。隧道進(jìn)口下穿既有貴昆線,并位于丁家村滑坡及錯(cuò)落體內(nèi),隧道中部約1080m范圍分布宣威群煤系地層,含媒約20層,層厚0.02~2.37m,煤層瓦斯含量為10.59~12.87m3/t,煤層瓦斯壓力為0.3834~3.2290MPa,C2、C3層媒與瓦斯具突出危險(xiǎn)性。1#斜井工區(qū)為高瓦斯工區(qū)。三聯(lián)隧道是改建鐵路貴昆線六盤水—沾益段全線最長隧道和最重要的控制性工程

5、。合同工期為2008年6月13日至2011年12月12日,合計(jì)42個(gè)月。 </p><p>  2輔助坑道原設(shè)計(jì)情況 </p><p>  隧道進(jìn)口至D1K305+080段4693m隸屬外資3標(biāo)范圍,D1K305+080至隧道出口段7521m隸屬外資4標(biāo)范圍。全隧輔助坑道采用2個(gè)斜井+2段平導(dǎo)方案,各標(biāo)段的輔助坑道型式如圖1所示。 </p><p>  圖1 原設(shè)計(jì)

6、各標(biāo)段輔助坑道型式圖 </p><p>  W3標(biāo):隧道進(jìn)口端線路右側(cè)設(shè)置有軌單車道運(yùn)輸平導(dǎo)一座,全長3108m,凈空尺寸3.5m寬×3.6m高。 </p><p>  W4標(biāo):隧道中部線路右側(cè)設(shè)置有軌單車道運(yùn)輸平導(dǎo)一座,全長1342.95m,凈空尺寸3.5m寬×3.6m高。1#斜井設(shè)于線路右側(cè),主井與正洞相連,副井與中部平導(dǎo)相連,主井斜長411.56m,采用有軌雙車道

7、運(yùn)輸,凈空尺寸5.65m寬×3.4m高,副井斜長378.67m,采用有軌單車道運(yùn)輸,凈空尺寸3.5m寬×3.3m高;2#斜井設(shè)于線路左側(cè),斜長441.25m,采用無軌雙車道運(yùn)輸,凈空尺寸7m寬×6.5m高。 </p><p><b>  3優(yōu)化設(shè)計(jì)原由 </b></p><p><b>  3.1 工期因素 </b>

8、</p><p>  三聯(lián)隧道于2008年6月開工,截止2009年11月10日,三聯(lián)隧道1#斜井、2#斜井正洞尚余4068m未開挖,平導(dǎo)還剩余159.95m未開挖,具體如下: </p><p>  1#斜井工區(qū):1#斜井主副井均已開挖完成;正洞掌子面里程D1K305+860,掘進(jìn)780m;中部平導(dǎo)掌子面里程PDK306+290,掘進(jìn)1183m; </p><p> 

9、 2#斜井已經(jīng)開挖完成,向進(jìn)口方向正洞掌子面里程為D1K309+735,掘進(jìn)1490 m,向出口方向掌子面里程為D1K312+413,掘進(jìn)1188m; </p><p>  正洞還剩余4068m未開挖,平導(dǎo)還剩余159.95m未開挖。 </p><p>  施工現(xiàn)狀具體見圖2。 </p><p><b>  圖2 施工現(xiàn)狀圖 </b></

10、p><p>  根據(jù)近年來各線鐵路施工現(xiàn)狀調(diào)查、工程經(jīng)驗(yàn)及工程類比,并結(jié)合三聯(lián)隧道本身的地質(zhì)特點(diǎn),施工圖中各級圍巖采用的綜合進(jìn)度指標(biāo)如表1。 </p><p>  表1綜合進(jìn)度指標(biāo)(m/月) </p><p>  正洞 圍巖 普通地段 煤系地段 </p><p><b> ?、?130 </b></p><

11、;p><b> ?、?90 </b></p><p><b>  Ⅴ 50 40 </b></p><p>  平導(dǎo) 圍巖 有軌單車道 </p><p><b> ?、?200 </b></p><p><b>  Ⅴ 150 </b></p&

12、gt;<p>  斜井 圍巖 有軌單車道 有軌雙車道 無軌雙車道 </p><p>  Ⅲ 230 200 200 </p><p> ?、?180 150 150 </p><p>  Ⅴ 120 100 100 </p><p>  按照設(shè)計(jì)施工組織,三聯(lián)隧道兩工區(qū)實(shí)際開挖日期推算截止2009年11月10日各工區(qū)的掌子面里程

