軟弱圍巖隧道斜井進(jìn)正洞施工技術(shù)

摘要：據(jù)調(diào)研，隧道開挖過程中，最為薄弱環(huán)節(jié)是斜井進(jìn)正洞銜接段，技術(shù)方法使用不當(dāng)會造成塌方等危險事故，基于此，在充分了解軟弱圍巖條件的情況下，采取斜井挑頂正洞橫向棚洞法施方案，隧道斜井進(jìn)入正洞施工的一種方法，實(shí)現(xiàn)從小斷面輔助導(dǎo)坑到大斷面正洞的施工轉(zhuǎn)換，通過本次工程詳細(xì)的設(shè)計方案和施工技術(shù)，闡述了特殊條件下斜井進(jìn)正洞的施工工藝，該方法在軟弱圍巖隧道中比較適用，施工難度小，避免了二次擾動，可為類似工程及地鐵礦山法施工提供施工經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：軟弱圍巖；隧道；斜井；正洞；施工技術(shù)

1工程簡介

1.1工程簡況

某地鐵隧道采用礦山法施工，起訖里程為DK20+460.4～DK21+540.95，線路長度1080.55m，線間距5m。隧道于DK20+760處線路左側(cè)設(shè)置斜井，斜井中線與正線右線小里程端交角為50°。斜井與正線交匯處圍巖分級為V級，頁巖夾砂巖，地下水豐富。

1.2設(shè)計總體方案

根據(jù)地質(zhì)、水文條件，采用斜井挑頂正洞橫向棚洞法施工作為斜井轉(zhuǎn)正洞過渡的施工方案。即斜井開挖至正洞邊緣，向垂直正洞中線方向，采用棚洞進(jìn)入正洞，棚洞向上爬坡至正洞拱頂后，以平坡向前開挖至正洞開挖輪廓線上臺階拱腳位置，棚洞施工完成后，按照正洞設(shè)計斷面進(jìn)行初期支護(hù)。實(shí)現(xiàn)從小斷面輔助導(dǎo)坑到大斷面正洞的施工轉(zhuǎn)換。

2施工技術(shù)步驟

（1）因斜井與正洞斜交，斜井支護(hù)拱架立設(shè)從XK0+020.5開始與斜井中線斜交，斜井一側(cè)拱架間距60～90cm，另一側(cè)30～50cm，隨著斜井開挖的深入，斜井支護(hù)拱架左右側(cè)能同時到達(dá)正洞輪廓邊界，如圖1所示。

（2）斜井掘進(jìn)至距正洞輪廓邊界2m時，在交叉口處施作加強(qiáng)環(huán)，垂直間距30～50cm，用以作為正洞后續(xù)施工時初支拱架的落腳支撐點(diǎn)，承受斜井、正洞交接區(qū)域上方傳遞下來的土體荷載。

（3）XK0+020.5～XK0+011.239段初支及仰拱完成后，及時施作噴錨補(bǔ)強(qiáng)襯砌。

（4）斜井開挖至正洞邊緣，向垂直正洞中線方向，采用棚洞進(jìn)入正洞，棚架向上爬坡至正洞拱頂后，以平坡向前開挖至正洞右側(cè)開挖輪廓線上臺階拱腳位置。

圖1 棚洞平、剖面圖

（5）在棚洞內(nèi)施作正洞上臺階初期支護(hù)拱架，斜井側(cè)的正洞拱架底腳與斜井開挖輪廓線拱架焊接在一起，形成整體受力。如圖3、圖4所示。

圖2 正洞鋼架（正洞斷面）布置圖

圖3 正洞鋼架（斜井?dāng)嗝妫┎贾脠D

（6）棚洞內(nèi)正洞初支施工完成后，沿隧道正洞大里程方向，拆除棚洞一側(cè)的臨時支護(hù)，按正洞設(shè)計支護(hù)參數(shù)施作上部弧形導(dǎo)坑，棚洞臨時支護(hù)處正洞拱架形成臨時封閉環(huán)。向前開挖4m后，噴射混凝土封閉掌子面，暫停該方向開挖。

（7）掉頭拆除棚架另一側(cè)的臨時支護(hù)，按設(shè)計開挖方法和支護(hù)參數(shù)施工上部弧形導(dǎo)坑。向前開挖4m后，噴射混凝土封閉掌子面，暫停該方向開挖。

（8）待施工空間滿足后，兩側(cè)正洞同時落底，及時進(jìn)行隧底初期支護(hù)和仰拱，及早封閉。

3施工注意事項

（1）斜井掘進(jìn)接近正洞交叉口處時，逐步提高拱架高程，拱頂提高坡度控制在10%之內(nèi)。如圖5所示

（2）斜井斜交拱架需（初支拱架和噴錨補(bǔ)強(qiáng)襯砌拱架）逐榀加工。

（3）棚洞棚架施工時，頂部需要比正洞設(shè)計斷面向上擴(kuò)挖，并預(yù)留一定的沉降量，保證不侵入正洞初支拱架設(shè)計位置。

（4）正洞拱架連接在斜井拱架上的部分需逐榀特殊加工，使其形成較好受力弧度，盡量使拱架承受壓力，少承受彎矩。

（5）為確保斜井正洞相交處正洞初期支護(hù)鋼架封閉成環(huán)（1#～10#），鋼架需在延伸后的A單元上加設(shè)A接頭，接頭與單元采用鋼板焊接，C單元在斜井坑底面位置加設(shè)A接頭，施工斜井與正洞相交處正洞襯砌前，將交叉區(qū)正洞鋼架封閉成環(huán)，并根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整單元劃分長度。如圖4所示。

（6）施工過程加強(qiáng)監(jiān)控量測工作，確保信息化施工。

圖4 正洞1#鋼架斷面圖

4 結(jié)論

該隧道于DK20+760處線路左側(cè)設(shè)置斜井，斜井中線與正線右線小里程端交角為50°。根據(jù)地質(zhì)、水文條件，采用斜井挑頂正洞橫向棚洞法施工作為斜井轉(zhuǎn)正洞過渡的施工方案。即斜井開挖至正洞邊緣，向垂直正洞中線方向，斜井掘進(jìn)接近正洞交叉口處時，逐步提高拱架高程，拱頂提高坡度控制在10%之內(nèi)。對于軟弱圍巖隧道，應(yīng)該嚴(yán)格按照變形量測數(shù)據(jù)指導(dǎo)施工進(jìn)展，實(shí)踐證明，該方法在軟弱圍巖隧道中比較適用，施工難度小，尤其正洞拱部圍巖一次開挖到位，避免了二次擾動，施工安全、經(jīng)濟(jì)。

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作者簡介：李濤，男，1988年生，河北省廊坊市人，助理工程師，2013年畢業(yè)于美國伊利諾伊理工大學(xué)工程管理專業(yè)碩士，主要從事工程建設(shè)和項目管理工作。