隧道斜井進(jìn)正洞挑頂施工方案研究

中鐵八局集團(tuán)昆明鐵路建設(shè)有限公司 云南昆明 650200

摘要：隨著我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)事業(yè)的發(fā)展，隧道工程的數(shù)量和隧道長度都在不斷增加，為保證隧道正常通風(fēng)運(yùn)營、加快施工進(jìn)度，設(shè)置隧道斜井來幫助達(dá)到施工目標(biāo)就成了施工方案的首選，而斜井進(jìn)正洞挑頂是影響隧道斜井施工安全和工程質(zhì)量的重要因素之一，因此，合理完成隧道斜井進(jìn)正洞挑頂?shù)氖┕と蝿?wù)也需要引起重視。本文針對(duì)隧道斜井進(jìn)正洞挑頂施工問題進(jìn)行研究，為合理設(shè)置相應(yīng)的施工方案，安全順利完成斜井進(jìn)正洞挑頂施工任務(wù)提供參考。

關(guān)鍵詞：隧道斜井；挑頂；施工方案

1 項(xiàng)目概況

某隧道為雙線隧道，隧道里程：DK701+540～DK706+994，全長5454米。全隧最大埋深約490m，最小埋深20m。其中Ⅲ級(jí)圍巖長3270m，Ⅳ級(jí)圍巖長1429m，其余為Ⅴ級(jí)圍巖。本隧道設(shè)計(jì)12.2‰單面上坡，除進(jìn)口段DK701+540～DK704+841.125（左線）段位于R=4000m的左偏曲線上外，其余地段為直線。隧道斜井全長298米，斜井中線與正洞線路斜交，相交角度為89°，斜井中線與正洞左線相交于DK705+450（斜井里程XDK0+000）。斜井進(jìn)入正洞位置圍巖為IV級(jí)，斜井凈空尺寸為7.3m×6.5m，開挖斷面尺寸為9m×8.26m。正洞DK705+400～DK705+491段圍巖設(shè)計(jì)為V級(jí)，采用V級(jí)非絕緣一般錨段復(fù)合式襯砌。斜井與正洞左線里程相交，斜井坑底高程1235.58米。

2 施工組織保證及人員、機(jī)械配置

2.1 施工組織保證

為順利完成施工任務(wù)，確保施工過程安全、優(yōu)質(zhì)、高效，達(dá)到預(yù)期的施工質(zhì)量目標(biāo)，根據(jù)斜井進(jìn)正洞挑頂?shù)木唧w施工條件，項(xiàng)目部成立了以項(xiàng)目經(jīng)理為組長，以項(xiàng)目總工和生產(chǎn)副經(jīng)理為副組長，以各部門負(fù)責(zé)人為成員的管理領(lǐng)導(dǎo)小組，負(fù)責(zé)斜井挑頂施工的指導(dǎo)、協(xié)調(diào)工作。

2.2 人員、機(jī)械配置

隧道的斜井挑頂施工勞動(dòng)力組織方式采用架子隊(duì)組織模式。施工人員的配置是通過結(jié)合施工方案、機(jī)械、人員組合、工期要求來進(jìn)行合理設(shè)置，其中人員、機(jī)械配置如下表所示：

表2-1 人員、機(jī)械配置表

領(lǐng)工員3人挖掘機(jī)1臺(tái)

專業(yè)工程師1人裝載機(jī)1臺(tái)

專職安全員2人風(fēng)鉆18臺(tái)

電工1人濕噴機(jī)2臺(tái)

工班長4人出碴車3臺(tái)

開挖作業(yè)人員18人鋼架彎制機(jī)1臺(tái)

鋼架、鋼筋網(wǎng)及錨桿施工27人電焊機(jī)2臺(tái)

噴射混凝土作業(yè)18人作業(yè)臺(tái)車1臺(tái)

3 總體施工方案

3.1 主要施工措施

1、斜井靠近交叉口處，通過4榀I20b鋼架，完成由鋼架垂直于斜井中線過渡到垂直于正洞中線。

2、在斜井與正洞交叉口段，斜井緊貼正洞開挖輪廓線位置，架立4榀I20型鋼鋼架（密貼），鋼架與正洞中心線平行，為正洞異形鋼架提供落腳平臺(tái)。

3.1 主要施工措施

斜井開挖至XDK0+005里程時(shí)，展開挑頂施工。斜井挑頂轉(zhuǎn)正洞分五個(gè)階段進(jìn)行：

第一階段：上挑拱頂，施工至XDK0+005時(shí)向上開挖導(dǎo)洞，在XDK0+（-002）里程達(dá)到正洞標(biāo)高，然后繼續(xù)向前開挖至XDK0+（-007）；

第二階段：施做交口處正洞I20b工字鋼門架，為正洞型鋼異形鋼架提供落腳平臺(tái)；

第三階段：施作交叉口段小里程方向異形鋼架形成正洞小里程上臺(tái)階初期支護(hù)，施作大里程段初期支護(hù)，后大小里程按臺(tái)階法向前開挖；

第四階段：反向開挖交叉口段下臺(tái)階并及時(shí)施作初期支護(hù)；

第五階段：進(jìn)出口方向同時(shí)按臺(tái)階法施工，在進(jìn)口方向下臺(tái)階開挖至DK705+350里程時(shí)，在交叉段拼裝第一、第二臺(tái)開挖臺(tái)架。在開挖臺(tái)架拼裝完畢后，先后向出口、進(jìn)口方向開始開挖。

