隧道正洞與橫通道交匯處施工技術(shù)探討

曠遠許

(貴州省高速公路開發(fā)總公司)

隧道施工中，橫通道是為了能夠增加隧道工作面、縮短工期、改善施工通風(fēng)、排水和運輸條件等所加的隧道附屬工程。但是，橫通道與正洞和平導(dǎo)交叉地段(三岔口地段)的施工(尤其是橫通道與正洞三岔口地段)是隧道施工中的一個薄弱環(huán)節(jié)，交叉口處的施工須加強支護，地質(zhì)條件較差時，應(yīng)作加強襯砌。本文對錫鐵山隧道正洞與19#橫通道交匯處施工情況進行簡要介紹，為以后隧道三叉口地段的施工提供一些經(jīng)驗參考。

1 工程情況

錫鐵山隧道出口1#橫通道與正洞交叉的夾角為40°，橫通道長度為45.8 m。橫通道從平導(dǎo)往正洞方向為2.65%的上坡。正洞與1#橫通道交叉口處地質(zhì)情況較為復(fù)雜:在施工1#橫通道時至+032 時發(fā)生突水涌砂，封堵后進行注漿加固，并打設(shè)三個排水孔泄水近4 個月。在+032 處打設(shè)超前地質(zhì)探孔，發(fā)現(xiàn)前方存在多條寬張裂隙，向正洞方向延伸，尺寸不明。

2 施工方案

2.1 總體方案

正洞上臺階里程開挖到DK1887 +620、下臺階到DK34+630 后，暫停施工，將掌子面后方仰拱施作封閉完成。然后在上臺階打設(shè)三個30 m 深、下臺階打設(shè)兩個40 m 深超前地質(zhì)鉆孔，探明前方地質(zhì)的同時進行排水減壓。正洞開挖班轉(zhuǎn)移到19#橫通道施工，根據(jù)探孔水量和19#橫通道泄水孔水量變化情況，選擇以下兩種工況之一進行作業(yè):

工況1、若橫通道泄水孔水量明顯減小、水壓降低，則采取橫通道全斷面開挖、支護方式，施工至橫通道與正洞相交處，架立最后一榀異型鋼拱架，打好鎖腳錨桿、噴射混凝土封閉，確保支護穩(wěn)固牢靠。

工況2:若橫通道泄水孔水量無明顯減小跡象，或第一環(huán)開挖揭示前方地質(zhì)仍較差，則采取上、下臺階法開挖，上臺階高度2.5 m 左右。打好超前小導(dǎo)管注漿后每次開挖一榀鋼架距離，隨挖隨護、穩(wěn)步推進。上臺階型鋼拱架底部用枕木或槽鋼支墊(待開挖下臺階后取下重復(fù)使用即可)，防止鋼架下沉造成侵限。

根據(jù)現(xiàn)場施工情況綜合分析，選擇工況2 進行施工。在進行上下臺階施工時，上臺階長度控制在3 ～5 m。橫通道開挖至與正洞交界里程后，再打設(shè)3 ～5 個5 m 深的泄水孔，把正洞水源截流到橫通道水溝排出。做好各方面的安全措施(施工正洞超前注漿導(dǎo)管、鎖腳錨桿、排水引流等)后再恢復(fù)正洞開挖。此間在橫通道口靠正洞處澆注一環(huán)混凝土襯砌，以確保正洞過此段時的施工安全。

2.2 橫通道支護參數(shù)

根據(jù)變更設(shè)計紀(jì)要要求，橫通道設(shè)I14 工字鋼鋼架，縱向間距1.0 m，拱部設(shè)雙層φ42 mm 超前小導(dǎo)管注漿加固，每根長4.0 m，環(huán)向間距0.3 m，水平小導(dǎo)管和斜上450 小導(dǎo)管縱向間距1.0 m 交錯布置。

橫通道現(xiàn)剩余8 榀鋼架未架設(shè)，其中2 榀為標(biāo)準(zhǔn)斷面鋼架、6 榀為異型鋼架。在橫通道進行開挖時，技術(shù)人員對異型型鋼的架設(shè)嚴格按技術(shù)交底的中線、水平進行控制;現(xiàn)場施工人員應(yīng)嚴格按技術(shù)交底進行開挖、支護，確保施工安全。

2.3 正洞加強支護措施

正洞開挖時每次須預(yù)留核心土3 m 左右，保證掌子面圍巖的穩(wěn)定性，確保施工安全。堅持每循環(huán)在掌子面打設(shè)10 個以上5 m 長釬探孔，探明前方地質(zhì)情況，保證前方有3～5 m穩(wěn)定巖盤，以便及時采取針對措施保證施工安全。

正洞在開挖該段時，全環(huán)設(shè)格柵鋼架，縱向間距0.6 m，拱部設(shè)φ42 mm 超前小導(dǎo)管注漿加固，小導(dǎo)管每根長4.0 m，環(huán)向間距0.3 m，縱向間距1.2 m;徑向φ22 mm 砂漿錨桿每根長4.0 m，環(huán)距0.8 m，縱向間距0.6 m，呈梅花形布置.

