隧道斜井進(jìn)正洞施工技術(shù)

李棟政

摘要：結(jié)合某隧道工程地質(zhì)概況，根據(jù)斜井進(jìn)正洞的施工原則，具體闡述了斜井進(jìn)正洞施工總體方案，并總結(jié)了其施工注意事項(xiàng)，以確保該隧道施工安全順利進(jìn)行。

關(guān)鍵詞：隧道；斜井；挑頂；施工；技術(shù)

1 工程概況

1.1斜井概況

幸福隧道斜井洞口設(shè)置在線路前進(jìn)方向左側(cè)，洞口里程為XJK1+350，斜井中線與左線線路中線小里程方向平面夾角為38°，平長1301m，縱坡為-9%。斜井與正洞的交點(diǎn)里程對(duì)應(yīng)關(guān)系為XJK0+000=DK531+200。

1.2線路情況

斜井與正洞左線中線交接里程為DK531+200，與平導(dǎo)中線交接里程為PDK531+148.67，本段位于直線上，位于15.6‰單面上坡；左右線線間距為4.6m，設(shè)計(jì)為無砟軌道。

2 施工方案確定

根據(jù)設(shè)計(jì)資料，斜井中線與正洞左線中線交于DK531+200；與平導(dǎo)中線交于PDK531+148.67。斜井施工進(jìn)入平導(dǎo)后，平導(dǎo)與斜井到正洞段同時(shí)施工。斜井施工至與正洞交界后，為方便施工以圓曲線形式轉(zhuǎn)體進(jìn)入正洞大里程方向，同時(shí)上坡開挖至正洞拱頂高程，并繼續(xù)沿相同方向擴(kuò)挖到正洞斷面，然后繼續(xù)施做上臺(tái)階一定距離，形成作業(yè)空間后，轉(zhuǎn)向相反方向施工上臺(tái)階和下臺(tái)階，擴(kuò)挖臨時(shí)支護(hù)達(dá)到正洞標(biāo)準(zhǔn)斷面，形成臺(tái)階法作業(yè)面。形成作業(yè)平臺(tái)后平導(dǎo)先向小里程方向施工至DK530+530，正洞向小里程施工至DK531+020后，平導(dǎo)及正洞轉(zhuǎn)向大里程施工。

3 施工步驟

3.1斜井進(jìn)入平導(dǎo)施工方案

設(shè)計(jì)幸福隧道斜井XJK0+052.69～XJK0+070段為Ⅳ級(jí)圍巖，襯砌類型為單車道Ⅳ級(jí)模筑襯砌，該段采用I14型鋼鋼架，間距1.5m每榀。斜井中線XJK0+048.73與平導(dǎo)中線PDK531+148.67處相交，PDK530+850～PDK531+180為Ⅲ圍巖，襯砌類型為單車道Ⅲ級(jí)錨噴襯砌，采用全斷面法施工。

⑴斜井施工至平導(dǎo)輪廓以后，在交界處施做加強(qiáng)支護(hù)。

⑵按照斜井開挖尺寸進(jìn)行進(jìn)入平導(dǎo)導(dǎo)洞施工，按照Ⅲ級(jí)圍巖施工。

⑶開始施工②步施工至正洞后按照挑頂步驟施工。

3.2斜井進(jìn)正洞挑頂方案

XJK0+044.73～XJK0+000段為平導(dǎo)至正洞段斜井施工，該段采用與平導(dǎo)同級(jí)模筑襯砌施工，采用Ⅲ級(jí)模筑襯砌。XJK0+044.73～XJK0+039.15段為從平行于平導(dǎo)中線向垂直于斜井中線的過渡段，該段加設(shè)I14型鋼鋼架5榀進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)，完成從平行于平導(dǎo)中線向垂直于斜井中線的過渡。XJK0+039.15～XJK0+013.2段采用全斷面施工，襯砌厚度25cm。XJK0+013.2～XJK0+007.6段增設(shè)I14型鋼鋼架5榀進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)，完成垂直于斜井中線到平行于正洞中線的過渡。

