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【摘要】随着我国公路建设事业的不断进步，研究公路隧道竖井施工技术凸显出重要意义。本文首先对公路隧道竖井施工做了概述，分析了公路隧道竖井的特点及施工中存在的问题，研究了竖井通风技术，探讨了竖井施工中应重视的结构设计内容，最后对多种施工方法进行了综合比较。
【关键词】公路隧道；竖井施工；技术；探讨
中图分类号：X734文献标识码： A
一、前言
我国公路隧道建设事业的不断发展，对于公路隧道竖井施工技术提出了新的要求。探讨公路隧道竖井施工技术，对于提升公路隧道的建设水平有着重要作用。该课题的研究将对相关工作起到指导意义，本文从概述相关内容着手本课题的研究。
二、概述
随着我国公路交通事业飞速发展，公路隧道通风竖井建设将会日益增多，如何选用简单、经济、环保、安全的施工工法，对提高施工单位的经济效益，确保施工安全和进度，保护施工区域的自然环境具有非常重要的意义。
近年来，国外一些国家的竖井开凿工程量逐年增多。为了提高建井速度和质量，各国都把竖井掘进技术作为一项重要的研究工作。竖井施工法有两种：自上而下全断面法和反井法（爬罐法、小导洞法、反井钻机法）。国外公路隧道竖井施工成功采用了矿山竖井施工的成熟技术。
我国公路隧道竖井施工一般采用自上而下的全断面法施工，开挖、初支、二衬单行作业。钻井施工仍以手持凿岩机钻眼爆破法为主，采用毫秒雷管、火雷管、导爆索、导爆管相结合的浅孔光面爆破技术，装碴采用人工、抓岩机或小型挖机装碴，吊桶提升；手持喷射混凝土（干喷）进行锚喷初期支护；竖井开挖及初支完成后进行竖井衬砌，衬砌采用液压滑模从井底向上浇筑，人工振捣密实。
三、公路隧道竖井的特点及施工中存在的问题
公路隧道竖井有以下特点：竖井断面普遍较大（目前国内公路隧道竖井开挖直径大部分在6.1-9.0米范围），而且有继续扩大趋势；公路隧道竖井深度与矿山竖井相比较小，大部分在150-400m范围，绝大部分在山岭隧道中间部位，处嵩山峻岭之中，进场施工条件差，多为岩石隧道竖井。
目前国内外公路隧道竖井施工及研究存在问题：施工方法大部分采用自上而下全断面开挖法，施工进度慢、施工成本高；竖井施工的研究主要集中在如何提高机械化程度，充分发挥机械化的综合效能，如何达到最高月掘进长度方面。而公路隧道施工的关键工期往往不是竖井施工，而是隧道正洞的施工；为提高竖井施工机械化程度，需要运输大型机械设备及大量材料的标准较高的施工便道，修施工便道造成的大面积开挖和竖井井口弃碴对环境破坏较大；公路隧道竖井施工对一个企业来说很可能是短期行为，大型设备的购买很难发挥效益，造成设备闲置。
四、公路隧道竖井通风技术
1.通风的目的：排除工作面的炮烟、喷锚粉尘等各种有害气体和烟尘；对工作面提供足够的新鲜空气，确保人员安全和身体健康；创造良好的工作环境，确保工程质量。
2.通风方式的选择
先导井后扩挖法施工通风分两个阶段：①导洞开挖的施工；②正洞扩大法的施工。正洞扩大法因小导洞已打通，并与正洞连通，上下大气压力在洞内形成的风量和流速满足施工需要，可不考虑，主要考虑小导洞掘进的通风。综合考虑场地、施工方法、工期等各项条件反复论证后，决定施工通风采用压入式通风方法，这是因为：竖井底部的污蚀空气沿竖井向上流出，并带出竖井内的有害有毒气体和粉尘，通风能力强、效果好；抽出式通风和混合式通风方式将通风机布置在竖井内，对施工地形干扰大，抽出式通风方式有效吸尘很短，效果不理想。
五、竖井施工中应重视的结构设计内容
1.竖井的锁口圈的设计
