隧道斜井轉主洞施工要點分析

高超新

（福建省路橋建設集團有限公司，福建福州 350000）

0 引言

在隧道工程中，斜井施工達到一定設計長度后，便需要轉入主洞施工，為使隧道斜井轉主洞施工實現(xiàn)無縫對接，應當對相關施工技術及實施要點加以了解和掌握，從而確保施工順利完成。基于此，對隧道斜井轉主洞施工要點展開分析。

1 工程概況

拾貳坡隧道工程為上下行獨立雙洞隧道，按照六車道設計，其中左幅全長4716m，右幅全長4732m。該隧道斜井的起點樁號為XK0+10，終點樁號為XK0+778.3，隧道斜井的總長度為768.3m，凈高7.1m，采用雙車道。隧道斜井從左洞左側接入隧道主洞，并在距離左洞中線14m時，利用聯(lián)絡道襯砌將左右洞貫通，與左洞線路在樁號ZK40+900.005 處交會，平面交角為90°。在交叉地段處，主洞的圍巖等級為Ⅳ級，襯砌類型為S4-A，聯(lián)絡道襯砌的設計標高應當與隧道主洞的路面齊平，隧道建成投用后，隧道斜井可作為緊急救援通道。下面對該隧道斜井轉主洞施工技術要點展開分析。

2 隧道斜井轉主洞施工要點

2.1 隧道斜井轉主洞施工工藝

2.1.1 工藝流程

在隧道施工期間，為確保隧道斜井能夠順利轉入主洞，需要施工人員對相關施工工藝流程有充分的了解和掌握。隧道斜井轉主洞施工工藝具體如下：隧道斜井開挖與初期支護—聯(lián)絡道開挖與初期支護—澆筑隧道斜井最后一板二襯—澆筑隧道斜井與聯(lián)絡道交叉口處的襯砌端墻—澆筑聯(lián)絡道端頭的襯砌端墻—澆筑主線左右隧洞間的聯(lián)絡道二襯—開挖左洞大、小里程方向并初期支護—開挖右洞大、小里程方向并初期支護—澆筑聯(lián)絡道剩余的二襯—澆筑主洞二襯。

2.1.2 隧道斜井進聯(lián)絡道

隧道斜井開挖至左洞中線14.6m時，便開始聯(lián)絡道施工，開挖至與聯(lián)絡道交界的位置后，將上坡開挖至聯(lián)絡道的拱頂高程，隨后繼續(xù)沿相同的方向掘進，達到一定距離后，形成作業(yè)空間，此時轉向相反的方向繼續(xù)開挖，對斷面進行擴挖，直至聯(lián)絡道的標準斷面為止[1]。交界處的圍巖為Ⅳ級，為使挑頂段的隧道斜井施工能夠安全完成，在交叉處布設由鋼架組成的加強環(huán)，用強度等級C25 的混凝土噴射，再覆蓋鋼架。需要注意的是，為避免長時間暴露，要對隧道斜井二次襯砌及早施工。

2.1.3 聯(lián)絡道施工

在該工程中，聯(lián)絡道襯砌段以三臺階法進行開挖施工。先對拱部的臺階開挖，并施工初期支護；同時采用無縫鋼管注漿作為鎖腳錨桿，縱線采用工字鋼連接；待穩(wěn)定后，開挖中間的臺階，施工邊墻初期支護，支護參數同上臺階；最后開挖仰拱并支護，拱腳位置采用無縫鋼管注漿作為鎖腳錨桿，最后施工模筑二次襯砌。

2.1.4 聯(lián)絡道進主洞

第一，隧道主洞施工要在聯(lián)絡道端頭襯砌端墻、左右洞間聯(lián)絡道二襯澆筑后開展，先對左洞施工，向大里程方向掘進100m后，噴射混凝土將掌子面封閉，隨后掉頭向左洞小里程方向掘進，按同樣的方法施工右洞。第二，在交叉口位置布設鋼門架。先全環(huán)施作，待交叉口段完成后，且聯(lián)絡道的端頭襯砌端墻與左、右洞間聯(lián)絡道二襯澆筑完畢后，在保證施工安全的前提下，將交叉口處鑿開，噴射混凝土，最后將邊墻部分的鋼門架割除[2]。