13、: </p><p>  1#斜井工區(qū):1#斜井主副井本身均已開挖完成,正洞掌子面里程D1K306+735,掘進(jìn)1655m,中部平導(dǎo)掘進(jìn)完畢,掘進(jìn)1342.95m; </p><p>  2#斜井工區(qū):2#斜井本身已經(jīng)開挖完成,向進(jìn)口方向正洞掌子面里程D1K309+572,掘進(jìn)1653m,向出口方向正洞掌子面里程D1K312+164,掘進(jìn)939m。 </p><p>

14、;  由此可以看出現(xiàn)場施工情況: </p><p>  1#斜井工區(qū):因1#斜井工區(qū)正洞及平導(dǎo)變形較為嚴(yán)重,進(jìn)度緩慢,正洞掘進(jìn)滯后875m,中部平導(dǎo)掘進(jìn)滯后159.95m; </p><p>  2#斜井工區(qū)正洞掘進(jìn)滯后54m。 </p><p>  根據(jù)施工現(xiàn)狀及實(shí)際統(tǒng)計(jì)綜合進(jìn)度指標(biāo)分析: </p><p>  中部平導(dǎo)綜合進(jìn)度120m/月

15、、揭煤地段平導(dǎo)進(jìn)度60m/月;正洞Ⅲ級圍巖120m/月、Ⅳ級圍巖75m/月、Ⅴ級圍巖45m/月、揭煤地段正洞35m/月。從2009年11月10日起,完成隧道剩余的4068m需27.04個(gè)月,即土建工程完工日期為2012年2月11日,該工期不能滿足業(yè)主要求的工期,將推遲約4.5個(gè)月。 </p><p>  3.2 高瓦斯安全因素 </p><p>  根據(jù)2009年4月8日,《成都局六沾復(fù)線

16、高瓦斯隧道方案研討會(huì)專家意見》確定三聯(lián)隧道為一級風(fēng)險(xiǎn)隧道,為提高瓦斯突出隧道施工安全度,采取加大瓦斯工區(qū)通風(fēng)能力的方式,進(jìn)一步降低瓦斯的安全風(fēng)險(xiǎn)。 </p><p>  1)通風(fēng)系統(tǒng)的百米漏風(fēng)率由設(shè)計(jì)的1.8%改為按《鐵路瓦斯隧道技術(shù)規(guī)范》上限2.0%取值,以提高通風(fēng)的保證率。 </p><p>  2)瓦斯涌出不均衡系數(shù)取高值2.0,以提高通風(fēng)系統(tǒng)對瓦斯異常涌出的適應(yīng)性。 </p&

17、gt;<p>  根據(jù)正洞揭煤的工況對隧道的施工通風(fēng)進(jìn)行計(jì)算,可以得出通過宣威群煤層時(shí)所需的風(fēng)機(jī)及風(fēng)管參數(shù),見表2。 </p><p>  表2 通過群煤層的風(fēng)機(jī)及風(fēng)管參數(shù) </p><p>  項(xiàng)目 需風(fēng)量(m3/min) 風(fēng)機(jī)風(fēng)量(m3/min) 風(fēng)管風(fēng)速(m/s) 平導(dǎo)回風(fēng)速(m/s) </p><p>  條件一 條件二 條件三 條件四 <

18、;/p><p>  宣威群煤 正洞 230 1258 746 1880 2038 9.23 3.88 </p><p>  通過計(jì)算可知,由于隧道需風(fēng)量加大需選用2根φ1.5m的風(fēng)管,更有利于保證施工安全。僅考慮通風(fēng)需要,不考慮工期要求時(shí),平導(dǎo)斷面在施工圖的凈空基礎(chǔ)上需加高1.35m,凈空尺寸為3.5m寬×4.95m高;如果同時(shí)兼顧瓦斯排放及揭煤、過煤施工通風(fēng)和工期要求,10#橫通道

19、作為從平導(dǎo)至11#橫通道進(jìn)入正洞掌子面施工的運(yùn)輸通道,為盡量爭取多開工作面,加快施工進(jìn)度,將10#、11#橫通道及區(qū)間370m平導(dǎo)斷面加寬1m,兼有有軌雙車道運(yùn)輸功能,凈空尺寸為4.5m寬×4.95m高。 </p><p>  中部平導(dǎo)擴(kuò)大平面示意圖見圖3。 </p><p>  圖3 中部平導(dǎo)擴(kuò)大平面示意圖 </p><p><b>  凈空圖