锁口圈的高度是需要按照地址地形的情况来设定的。一般的设定都是需要覆盖层的厚度。要尽量的埋置于较好的基岩当中，主要的目的就是为了避免在施工的过程中水的流入。锁口圈的高度至少需要高出地面1米左右。锁口圈的底部就是采用钢筋混凝土的材料，考虑到井口土质比较松软的问题，并且在井口的部位会承受很多的荷载，锁口圈的厚度不能过于薄，在四周的位置最好采碎石片来进行压实，防治在施工的过程中出现锁口圈的位置偏移的现象。在锁口圈的顶部最好要搁置一个明洞衬砌，主要的目的就是能够使得锁口圈承受来自各个方面的荷载。当锁口圈作用在建筑物中时，应该核算一下截面的垂直应力需要满足的基本要求。并且还要计算出轴力、弯矩的值，主要就是根据混凝土偏心受压构建抗压强度的验算。
2.井身的设计
竖井衬砌就需要按照相关的原理，采用复合的衬砌技术，主要就是考虑到施工的安全性。两次衬砌的原则就是要求竖井在施工完后在操作，以免对施工过程中产生太大的干扰，因此对初期的支护是应当适当的加强的。在竖井的底部主要就是有马头门，马头门就是受到周边围岩不同方向的荷载受力。在设计上就应该对初期的支护与二次的衬砌进行合理的加强处理。
竖井的井口部位的地质比较差，通常采用就是敞口的技术开挖，在修筑明洞的结构形式。对于基层土的地段，就应该先考虑地表，采取一定的加固措施，如钻孔咬合桩、地下连续墙、钢板桩、高压旋喷桩、水泥搅拌桩等。井身的衬砌也承受来自地表层的压力，通过太沙基的理论计算，可以采用三维有限元的计算，结构相应的也会合理的。在二次衬砌的技术施工过程中，都是从下向上进行浇筑的。因此竖井最好不要设置壁座。若是竖井的位置埋的比较深，就需要考虑到二次衬砌所承受的重量。在竖井的井底与通风的接口处偶读应该设置矩形的断面，保证竖井能够与风道进行连接，也是方便设于施工。在竖井的井身与风道的顺接还有就是导流叶片的位置布置，井底能够设置不小于5米的过渡段，将竖井的断面有圆形转变为方形。
六、公路隧道竖井施工方法综合比较
1.全断面法
这种方法是采用机械化配套作业,自上而下全断面一次钻爆凿井成型施工。先掘进竖井锁口圈段后,再下挖30m-40m,再安设多层移动工作平台,进行提升、悬吊等辅助设施的安装,然后转入井筒钻爆掘进施工。施工中采用抓岩机装岩,单钩提升吊桶出渣,石渣全部由井口运出，为保持工作面空气清新,必须进行机械通风。
此种施工方法的特点是,竖井内全部渣量均弃于井口外,需要有施工便道能修建至井口的条件,供大型设备运输和弃渣,同时井口需要有供升降机、井架等布置的施工场地。
缺点是:占用土地面积大，对自然环境影响较大，修建便道增加的工程量大，需投入比较多的设备，出渣效率较低，劳动强度大，施工进度慢，安全风险大，对地质条件比较恶劣或有大的地质构造带时，自下而上掘进中钻孔难，施工进尺缓慢，安全风险均大大增加，同时配套设备多与工作面狭小而相互干扰等不利因素。优点是:适用的竖井深度、直径范围大，工艺简单，技术成熟,便于操作。
2.衬砌方法
竖井是一种筒型规则断面薄壁结构，衬砌主要分为初期支护和二次衬砌，初期支护的施工一般采用常规的工艺、方法，且其施作的时机取决于工程地质条件，随开挖进行。而二次衬砌混凝土除加强支护作用外，需确保井筒周邊成型面的光滑、平顺，减少流体通过的阻力，其施工方法通常采用翻模、爬模和滑模。
衬砌混凝土的施工方法选取，需着重考虑如下几个方面：为确保结构整体性，不同断面尺寸设计，实现多腔室衬砌一次成型问题；施工进度、工效对成本影响问题；混凝土浇注模架的提升、支撑或悬吊问题；配套设备、人员、电力投入；施工安全。
七、结束语
通过对公路隧道竖井施工技术的相关研究，我们可以发现，作为公路隧道施工的重要环节之一，公路隧道竖井施工应该引起相关人员的高度关注。有关人员应该从公路建设的实际出发，研究制定最具针对性的个性化施工技术方案。
参考文献：
[1] 李文俊.特长公路隧道竖井设计及施工方法探讨[J].公路.2011（15）：88-89.
[2] 常民生，赵中宇.超深竖井快速掘进施工新法[J].长江科学院院报.2013（10）：26-28.
[3] 赵秋林，魏军政.特长公路隧道竖井设计及施工方法探讨[J].公路.2010（13）：108-109.