⑴斜井掘進(jìn)至正洞開挖輪廓線后，在交界處施作加強(qiáng)支護(hù)。

（2）掌子面開挖到位后向兩側(cè)擴(kuò)挖并修整為正洞輪廓，拱部采用斜坡向上開挖挑頂，隨開挖及時(shí)施做支護(hù)措施。

（3）正洞上臺(tái)階擴(kuò)挖成型后，掌子面繼續(xù)向昆明方向掘進(jìn)10m至DK531+233，形成作業(yè)空間后噴砼封閉掌子面，反向（南寧方向）擴(kuò)挖未成型地段。反向開挖按正洞上臺(tái)階的高度進(jìn)行，先開挖頂部，再開挖兩側(cè)，按正洞設(shè)計(jì)要求及時(shí)進(jìn)行初期支護(hù)。

（4）待反向開挖至里程DK531+189處時(shí)，噴砼封閉掌子面，施工DK531+189～+233段的下臺(tái)階。

3.3挑頂施工

⑴反向上臺(tái)階開挖

反向開挖按正洞Ⅲ級(jí)圍巖支護(hù)形式，開挖到DK531+189處；開挖進(jìn)尺控制在1.5m以內(nèi)，開挖后及時(shí)施作初期支護(hù)。當(dāng)開挖到正洞拱部與導(dǎo)洞相交處時(shí)，先開挖拱部，然后向兩邊擴(kuò)挖至正洞標(biāo)準(zhǔn)斷面，防止斜井與正洞交界處拱頂坍塌。

⑵下臺(tái)階開挖

當(dāng)上臺(tái)階開挖完成后，進(jìn)行下臺(tái)階開挖，下臺(tái)階開挖時(shí)，先從DK531+189向DK531+200開挖到墻腳，該段開挖及支護(hù)完成后，及時(shí)將三叉口落底開挖到隧底、進(jìn)行仰拱支護(hù)，及時(shí)完成三叉口處的仰拱、填充，便于后序施工。然后向南寧方向開挖下臺(tái)階。

3.4正洞二襯施工

在交叉口段和DK531+189向DK531+233段仰拱及填充施工完成后，及時(shí)拼裝二襯臺(tái)車、防水板臺(tái)車，組織二襯施工，確保仰拱、二襯安全步距滿足鐵建設(shè)120號(hào)文的要求。

3.5錨桿施工工藝

⑴斜井Ⅲ級(jí)圍巖采用φ22砂漿錨桿；正洞拱部采用帶排氣裝置的注漿錨桿，邊墻采用φ22砂漿錨桿。

⑵采用YT28型風(fēng)鉆鉆眼，孔眼方向垂直于巖面。錨桿安裝時(shí)，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求截取桿體并整直和除銹，在桿體外露端加工成螺紋，以便安裝螺母，在桿體每隔1m設(shè)隔離件，以使桿體在孔內(nèi)居中，保證有足夠的保護(hù)層。

4 施工要點(diǎn)

正洞與斜井相交地段處于復(fù)雜的三維受力狀態(tài)，為保證正洞安全挑頂施工的完成，正洞初期支護(hù)必須座落于一個(gè)牢固的落腳平臺(tái)，同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)該段正洞初期支護(hù)的鎖腳錨桿施工，防止拱架下沉。

4.1斜井變斷面段施工，應(yīng)加強(qiáng)初期支護(hù)，設(shè)計(jì)參數(shù)應(yīng)比正常斷面相應(yīng)提高。斜井開挖按照III級(jí)圍巖襯砌，支護(hù)均按照V級(jí)圍巖參數(shù)施工，同時(shí)加強(qiáng)該段型鋼支護(hù)，采用I14型鋼，并加強(qiáng)該段徑向錨桿施工。

4.2斜井一進(jìn)入正洞施工時(shí)，嚴(yán)格控制開挖進(jìn)尺，且導(dǎo)坑施工期間，應(yīng)嚴(yán)格按照III級(jí)圍巖參數(shù)進(jìn)行支護(hù)，確保圍巖穩(wěn)定。