20、見圖4。 </b></p><p>  圖4 平導(dǎo)凈空斷面圖 </p><p><b>  4優(yōu)化方案的比選 </b></p><p>  4.1方案1:新增3#斜井方案 </p><p>  采用無軌運(yùn)輸,此方案經(jīng)現(xiàn)場多次實(shí)地堪測,初步擬定了兩個(gè)新增3#斜井的方案,由于新增用地困難較大,該方案投資大,斜井自

21、身長度1.5km,工期不能保證,在專家論證會(huì)時(shí)予以否定。 </p><p>  4.2方案2:延長中部平導(dǎo)方案 </p><p>  將平導(dǎo)從1342.95m(平導(dǎo)端里程D1K306+450)延長至1992.65m(D1K307+100)(增加650m),通過揭煤段另開工作面,見圖5三聯(lián)隧道1#斜井中部平導(dǎo)延長平面示意圖 。 </p><p>  圖5 三聯(lián)隧道1#

22、斜井中部平導(dǎo)延長平面示意圖 </p><p>  中部平導(dǎo)進(jìn)入煤系地層后實(shí)際圍巖地質(zhì)較差,平導(dǎo)開挖初支后,還必須進(jìn)行及時(shí)施工仰拱砼,并對部分圍巖進(jìn)行注漿加固,因此進(jìn)度指標(biāo)在設(shè)計(jì)Ⅴ級150m/月的基礎(chǔ)上折減30%,僅達(dá)到100m/月。 </p><p>  平導(dǎo)揭煤瓦斯排放時(shí)間暫按2個(gè)月計(jì)算,平導(dǎo)揭煤進(jìn)度指標(biāo)按設(shè)計(jì)Ⅴ級150m/月的基礎(chǔ)上折減50%,按75m/月預(yù)計(jì)。平導(dǎo)穿過煤層進(jìn)入正洞考慮

23、受有軌運(yùn)輸、斜井提升,以及正洞揭煤瓦斯排放施工干擾等因素,施工進(jìn)度指標(biāo)按設(shè)計(jì)Ⅳ級90m/月的基礎(chǔ)上折減20%,按70m/月預(yù)計(jì),土建工程完工日期為2011年9月30日,能滿足工期要求。 </p><p>  但由于需要二次揭煤,安全風(fēng)險(xiǎn)大,在專家論證會(huì)時(shí)予以否定。 </p><p>  4.3方案3: 2#斜井內(nèi)增加平導(dǎo)方案 </p><p>  由于1#斜井為高瓦

24、斯工區(qū),按原施工圖要求施工至D1K307+740時(shí),施工能力已飽和,沒有能力承擔(dān)更多的施工任務(wù),為保證工期,原由1#斜井承擔(dān)的部分施工任務(wù)調(diào)整由2#斜井工區(qū)施工。在2#斜井內(nèi)正洞D1K309+330里程處,向進(jìn)口方向增設(shè)單車道無軌運(yùn)輸平導(dǎo),增設(shè)橫通道,可滿足工期要求。但是增設(shè)平導(dǎo),2#斜井工區(qū)的壓入式通風(fēng)長度超過4000m,無軌運(yùn)輸通風(fēng)困難,因此該方案必須增設(shè)通風(fēng)豎井(直徑180cm、深度約100m)。 </p><

25、p>  此方案經(jīng)2009年4月8日及2009年4月14日專家論證,已確定推薦采用該方案。 </p><p>  方案比選情況見表2預(yù)選方案對比表 </p><p>  表2 預(yù)選方案對比表 </p><p>  方案名稱 經(jīng)濟(jì)造價(jià) 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 備注 </p><p><b>  方案1: </b></p>

26、;<p>  新增3#斜井方案 3450萬元 1、避開了二次揭煤風(fēng)險(xiǎn); </p><p>  2、減輕了2#斜井端工期壓力。 1、按最大限坡考慮,斜井至少1.5Km,工期過長,不能保證工期; </p><p>  2、需增加一套機(jī)具、臨時(shí)設(shè)施,增加管理人員; </p><p>  3、新增用地困難。 由于工期不能保證,在專家論證會(huì)時(shí)予以否定。 <

27、/p><p><b>  方案2: </b></p><p>  延長中部平導(dǎo)方案 1350萬元 1、工地集中便于管理,所有臨時(shí)設(shè)施可利用現(xiàn)有1#斜井資源; </p><p>  2、工期相對有保障。 1、需要二次揭煤,安全風(fēng)險(xiǎn)大; </p><p>  2、平導(dǎo)煤層走向及傾角不確定,穿越煤層長度不確定; </p>

