大南山隧道交叉口施工方法（一）

田 勇

（山西遠(yuǎn)方路橋集團(tuán)總公司，山西 大同 037005）

大南山隧道交叉口施工方法（一）

田 勇

（山西遠(yuǎn)方路橋集團(tuán)總公司，山西 大同 037005）

文章結(jié)合施工實(shí)踐介紹了大南山隧道交叉口施工所采取的施工方案比選理由、各種施工方案的優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍和最終方案的選定，并對(duì)斜井進(jìn)入正洞圓曲線段施工、斜井導(dǎo)洞段施工、斜井口門架及懸臂梁施工、導(dǎo)洞內(nèi)正洞鋼拱架上臺(tái)階部分施工等進(jìn)行了論述。

大南山隧道；交叉口；施工方法

1 工程概況

大南山特長(zhǎng)隧道位于山西省陽(yáng)泉市盂縣境內(nèi)，全長(zhǎng)5 520 m，設(shè)計(jì)為雙洞三車道泥灰?guī)r隧道。由于施工工期緊張，經(jīng)業(yè)主和設(shè)計(jì)院研究，決定增設(shè)1號(hào)、2號(hào)斜井來(lái)增大工作面，實(shí)現(xiàn)“長(zhǎng)隧短打”，保證工期和質(zhì)量。隧道位于低山區(qū)的咯斯特地形中，由于受侵蝕剝蝕作用比較嚴(yán)重，山頂相對(duì)平緩，山體總體呈東西走向，隧址區(qū)地層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不良地質(zhì)如巖溶、濕陷性黃土較多。

經(jīng)過(guò)對(duì)泥灰?guī)r隧道的地質(zhì)情況的分析，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況及以往施工經(jīng)驗(yàn)，筆者選出了以下3套比較成熟的施工方案。

2 施工方案

2.1 方案一

第一步：斜井段施工至K0+528段時(shí)，從第十三榀拱架開(kāi)始垂直于正洞隧道走向立設(shè)5榀門架。

第二步：進(jìn)行小導(dǎo)洞施工，弧形拱頂全部噴射砼，并待密實(shí)牢固。

第三步：回過(guò)頭施工交叉口門架處懸臂梁。

第四步：在導(dǎo)洞范圍內(nèi)架設(shè)正洞上導(dǎo)坑拱架，拱架左側(cè)設(shè)于基巖上，拱架右側(cè)設(shè)于懸臂梁端頭。

第五步：電焊切割導(dǎo)洞右側(cè)豎直鋼支撐，并爆破開(kāi)挖，立設(shè)大里程段正洞上導(dǎo)坑鋼拱架，開(kāi)挖5～7 m后按“三臺(tái)階七步流水”作業(yè)法緊跟中下導(dǎo)。

第六步：當(dāng)大里程開(kāi)始進(jìn)行中導(dǎo)坑施工時(shí),小里程方向也同步開(kāi)始施工上導(dǎo)坑初期支護(hù)。開(kāi)挖5～7 m后按“三臺(tái)階七步流水”作業(yè)法緊跟中下導(dǎo)。

第七步：緊跟交叉口段正洞仰拱和二次襯砌，保證正洞支護(hù)襯砌盡早封閉成環(huán)，至此交叉口段施工完畢。

2.2 方案二

第一步：斜井段施工至K0+528段時(shí)，見(jiàn)圖1，開(kāi)始以O(shè)1為圓心，R1=13.912 m為半徑向正洞方向轉(zhuǎn)向。從第十三榀拱架開(kāi)始垂直于正洞隧道走向立設(shè)5榀門架。

第二步：進(jìn)入正洞段后導(dǎo)洞開(kāi)始以02為圓心，R2=12.685 m為半徑轉(zhuǎn)向90°，并以18%的坡度逐漸攀升至正洞上導(dǎo)坑高度。

第三步：回過(guò)頭進(jìn)行交叉口門架處懸臂梁施工。

第四步：在正洞K0+700～K0+710段以半徑逐步加大的異型拱架逐步擴(kuò)展至正洞上臺(tái)階的寬度，然后繼續(xù)向前施工10 m，封閉掌子面。

圖1 斜井進(jìn)入正洞段平面圖

第五步：回過(guò)頭電焊切割擴(kuò)大段第10榀拱架，并按正洞上導(dǎo)坑尺寸立設(shè)正洞上導(dǎo)坑拱架，依次進(jìn)行第9榀、第8榀等余下各榀拱架。

第六步：正洞上導(dǎo)坑拱架施工至交叉口過(guò)后小里程段10 m后，按“三臺(tái)階七步流水”作業(yè)法緊跟中下導(dǎo)。

第七步：緊跟交叉口段正洞仰拱和二次襯砌，保證正洞支護(hù)襯砌盡早封閉成環(huán)，至此交叉口段施工完畢。

2.3 方案三

第一步：斜井段施工至K0+528段時(shí)，開(kāi)始以左側(cè)0.29 m間距、右側(cè)0.79 m間距立設(shè)異型拱架。

第二步：施工至交叉口時(shí)，進(jìn)行3榀工字鋼門架的施工。

第三步：繼續(xù)架設(shè)導(dǎo)洞段異型拱架，左側(cè)拱架間距1.1 m，右側(cè)拱架間距0.47 m，并以20%的坡度逐步攀升至正洞上導(dǎo)坑高度。

