簡述導洞法在軟弱圍巖斜井進主洞交叉段的運用

校偉

重慶兩江新區(qū)人力資源開發(fā)服務中心 重慶 400020

針對挑頂施工中存在的問題，通過優(yōu)化施工參數(shù)，加強挑頂段和正洞的支護參數(shù)，采用輔助導洞施工方法，選擇合理的施工工藝，可成功解決挑頂施工中各種困難，大大縮短了挑頂施工時間；采取對交叉段范圍進行徑向注漿，對小角度中夾圍巖進行中空錨桿注漿加固的方法，保證了施工的安全。

1 工程概況

南廣鐵路飛鷹隧道全長7141m，是全線控制性工程，其中芒坑斜井洞身長426m，斜長427.8m，綜合坡率為11%，中線與正洞線路小里程方向平面夾角為36°，斜井與正洞中線交叉里程為IDK376+425，交叉口處斜井拱頂與正洞拱頂高差為3.9m，交叉口處隧道埋深45m。該段主洞為泥盆系石英砂巖與奧陶系泥質(zhì)砂巖接觸帶，為強風化石英砂巖，巖體破碎，穩(wěn)定性較差，設計為Ⅳ級圍巖。正線里程為IDK375+750處與地表沖溝斜交，常年有水，雨季水量加大，安全風險高[1]。

2 施工方案

斜井進正洞挑頂采用中導洞進入正洞頂部，形成正臺階施工斷面后反向挑頂擴大形成正洞斷面的施工方案。

斜井施工至距正洞交界5m處時，應適當抬高斜井拱部和上臺階標高，以降低由斜井拱頂至正洞拱頂?shù)纳咸舾叨龋灰蛐本c正洞夾角為36°，中夾巖體厚度很小，為提高中夾巖體的整體性以及正洞開挖時中夾圍巖承受爆破震動的能力，在斜井洞身靠近中夾圍巖一側(cè)拱墻采用Φ25中空注漿錨桿對圍巖進行加固，確保中夾巖體的整體性和穩(wěn)定性。

爬坡導洞以圓曲線形式轉(zhuǎn)體進入正洞，當斜井上臺階開挖支護至與正洞開挖輪廓線5m距離處時，在斜井上臺階開挖支護至與正洞開挖輪廓線交界處后，首先在斜井口施做門式鋼架，為正洞鋼架安裝創(chuàng)造條件，然后擴挖至正洞斷面并向南寧方向繼續(xù)施工5m，創(chuàng)造出正洞斷面施工空間后，在按照正洞的設計斷面反向向廣州方向開挖支護，邊開挖支護邊拆除爬坡導坑臨時支護，直至跨過交叉口范圍，完成斜井向正洞的過渡[2]。

3 施工方法

3.1 交叉口段斜井襯砌

交叉口段斜井襯砌要在爬坡導洞開挖前施工完成，采用模板臺車施工C30鋼筋混凝土，根據(jù)圍巖情況施工1～3組，最后一組混凝土堵頭板沿正洞線路方向安設。

3.2 施工步步驟

（1）根據(jù)斜井與正洞相交角度，以間距1.0m間距安裝異型鋼架，完成由垂直于斜井中線到平行于正洞中線的過渡。

（2）斜井與正洞交叉口段以0.6m間距架立I25a異型鋼鋼架，保證相交地段三維受力狀態(tài)圍巖的穩(wěn)定。在此型鋼鋼架上焊接I25a型鋼橫梁，并在橫梁兩端螺栓連接I25a型鋼立柱，為正洞鋼架提供落腳平臺。以后在此處安裝正洞鋼架時，用I25a型鋼斜梁代替正洞的N2鋼架，用I25a型鋼立柱代替正洞的N2、N3鋼架。仰拱鋼架連接在斜井仰拱的預埋I25a型鋼上。

3.3 爬坡導洞施工

（1）導洞設計凈寬9m，詳細結構尺寸見圖4。支護參數(shù)為：HW125型鋼架，間距1榀/m，Φ22錨桿，長度3.0m，間距1.0×1.0m，梅花形布置；φ6鋼筋網(wǎng)，網(wǎng)格間距0.2×0.2m；噴射C20砼，厚度18cm。 支護施工中要嚴格按施工指南操作，保證鎖腳錨桿和縱向連接筋的施工質(zhì)量。

（2）爬坡道的坡度設計，應根據(jù)土質(zhì)情況及機械施工需要進行調(diào)整，以加快爬坡導坑施工進度，減少不安全因素為原則。

（3）完成爬坡后，按照線路設計坡度向廣州方向按Ⅳ級圍巖開挖方法、支護參數(shù)繼續(xù)進行弧形導坑掘進，施工10米后，噴砼封閉廣州方向掌子面，反向向南寧方向開挖正洞，每循環(huán)先開挖上部，立上部鋼架后，再拆除導洞鋼架。

3.4 反向開挖支護

反向開挖按正洞Ⅳ級圍巖上部弧形導坑的高度進行，先開挖頂部，再開挖兩側(cè)，開挖時僅對有影響的導洞鋼架進行拆除，按正洞設計要求間距進行鋼架施工，相應完善其他支護。

3.5 正洞仰拱施工

正洞落底后要及時進行正洞仰拱施工，以便初期支護與仰拱盡早成環(huán)，確保施工安全。

4 施工要點

（1）正洞與斜井相交地段處于復雜的三維受力狀態(tài)，為保證正洞安全挑頂施工的完成，正洞初期支護必須坐落于一個牢固的落腳平臺，同時應加強該段正洞初期支護的鎖腳錨桿施工，防止拱架下沉。

（2）在正洞與斜井拱頂交界里程處，沿正洞方向設置拱頂縱向托梁，托梁采用3榀I20b型鋼拼裝、焊接而成，托梁牢固焊接于斜井門口門架拱頂，托梁與斜井門口門架間空隙設置I20b型鋼豎向立柱，立柱應與正洞拱架位置相對應，牢固焊接并噴射C30砼回填密實。

（3）加密設置正洞初期支護鎖腳錨桿，每榀鋼架單側(cè)不少于4根鎖腳錨管，錨管長4.0m，注水泥漿，鎖腳錨管與鋼架牢固焊接，防止拱架下沉。

5 監(jiān)控量測

飛鷹隧道具有技術標準高、開挖斷面大、施工方法多等特點，圍巖自穩(wěn)能力差、含水量變化大、交叉口應力集中點多、結構受力復雜。為了更好地掌握圍巖變形情況，施工監(jiān)控量測方案和現(xiàn)場實施尤為重要。在斜井向正洞轉(zhuǎn)換施工過程中，尤其應重視監(jiān)控量測工作。該段施工過程中，拱頂沉降量測采用貼反射膜片配合全站儀無尺量測工藝，水平收斂采用JSS30A型數(shù)顯收斂計進行量測。該段施工量測結果為：隧道拱頂沉降累計最大值為12cm，水平收斂累計最大值為9cm，整個施工過程處于穩(wěn)定狀態(tài)。

6 結束語

通過上述各種措施的綜合應用，在飛鷹隧道斜井施工工期緊迫，圍巖破碎、正洞斷面大的挑頂條件下，采用爬坡導洞的施工方法，挑頂工作得以安全快速的推進，并得到了業(yè)主、監(jiān)理及兄弟單位的一致好評，對于大斷面小角度破碎圍巖隧道挑頂施工有很好的推廣應用價值。