28、;<p>  3、增加較多的瓦斯檢查、通風(fēng)費(fèi)用。 由于需要二次揭煤,安全風(fēng)險(xiǎn)大,在專家論證會(huì)時(shí)予以否定。 </p><p><b>  方案3: </b></p><p>  2#斜井內(nèi)增加平導(dǎo)方案 3050萬元 </p><p>  1、工地集中便于管理,所有臨時(shí)設(shè)施可利用現(xiàn)有2#斜井資源; </p><p&

29、gt;  2、可以工期保障。 1、通風(fēng)困難,需要增加新的通風(fēng)豎井; </p><p>  2、需要新增加碴場用地; </p><p>  3、平導(dǎo)長度較長。 在專家論證會(huì)時(shí)推薦選用。 </p><p>  經(jīng)濟(jì)造價(jià)的測算是采用2007年8月價(jià)格水平編制。 </p><p>  5輔助坑道優(yōu)化方案 </p><p>  

30、5.1由于10#橫通道作為平導(dǎo)至11#橫通道進(jìn)入正洞掌子面施工的運(yùn)輸通道,將10#、11#橫通道及PDK305+880~PDK306+250段平導(dǎo)擴(kuò)大為有軌雙車道斷面,凈空尺寸為4.5m寬×4.95m高。同時(shí),將D1K305+115處水倉移至D1K305+120處,水倉容積由原來的30m3調(diào)整為180m3,并在平導(dǎo)PDK305+190處增加9-1#橫通道,橫通道凈空尺寸為3.5m寬×3.6m高。 </p>

31、<p>  1#斜井工區(qū)輔助坑道優(yōu)化后平面示意圖見圖6。 </p><p>  圖61#斜井工區(qū)輔助坑道優(yōu)化后平面示意圖 </p><p>  5.2對2#斜井工區(qū)正洞里程D1K309+330處增加一段1900m的無軌單車道迂回平導(dǎo),平導(dǎo)范圍為PDK307+370.34~ PDK309+270.34,此時(shí),2#斜井工區(qū)壓入式通風(fēng)長度超過4000m,此時(shí)無軌運(yùn)輸通風(fēng)的困難,為了

32、解決通風(fēng)問題,在迂回平導(dǎo)起點(diǎn)往出口方向后退18m處增設(shè)一直徑為φ180cm、深度約100m的通風(fēng)豎井。 </p><p>  2#斜井工區(qū)輔助坑道優(yōu)化后平面示意圖見圖7。 </p><p>  圖72#斜井工區(qū)輔助坑道優(yōu)化后平面示意圖 </p><p><b>  6優(yōu)化后實(shí)施效果 </b></p><p>  截止20

33、11年1月18日,三聯(lián)隧道迂回平導(dǎo)施工870m,剩余1030m,11月份170.3m(折5.7m/d),12月份200.3m(折6.7m/d),1月份203.7m(折6.8m/d),2月份(春節(jié)放假2天)完成192m(折6.9m/d)。正洞關(guān)鍵線路剩余2105m,按目前進(jìn)度指標(biāo)施工,能滿足工期要求,優(yōu)化方案后施工情況見圖8三聯(lián)隧道施工平面示意圖。 </p><p>  圖8三聯(lián)隧道施工平面示意圖 </p&g

34、t;<p><b>  7結(jié)束語 </b></p><p>  目前在隧道工程建設(shè)中,對于工期控制性工程,為了滿足工期要求,一般是通過增設(shè)輔助坑道來增加工作面和提高施工進(jìn)度指標(biāo)兩種途徑來實(shí)現(xiàn),三聯(lián)隧道輔助坑道優(yōu)化設(shè)計(jì)后,能提高斜井的出碴運(yùn)輸能力以及斜井的通風(fēng)能力,更加合理地利用現(xiàn)有資源,加快施工進(jìn)度,保證施工工期。 </p><p><b> 

35、 參考文獻(xiàn): </b></p><p>  [1]中華人民共和國鐵道部.鐵路隧道輔助坑道技術(shù)規(guī)范[S].北京:中國鐵道出版社,1995. </p><p>  [2]張健儒.龍廈鐵路象山隧道輔助坑道優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].隧道建設(shè),2010,30(1):33-36. </p><p>  [3]賴滌泉.施工通風(fēng)與防塵[M].北京:中國鐵道出版社,1994. &l

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