4 施工工藝方法

4.1 第一階段斜井進(jìn)入正洞內(nèi)的導(dǎo)洞施工方法

1、斜井施工至XDK0+005后，沿拱頂向上38°施作兩米長超前小導(dǎo)管并注漿，拱頂向上32°往上開挖導(dǎo)洞，導(dǎo)洞斷面和斜井V級(jí)上臺(tái)階斷面一樣大?。ㄤ摷?榀/1米，超前小導(dǎo)管2米/31根），開挖至XDK0+004。開挖出的渣往回墊坡墊出坡度為24°。

2、沿正洞異形鋼架和正洞鋼架輪廓線外側(cè)20cm開挖，一次開挖一米并及時(shí)施作超前支護(hù)和初期支護(hù)（鋼架1米/榀，超前小導(dǎo)管長2米共31根），直至開挖至XDK0-000后再向前前進(jìn)7米。

4.2 第二階段正洞異形鋼架落腳平臺(tái)施作方法

將XDK0+005至XDK0+004中間的渣出完，施作正洞鋼架落腳鋼架，4榀并聯(lián)焊接，并及時(shí)施作仰拱，落腳鋼架采用I20b型鋼制作，鋼架內(nèi)弧和斜井鋼架內(nèi)弧一致。

4.3 第三階段施作正洞異形鋼架形成交叉口段初期支護(hù)

1、施作正洞中線頭3榀鋼架的時(shí)候不需拆除導(dǎo)洞鋼架從正洞鋼架B單元立回，與兩個(gè)A單元連接后連接異形鋼架，然后連接落腳平臺(tái)，和落腳平臺(tái)采用焊接方式連接；

2、施作超前小導(dǎo)管、臨時(shí)支撐采用I16工字鋼與導(dǎo)洞鋼架焊接，每次正洞異形鋼架施作完成后及時(shí)施作超前小導(dǎo)管（間距40cm，長2米，環(huán)向31根）。臨時(shí)支撐要待新的施作完成后才能拆除前一次的臨時(shí)支撐，異形鋼架接頭處采用4根長3.5m的Φ42鎖腳錨桿固定，并同步做好系統(tǒng)錨桿，加強(qiáng)固定拱部鋼拱架。4.4 第四階段下臺(tái)階施作方法

待第三階段施作完成后按正洞上臺(tái)階同時(shí)施工大小里程方向，待左右各施工5米后反向同時(shí)施作斜井與正洞交叉口段下臺(tái)階，并及時(shí)施作下臺(tái)階初期支護(hù)。轉(zhuǎn)入正洞施工。

4.5 第五階段轉(zhuǎn)入正洞后采用的施工方法

斜井進(jìn)入正洞以后V級(jí)非絕緣一般錨段復(fù)合按成昆附隧03-13施作，采用的工法為臺(tái)階法加臨時(shí)橫撐，全環(huán)I20b工字鋼支護(hù)，鋼架間距0.8m，超前支護(hù)采用Ф42小導(dǎo)管長3m，縱向間距1.6、環(huán)向間距0.4m。

5 排水、防坍塌措施

5.1 排水措施

1、斜井反坡排水采用機(jī)械排水，設(shè)置兩級(jí)泵站接力排水，工作面采用移動(dòng)式潛水泵抽至就近泵站或臨時(shí)集水坑內(nèi)，其余已施工地段隧道滲水（涌）水經(jīng)過隧道側(cè)溝自然匯積到臨時(shí)集水坑內(nèi)或泵站水池內(nèi)，由固定排水泵站將積水經(jīng)排水管路抽排至上一級(jí)排水泵站內(nèi)，接力將洞內(nèi)積水抽排至洞外，經(jīng)污水處理后排放。

2、積水池設(shè)置

①在斜井與正洞交叉口處設(shè)置一個(gè)集水池，大?。?m（長）×2m（寬）×2m（深），采用厚5mm鋼板焊制。

②抽排水設(shè)備配備

泵站位置選用型號(hào)使用

數(shù)量（臺(tái)）備用

數(shù)量（臺(tái)）（m3/h）/

揚(yáng)程（m）

斜井200SGWQ350-20-3722200/30

交叉口臨時(shí)集水坑AC30-2CB2230/11

③在靠近交叉口處成都方向底板上設(shè)置一到橫向截水溝，將正洞上游和斜井流入正洞的積水截流至臨時(shí)集水坑，抽排至交叉口集水池內(nèi)。截水溝尺寸：30cm（寬）×30cm（深）。溝頂用φ20鋼筋焊制的蓋板覆蓋，以便車輛和人員通行。

5.2 防坍塌措施

1、根據(jù)地質(zhì)預(yù)報(bào)材料核對(duì)地質(zhì)情況，如地質(zhì)情況與設(shè)計(jì)不符則及時(shí)調(diào)整施工方案。

2、堅(jiān)持“ 短進(jìn)尺、強(qiáng)支護(hù)、早封閉、勤量測(cè)”的原則。

3、正洞斜井相交段施工時(shí)應(yīng)及時(shí)設(shè)置監(jiān)控量測(cè)點(diǎn)，量測(cè)斷面按5m間距布置。加強(qiáng)監(jiān)控量測(cè)，如發(fā)現(xiàn)異常，應(yīng)立即采取加固措施。

4、鋼架不得置于虛碴和松動(dòng)圍巖上。在軟弱圍巖地段，立柱底面需加設(shè)墊板或墊梁。交叉口段每榀鋼架單側(cè)不少于4根鎖腳錨管，錨管長3.5m，