2.2 開挖洞身

在隧道斜井轉主洞施工中，開挖洞身時，可按具體情況選擇適宜的方法：如隧道斜井與聯(lián)絡道交叉段的洞身，可采用兩臺階法開挖；聯(lián)絡道的洞身則可采用三臺階法開挖；主洞的洞身可以通過三臺階預留核心土法開挖。

2.2.1 兩臺階法

第一，在兩臺階法開挖施工中，上下臺階掌子面的間距應當控制在10～15m。當上部斷面初期支護基本達到穩(wěn)定狀態(tài)后，便可通過光面爆破或預裂爆破的方法開挖下部斷面，從而減少對圍巖的擾動。第二，在開挖過程中，要對拱腳妥善加固，并及時施作鎖腳錨桿。如果拱腳位置處的圍巖為軟巖，則需注漿加固，提高拱腳的穩(wěn)定性，保證施工順利完成。第三，在施工期間，做好監(jiān)測工作，收集并處理相關數據，以此作為支護參數調整和施工方法變更的主要依據。

2.2.2 三臺階法

三臺階法就是在兩臺階法的基礎上增加中臺階，具體的施工控制要點如下：

第一，采取邊開挖邊支護的方法，每循環(huán)進尺為2榀；控制好上臺階、中臺階和下臺階的間距，不宜超過30m[3]。第二，在施工過程中，要合理控制導洞的開挖進度，采用分部開挖的方式，避免過大的爆破振動引起安全事故。同時，可依據拱頂下沉的監(jiān)測結果，用方木作為豎向臨時支撐，方木下要鋪設鋼墊板。嚴格控制最大臨界振動速度，不得超過15cm/s。

2.2.3 三臺階留核心土

第一，在三臺階留核心土洞身開挖施工中，要銜接各個工序，并盡可能將工序安排得緊湊，從而減少圍巖暴露在外的時間。各分部應當平行作業(yè)，初期支護要緊密銜接，及時封閉成環(huán)。第二，開挖上臺階時，控制好循環(huán)進尺，以一榀鋼拱架為宜，最大不得超過2榀。開挖的矢跨比控制在0.3 以內，核心土的長度以3～5m 為宜，將隧道開挖寬度的1/3～1/2 作為核心土的寬度[4]。第三，中、下臺階的開挖進尺與上臺階相同。在左、右側開挖的過程中，要錯開2～3m，開挖高度控制在3～3.5m 為宜。保證上、中、下三臺階預留核心土開挖進尺與各階的循環(huán)進尺一致。第四，隧道底部采用全幅分段的方法開挖，在上面鋪設仰拱棧橋，循環(huán)進尺的長度應當控制在2～3m，開挖后要及時支護。當2 個隧底開挖和支護循環(huán)完成后，要及時施作仰拱，可按4～6m 的長度對仰拱分段。

2.2.4 鉆爆施工

該工程采用光面爆破和預裂爆破方法輔助隧道開挖，嚴格按照現(xiàn)行規(guī)范的規(guī)定要求，開展爆破作業(yè)，保證施工安全。

第一，光面爆破采用的是電雷管導爆非電毫秒雷管，分層次引爆，以此形成開挖輪廓。主要爆破參數如表1 所示。第二，預裂爆破最為突出的特點是能夠減少對輪廓線外巖石的擾動。主要爆破參數如表2所示。

表1 光面爆破主要參數

表2 預裂爆破主要參數

2.3 初期支護

在該工程中，隧道斜井轉主洞施工段初期支護有四種類型，具體的支護形式如表3 所示。

表3 隧道初期支護的主要形式

2.4 仰拱施工

在土質地層中，采用機械為主、人工配合的方式對仰拱開挖。在石質地層中，利用鉆爆法開挖。需要注意的是，仰拱的開挖長度每循環(huán)不宜超過3m[5]。開挖期間，要施作初期支護和二次襯砌，出渣后，將浮渣及時清除，給襯砌施工創(chuàng)造有利條件；拱架應在仰拱開挖前，制作完成并運至隧道洞口處備用，安裝鋼拱架時，要確保垂直度、間距、橫向偏差與規(guī)定要求相符；開挖后，要立即噴射混凝土，避免巖面長時間暴露；按操作規(guī)程，綁扎仰拱二次鋼筋，并澆筑混凝土。