第四步：回過(guò)頭進(jìn)行交叉口門架處懸臂梁施工。

第五步：在正洞K0+700～K0+710段以半徑逐步加大的異型拱架逐步擴(kuò)展至正洞上臺(tái)階的寬度，然后繼續(xù)向前施工10 m，封閉掌子面。

第六步：回過(guò)頭開(kāi)始電焊切割擴(kuò)大段第10榀拱架，并按正洞上導(dǎo)坑尺寸立設(shè)正洞上導(dǎo)坑拱架，依次進(jìn)行第9榀、第8榀……

第七步：正洞上導(dǎo)坑拱架施工至交叉口過(guò)后小里程段10 m后，按“三臺(tái)階七步流水”作業(yè)法緊跟中下導(dǎo)。

第八步：緊跟交叉口段正洞仰拱和二次襯砌，保證正洞支護(hù)襯砌盡早封閉成環(huán)，至此交叉口段施工完畢。

3 方案比選

3.1 方案一

優(yōu)點(diǎn)：對(duì)斜井結(jié)構(gòu)影響小，不需要大范圍改變斜井施工結(jié)構(gòu)；正洞初期支護(hù)一次成型，僅需拆除導(dǎo)洞兩側(cè)豎直拱架即可，對(duì)圍巖二次擾動(dòng)較小；臨時(shí)工程數(shù)量較少，過(guò)渡段距離短，可以在較少時(shí)間內(nèi)、較短范圍內(nèi)形成正洞雙向施工能力；能夠?yàn)楹罄m(xù)工序提供整體、穩(wěn)定、可靠的支撐基礎(chǔ)，施工安全系數(shù)較高；懸臂梁寬度較小，交叉口處受力較好，對(duì)斜井底及正洞支護(hù)襯砌結(jié)構(gòu)穩(wěn)定有很大幫助。

缺點(diǎn)：小導(dǎo)洞高度較低，對(duì)出渣有一定影響；小導(dǎo)洞與正洞拱架間空隙都要噴射砼密實(shí)，噴射砼工作量較大，見(jiàn)表1。

表1 方案一工序時(shí)間統(tǒng)計(jì)

總計(jì)9天可完成交叉口施工，開(kāi)始施工正洞上導(dǎo)坑初期支護(hù)。

3.2 方案二

優(yōu)點(diǎn)：對(duì)斜井結(jié)構(gòu)影響較小，不需要大范圍改變斜井施工結(jié)構(gòu)；能夠?yàn)楹罄m(xù)工序提供整體、穩(wěn)定、可靠的支撐基礎(chǔ)，施工安全系數(shù)較高；懸臂梁寬度較小，交叉口處受力較好，對(duì)斜井底及正洞支護(hù)襯砌結(jié)構(gòu)穩(wěn)定有很大幫助。

缺點(diǎn)：反向過(guò)渡段開(kāi)挖時(shí)正洞鋼架架立高度較大，需要搭設(shè)臨時(shí)作業(yè)平臺(tái)輔助施工；轉(zhuǎn)向段導(dǎo)洞初期支護(hù)要全部拆除，對(duì)圍巖二次擾動(dòng)較大；臨時(shí)工程量較大，材料浪費(fèi)嚴(yán)重；小導(dǎo)洞轉(zhuǎn)向及上坡對(duì)出渣等工序有一定影響，工序時(shí)間加長(zhǎng)，見(jiàn)表2。

總計(jì)需要28天才能開(kāi)始施工正洞上導(dǎo)坑初期支護(hù)，交叉口總工期時(shí)間太長(zhǎng)。

3.3 方案三

表2 方案二工序時(shí)間統(tǒng)計(jì)

優(yōu)點(diǎn)：不需要轉(zhuǎn)向施工，施工難度系數(shù)較低。

缺點(diǎn)：懸臂梁寬度較大，交叉口處受力較差，對(duì)斜井底及正洞支護(hù)襯砌結(jié)構(gòu)穩(wěn)定不利；反向過(guò)渡段開(kāi)挖時(shí)正洞鋼架架立高度較大，需要搭設(shè)臨時(shí)作業(yè)平臺(tái)輔助施工；小導(dǎo)洞轉(zhuǎn)向及上坡對(duì)出渣等工序有一定影響，工序時(shí)間加長(zhǎng)；斜井段全部立設(shè)異型拱架，對(duì)斜井結(jié)構(gòu)影響較大，見(jiàn)表3。

表3 方案三工序時(shí)間統(tǒng)計(jì)

總計(jì)需要23天才能開(kāi)始施工正洞上導(dǎo)坑初期支護(hù)，交叉口工期時(shí)間太長(zhǎng)。

4 方案確定

綜合以上分析以及以往的施工經(jīng)驗(yàn)，最終確定“方案一”作為大南山特長(zhǎng)隧道1號(hào)斜井進(jìn)入主洞的首選方案。

Construction Method of Intersection in Nanshan Tunnel

Tian Yong

This paper,combined with construction practice，describes comparison reasons of construction scheme in building Nanshan Tunnel intersection，the advantages and disadvantages of various construction plan and application scope and the last program selected.Besides，construction of shaft entering main hole’s curved section，construction of inclined tunnel section，door frame and cantilever’s construction of oblique wellhead，and stage construction of the cave steel arch inside the guidinghole are discussed.

Nanshan Tunnel；intersection；constructionmethod

U 455

A

1000-8136(2010)32-0068-02

田勇，男，1967年3月出生，1989年7月25日畢業(yè)于山西礦業(yè)學(xué)院礦井建設(shè)專業(yè)，工程師。