[4] 常民生，赵中宇.超深竖井快速掘进施工新法[J].长江科学院院报.2011（12）：26-28.
[5] 梁永忠.明月山隧道通风竖井施工技术[J].山西建筑.2011（28）：339-340.
【关键词】公路隧道；竖井施工；技术；探讨
中图分类号：X734文献标识码： A
一、前言
我国公路隧道建设事业的不断发展，对于公路隧道竖井施工技术提出了新的要求。探讨公路隧道竖井施工技术，对于提升公路隧道的建设水平有着重要作用。该课题的研究将对相关工作起到指导意义，本文从概述相关内容着手本课题的研究。
二、概述
随着我国公路交通事业飞速发展，公路隧道通风竖井建设将会日益增多，如何选用简单、经济、环保、安全的施工工法，对提高施工单位的经济效益，确保施工安全和进度，保护施工区域的自然环境具有非常重要的意义。
近年来，国外一些国家的竖井开凿工程量逐年增多。为了提高建井速度和质量，各国都把竖井掘进技术作为一项重要的研究工作。竖井施工法有两种：自上而下全断面法和反井法（爬罐法、小导洞法、反井钻机法）。国外公路隧道竖井施工成功采用了矿山竖井施工的成熟技术。
我国公路隧道竖井施工一般采用自上而下的全断面法施工，开挖、初支、二衬单行作业。钻井施工仍以手持凿岩机钻眼爆破法为主，采用毫秒雷管、火雷管、导爆索、导爆管相结合的浅孔光面爆破技术，装碴采用人工、抓岩机或小型挖机装碴，吊桶提升；手持喷射混凝土（干喷）进行锚喷初期支护；竖井开挖及初支完成后进行竖井衬砌，衬砌采用液压滑模从井底向上浇筑，人工振捣密实。
三、公路隧道竖井的特点及施工中存在的问题
公路隧道竖井有以下特点：竖井断面普遍较大（目前国内公路隧道竖井开挖直径大部分在6.1-9.0米范围），而且有继续扩大趋势；公路隧道竖井深度与矿山竖井相比较小，大部分在150-400m范围，绝大部分在山岭隧道中间部位，处嵩山峻岭之中，进场施工条件差，多为岩石隧道竖井。
目前国内外公路隧道竖井施工及研究存在问题：施工方法大部分采用自上而下全断面开挖法，施工进度慢、施工成本高；竖井施工的研究主要集中在如何提高机械化程度，充分发挥机械化的综合效能，如何达到最高月掘进长度方面。而公路隧道施工的关键工期往往不是竖井施工，而是隧道正洞的施工；为提高竖井施工机械化程度，需要运输大型机械设备及大量材料的标准较高的施工便道，修施工便道造成的大面积开挖和竖井井口弃碴对环境破坏较大；公路隧道竖井施工对一个企业来说很可能是短期行为，大型设备的购买很难发挥效益，造成设备闲置。
四、公路隧道竖井通风技术
1.通风的目的：排除工作面的炮烟、喷锚粉尘等各种有害气体和烟尘；对工作面提供足够的新鲜空气，确保人员安全和身体健康；创造良好的工作环境，确保工程质量。
2.通风方式的选择
先导井后扩挖法施工通风分两个阶段：①导洞开挖的施工；②正洞扩大法的施工。正洞扩大法因小导洞已打通，并与正洞连通，上下大气压力在洞内形成的风量和流速满足施工需要，可不考虑，主要考虑小导洞掘进的通风。综合考虑场地、施工方法、工期等各项条件反复论证后，决定施工通风采用压入式通风方法，这是因为：竖井底部的污蚀空气沿竖井向上流出，并带出竖井内的有害有毒气体和粉尘，通风能力强、效果好；抽出式通风和混合式通风方式将通风机布置在竖井内，对施工地形干扰大，抽出式通风方式有效吸尘很短，效果不理想。
五、竖井施工中应重视的结构设计内容
1.竖井的锁口圈的设计
锁口圈的高度是需要按照地址地形的情况来设定的。一般的设定都是需要覆盖层的厚度。要尽量的埋置于较好的基岩当中，主要的目的就是为了避免在施工的过程中水的流入。锁口圈的高度至少需要高出地面1米左右。锁口圈的底部就是采用钢筋混凝土的材料，考虑到井口土质比较松软的问题，并且在井口的部位会承受很多的荷载，锁口圈的厚度不能过于薄，在四周的位置最好采碎石片来进行压实，防治在施工的过程中出现锁口圈的位置偏移的现象。在锁口圈的顶部最好要搁置一个明洞衬砌，主要的目的就是能够使得锁口圈承受来自各个方面的荷载。当锁口圈作用在建筑物中时，应该核算一下截面的垂直应力需要满足的基本要求。并且还要计算出轴力、弯矩的值，主要就是根据混凝土偏心受压构建抗压强度的验算。