4.3交叉點(diǎn)施工中極易破壞圍巖的穩(wěn)定性，交叉口段正洞開挖完成后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行初期支護(hù)，以確保開挖及后續(xù)作業(yè)的安全。

4.4交叉口段施工加強(qiáng)監(jiān)控量測(cè)，在斜井和平導(dǎo)及正洞交界段量測(cè)加密布置監(jiān)控量測(cè)點(diǎn)，并按照規(guī)范頻率進(jìn)行水平收斂和拱頂下沉的測(cè)量，及時(shí)掌握圍巖變化情況，指導(dǎo)施工。

5 施工工藝控制要點(diǎn)

5.1施工中必須加強(qiáng)圍巖量測(cè)，根據(jù)量測(cè)結(jié)果及時(shí)反饋支護(hù)信息，確保支護(hù)措施安全合理。

5.2交叉口范圍正洞及時(shí)施作仰拱及二次襯砌，加強(qiáng)支護(hù)。

5.3斜井與平導(dǎo)及斜井與正洞掌子面施工時(shí)，應(yīng)設(shè)專人值班，隨時(shí)觀察圍巖及支護(hù)狀態(tài)的的穩(wěn)定性。

5.4導(dǎo)坑施工期間應(yīng)加強(qiáng)行車安全，制定行車方案，在隧道內(nèi)設(shè)置交通信號(hào)標(biāo)志，在交叉口處設(shè)置凸透鏡，車輛在進(jìn)入彎道時(shí)必須鳴笛，并指定專人進(jìn)行行車指揮。

5.5導(dǎo)坑施工期間采用在斜井洞口設(shè)置通風(fēng)機(jī)，壓入式通風(fēng)至掌子面，同時(shí)于導(dǎo)坑內(nèi)設(shè)置移動(dòng)式抽風(fēng)機(jī)，往斜井外排風(fēng)；

5.6導(dǎo)坑施工期間，轉(zhuǎn)體段起點(diǎn)位于最低處，考慮該地段的排水，采用離心式抽水機(jī)將水抽至斜井與平導(dǎo)交接處水站后，再由斜井設(shè)計(jì)泵站將水排出；制定防排水應(yīng)急預(yù)案，排水供電系統(tǒng)必須設(shè)置雙路供電系統(tǒng)；

5.7針對(duì)導(dǎo)坑擴(kuò)挖和反向開挖正洞制定爆破設(shè)計(jì)方案；

5.8必須針對(duì)不同施工階段，做好相應(yīng)爆破設(shè)計(jì)和相應(yīng)階段風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、安全措施、應(yīng)急預(yù)案，加強(qiáng)交叉段監(jiān)控量測(cè)。

5.9交叉口正洞反向開挖應(yīng)按短進(jìn)尺、弱爆破、強(qiáng)支護(hù)、勤量測(cè)的原則組織施工。

5.10制定挑頂施工的安全應(yīng)急預(yù)案，做好應(yīng)急材料、物資的儲(chǔ)備。

5.11進(jìn)入正常施工后，及時(shí)配齊配強(qiáng)人力、物資、設(shè)備、管理資源，進(jìn)行兩個(gè)方向施工，同時(shí)及時(shí)施作二次襯砌，確保交叉段穩(wěn)定、安全。

6 結(jié)束語

本文主要介紹從斜井進(jìn)入平導(dǎo)的施工方法及斜井進(jìn)入正洞交叉口處挑頂施工方法：首先斜井通過進(jìn)入平導(dǎo)施工，做好平行導(dǎo)坑的支護(hù)。并調(diào)整斜井與與正洞按照45°斜交；做好正洞初期支護(hù)，完成由斜井施工向正洞施工的過渡；最后對(duì)橫通道進(jìn)行模筑襯砌施工，再向兩側(cè)進(jìn)行正洞的開挖掘進(jìn)施工。

參考文獻(xiàn)：

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[4]卿三惠主編，高速鐵路建造技術(shù)·施工卷（上），北京：中國鐵道出版社，2013