2.5 防排水施工

2.5.1 主洞與交叉口排水

為使主洞內的水能夠及時排出，并避免隧道斜井中的水排入主洞，需要在相應的位置開挖集水坑，利用水泵將掌子面的水抽到集水井中。同時，在集水井處設潛水泵1臺，排出隧道斜井邊溝匯入的水和主洞中抽入的水。

第二，隧道斜井、左側聯(lián)絡道側向盲溝水匯入左洞左側側向盲溝檢查井，右側聯(lián)絡道側向盲溝水匯入左洞右側側向盲溝檢查井。

2.5.2 鋪設排水板

第一，鋪設排水板前，先做好相關的檢查和處理工作，給排水板鋪設創(chuàng)造有利條件。鋪設前，對排水板進行焊接，采用雙焊縫，搭接寬度應達到10cm 以上。第二，先施工土工布墊層和塑料墊片，檢查合格后，便可鋪設防水板，從拱頂開始向兩側下垂鋪設，邊鋪邊以熱熔的方式焊接。

2.6 通風

隧道施工環(huán)境的好壞很大程度上取決于通風系統(tǒng)的優(yōu)劣，特別是隧道斜井轉主洞后，在主洞施工中，通風條件會直接影響施工安全和進度。拾貳坡隧道斜井轉主洞及主洞施工的實際情況如下：

第一，隧道斜井洞口的交流風機應選用大功率風機或功率輸出穩(wěn)定的交流風機。第二，交流風機口的風袋應采用φ180 或φ200 風袋減少風阻，500m 長度為一個縮小直徑節(jié)點進行風力分配，同時在90°平交位置增設材質較硬的波紋管進行轉角，增加掌子面的送風能力。第三，在掌子面附近，增加落地式大功率風扇，為送風和排風做補充。第四，引進新技術和新設備，改善掌子面及周邊的施工環(huán)境，如空氣凈化系統(tǒng)。

2.7 二次襯砌

第一，統(tǒng)一加工制作鋼筋，質檢合格后運至現(xiàn)場，由工人在臺車上安裝綁扎；按測控點，先綁扎外層環(huán)形定位筋，用縱向筋連接，以此作為其他環(huán)向筋的綁扎依據，并在外層綁扎完畢后，以同樣的方法綁扎內層鋼筋。綁扎期間，要避免損傷防水板。焊接時，要采取遮擋措施保護防水板，同時采用二保焊進行焊接。

第二，澆筑混凝土前，要先清理模板，去除銹跡，打磨光滑。模板與混凝土之間應適當搭接，并保證搭接幅度在10cm 以上；采用對稱、分層的方法，澆筑混凝土，為保證振搗密實，采用插入式振搗器+附著式振搗器，對混凝土分層振搗，振搗時要避開防水板；控制好混凝土泵送的坍落度及混凝土自由傾落高度，當超過2m時，要輔以串筒或溜槽，防止離析；按設計要求，留設和處理施工縫，盡可能避免產生冷縫[6]。

第三，二次襯砌混凝土的密實度與施工質量密切相關，為保證二次襯砌混凝土的密實度，可在臺車拱部留設4 個注漿孔；襯砌澆筑時，預埋由熱軋鋼管制成的注漿管，二次襯砌混凝土終凝后，應在拆模前對拱頂回填注漿，控制好注漿順序，并對注漿壓力、注漿時間如實記錄，注漿完畢后及時檢驗效果。

3 結語

綜上所述，隧道斜井轉主洞施工是一項復雜程度較高的工作，為確保施工質量和安全，應對相關施工要點有充分的掌握，并在實際工程中合理運用，從而使隧道斜井轉主洞施工順利完成，同時為主洞施工增加工作面、縮短工期等提供有力的保障。