2.井身的设计
竖井衬砌就需要按照相关的原理，采用复合的衬砌技术，主要就是考虑到施工的安全性。两次衬砌的原则就是要求竖井在施工完后在操作，以免对施工过程中产生太大的干扰，因此对初期的支护是应当适当的加强的。在竖井的底部主要就是有马头门，马头门就是受到周边围岩不同方向的荷载受力。在设计上就应该对初期的支护与二次的衬砌进行合理的加强处理。
竖井的井口部位的地质比较差，通常采用就是敞口的技术开挖，在修筑明洞的结构形式。对于基层土的地段，就应该先考虑地表，采取一定的加固措施，如钻孔咬合桩、地下连续墙、钢板桩、高压旋喷桩、水泥搅拌桩等。井身的衬砌也承受来自地表层的压力，通过太沙基的理论计算，可以采用三维有限元的计算，结构相应的也会合理的。在二次衬砌的技术施工过程中，都是从下向上进行浇筑的。因此竖井最好不要设置壁座。若是竖井的位置埋的比较深，就需要考虑到二次衬砌所承受的重量。在竖井的井底与通风的接口处偶读应该设置矩形的断面，保证竖井能够与风道进行连接，也是方便设于施工。在竖井的井身与风道的顺接还有就是导流叶片的位置布置，井底能够设置不小于5米的过渡段，将竖井的断面有圆形转变为方形。
六、公路隧道竖井施工方法综合比较
1.全断面法
这种方法是采用机械化配套作业,自上而下全断面一次钻爆凿井成型施工。先掘进竖井锁口圈段后,再下挖30m-40m,再安设多层移动工作平台,进行提升、悬吊等辅助设施的安装,然后转入井筒钻爆掘进施工。施工中采用抓岩机装岩,单钩提升吊桶出渣,石渣全部由井口运出，为保持工作面空气清新,必须进行机械通风。
此种施工方法的特点是,竖井内全部渣量均弃于井口外,需要有施工便道能修建至井口的条件,供大型设备运输和弃渣,同时井口需要有供升降机、井架等布置的施工场地。
缺点是:占用土地面积大，对自然环境影响较大，修建便道增加的工程量大，需投入比较多的设备，出渣效率较低，劳动强度大，施工进度慢，安全风险大，对地质条件比较恶劣或有大的地质构造带时，自下而上掘进中钻孔难，施工进尺缓慢，安全风险均大大增加，同时配套设备多与工作面狭小而相互干扰等不利因素。优点是:适用的竖井深度、直径范围大，工艺简单，技术成熟,便于操作。
2.衬砌方法
竖井是一种筒型规则断面薄壁结构，衬砌主要分为初期支护和二次衬砌，初期支护的施工一般采用常规的工艺、方法，且其施作的时机取决于工程地质条件，随开挖进行。而二次衬砌混凝土除加强支护作用外，需确保井筒周邊成型面的光滑、平顺，减少流体通过的阻力，其施工方法通常采用翻模、爬模和滑模。
衬砌混凝土的施工方法选取，需着重考虑如下几个方面：为确保结构整体性，不同断面尺寸设计，实现多腔室衬砌一次成型问题；施工进度、工效对成本影响问题；混凝土浇注模架的提升、支撑或悬吊问题；配套设备、人员、电力投入；施工安全。
七、结束语
通过对公路隧道竖井施工技术的相关研究，我们可以发现，作为公路隧道施工的重要环节之一，公路隧道竖井施工应该引起相关人员的高度关注。有关人员应该从公路建设的实际出发，研究制定最具针对性的个性化施工技术方案。
参考文献：
[1] 李文俊.特长公路隧道竖井设计及施工方法探讨[J].公路.2011（15）：88-89.
[2] 常民生，赵中宇.超深竖井快速掘进施工新法[J].长江科学院院报.2013（10）：26-28.
[3] 赵秋林，魏军政.特长公路隧道竖井设计及施工方法探讨[J].公路.2010（13）：108-109.
[4] 常民生，赵中宇.超深竖井快速掘进施工新法[J].长江科学院院报.2011（12）：26-28.
[5] 梁永忠.明月山隧道通风竖井施工技术[J].山西建筑.2011（28）：339-340.