正洞開挖至與橫通道相交處下臺階，需掛網(wǎng)噴漿，并適當(dāng)增加噴射混凝土厚度，以加強初期支護。在開挖DK34 +611.71 ～DK34 +604.55 時對每榀鋼架(線左，即進洞右側(cè))的上臺階B 單元格柵鋼架底部打設(shè)長4m 的注漿鎖腳小導(dǎo)管(比照橫通道拱部格柵鋼架輪廓線成圓弧形打設(shè))，每榀格柵鋼架設(shè)置2 根鎖腳小導(dǎo)管，并與鋼架焊接在一起，防止鋼架下沉。

3 安全措施

(1)開挖橫通道爆破前，要用方木、鋼筋網(wǎng)片、廢舊防水板、背頂柴等對電力線和風(fēng)水管線進行防護，以免其被爆破飛石砸壞。

(2)橫通道內(nèi)施工要遵循“短開挖、弱爆破、強支護、早封閉”的原則。每次開挖進尺控制在1 榀鋼架內(nèi)(最長邊不超過1.5 m)，以便初期支護緊跟開挖面，防止圍巖因長時間暴露后失穩(wěn)，減少安全隱患。

(3)1#橫通道爆破前15 min，開挖班必須通知平導(dǎo)值班施工員，同時施工員應(yīng)在平導(dǎo)兩側(cè)安全距離處設(shè)置警戒線，此時平導(dǎo)所有施工人員在經(jīng)過橫通道時，必須停留在警戒線外，不得強行通過。施工員確認所有人員都已撤離的到安全地點后，方可通知開挖班放炮。開挖班必須經(jīng)過值班施工員允許后方可點炮，決不允許擅自點炮。如需補炮，則另行安排。

(4)加強放炮后的找頂工作，對已松動的石塊，必須及時進行處理，以保證后部工序施工人員安全。

(5)電工要經(jīng)常對洞內(nèi)電力電纜進行檢查，電力線要求掛設(shè)在邊墻上，對已破損的電纜要及時更換，杜絕觸電事故的發(fā)生。

(6)噴混凝土及注漿作業(yè)時，要按規(guī)定帶好防護用品。

4 質(zhì)量措施

(1)橫通道的位置要嚴格按工程部測量放樣交底確定，工班要按放樣交底進行開挖、架立鋼拱架，不得對橫通道的位置進行改動。

(2)正洞與橫通道的施工順序要按交底施工，即先施工橫通道，交匯處三角區(qū)先施作一環(huán)橫通道襯砌后再施工正洞。詳見附圖:19#橫通道施工流程圖。

(3)要嚴格控制正洞、橫通道的超欠挖，開挖后及時施作支護，防止圍巖發(fā)生塌坍。超前小導(dǎo)管應(yīng)嚴格按交底要求進行施工，確保施工到位，嚴禁小導(dǎo)管侵入隧道凈空，保證施工質(zhì)量和安全。

(4)橫通道和正洞的底部標(biāo)高要按交底尺寸開挖，不得時高時低而造成底部積水，如有積水，把積水和泄水孔的水一起引排到水溝。

(5)正洞開挖到與橫通道相交的地段時，支護措施必須按設(shè)計做到位，并且要加強，要加密加長超前小導(dǎo)管及掛網(wǎng)噴射混凝土支護。

(6)開挖后及時噴射混凝土進行支護，噴混凝土厚度，強度要達到設(shè)計要求，對開裂、松動、剝落的噴射混凝土要鑿除后補噴，噴射混凝土終凝后要灑水養(yǎng)護。

5 施工注意事項

(1)超前支護:必須保證超前支護的質(zhì)量，掌子面斜上方對隧道的穩(wěn)定具有很大的影響，由于該施工段地質(zhì)條件較差，開挖前必須改善此地質(zhì)情況，增加圍巖的穩(wěn)定性。此處施工設(shè)計采用超前小導(dǎo)管注漿加固進行超前支護。即沿隧道開挖輪廓線以外5 cm，外插腳3 ～5°打入φ42 mm 超前小導(dǎo)管(小導(dǎo)管安設(shè)數(shù)量和長度均應(yīng)滿足設(shè)計要求)作為超前支護(在實際施工過程中根據(jù)圍巖的破碎程度可選擇注漿或不注漿)，使小導(dǎo)管與周圍圍巖形成拱部的環(huán)向支撐，從而提高圍巖自身的強度和穩(wěn)定能力。

(2)注漿完成后，進行開挖，開挖時應(yīng)嚴格控制炮眼數(shù)量、炮眼深度和裝藥量，周邊采用光面爆破;在開挖后及時施作鋼拱架支撐，徑向打系統(tǒng)錨桿(系統(tǒng)錨桿能夠提高圍巖的力學(xué)性能，增強圍巖的整體性，因此必須保證系統(tǒng)錨桿的施工質(zhì)量)和鎖腳小導(dǎo)管(兩側(cè)拱腳中45°斜向下打入圍巖形成“撐腳導(dǎo)管"型鋼拱架，采用φ42 mm 鎖腳小導(dǎo)管相互支撐牢固，確保鋼架的整體穩(wěn)定性)，并及時進行噴錨封閉，有效地避免塌方的發(fā)生.

(3)通過每一個循環(huán)在掌子面隨機布置10 個5 m 長的長釬探孔，探明前方地質(zhì)情況，提出施工建議和進行防塌工程施工。施工時采用動態(tài)手段，根據(jù)不同的圍巖地質(zhì)情況隨時調(diào)整支護參數(shù)，做到“石變我變、隨挖隨護”穩(wěn)步推進，從而保證施工順利進行。

6 結(jié) 論

通過精心組織，嚴格按技術(shù)交底施工，現(xiàn)正洞已平安渡過與1#橫通道交匯處，1#橫通 道也實現(xiàn)了順利貫通，為下一步正常施工提供了保障。

［1］ 關(guān)寶樹. 隧道工程施工要點集［M］. 北京:人民交通出版社，2008.

［2］ 鐵道部第二工程局. 隧道，鐵路工程施工技術(shù)手冊［M］. 北京:中國鐵道出版社，2007.