大南山隧道交叉口施工方法（一）

田 勇

（山西遠方路橋集團總公司，山西 大同 037005）

大南山隧道交叉口施工方法（一）

田 勇

（山西遠方路橋集團總公司，山西 大同 037005）

文章結合施工實踐介紹了大南山隧道交叉口施工所采取的施工方案比選理由、各種施工方案的優缺點及適用范圍和最終方案的選定，并對斜井進入正洞圓曲線段施工、斜井導洞段施工、斜井口門架及懸臂梁施工、導洞內正洞鋼拱架上臺階部分施工等進行了論述。

大南山隧道；交叉口；施工方法

1 工程概況

大南山特長隧道位于山西省陽泉市盂縣境內，全長5 520 m，設計為雙洞三車道泥灰巖隧道。由于施工工期緊張，經業主和設計院研究，決定增設1號、2號斜井來增大工作面，實現“長隧短打”，保證工期和質量。隧道位于低山區的咯斯特地形中，由于受侵蝕剝蝕作用比較嚴重，山頂相對平緩，山體總體呈東西走向，隧址區地層結構復雜，不良地質如巖溶、濕陷性黃土較多。

經過對泥灰巖隧道的地質情況的分析，結合現場實際情況及以往施工經驗，筆者選出了以下3套比較成熟的施工方案。

2 施工方案

2.1 方案一

第一步：斜井段施工至K0+528段時，從第十三榀拱架開始垂直于正洞隧道走向立設5榀門架。

第二步：進行小導洞施工，弧形拱頂全部噴射砼，并待密實牢固。

第三步：回過頭施工交叉口門架處懸臂梁。

第四步：在導洞范圍內架設正洞上導坑拱架，拱架左側設于基巖上，拱架右側設于懸臂梁端頭。

第五步：電焊切割導洞右側豎直鋼支撐，并爆破開挖，立設大里程段正洞上導坑鋼拱架，開挖5～7 m后按“三臺階七步流水”作業法緊跟中下導。

第六步：當大里程開始進行中導坑施工時,小里程方向也同步開始施工上導坑初期支護。開挖5～7 m后按“三臺階七步流水”作業法緊跟中下導。

第七步：緊跟交叉口段正洞仰拱和二次襯砌，保證正洞支護襯砌盡早封閉成環，至此交叉口段施工完畢。

2.2 方案二

第一步：斜井段施工至K0+528段時，見圖1，開始以O1為圓心，R1=13.912 m為半徑向正洞方向轉向。從第十三榀拱架開始垂直于正洞隧道走向立設5榀門架。

第二步：進入正洞段后導洞開始以02為圓心，R2=12.685 m為半徑轉向90°，并以18%的坡度逐漸攀升至正洞上導坑高度。

第三步：回過頭進行交叉口門架處懸臂梁施工。

第四步：在正洞K0+700～K0+710段以半徑逐步加大的異型拱架逐步擴展至正洞上臺階的寬度，然后繼續向前施工10 m，封閉掌子面。

圖1 斜井進入正洞段平面圖

第五步：回過頭電焊切割擴大段第10榀拱架，并按正洞上導坑尺寸立設正洞上導坑拱架，依次進行第9榀、第8榀等余下各榀拱架。

第六步：正洞上導坑拱架施工至交叉口過后小里程段10 m后，按“三臺階七步流水”作業法緊跟中下導。

第七步：緊跟交叉口段正洞仰拱和二次襯砌，保證正洞支護襯砌盡早封閉成環，至此交叉口段施工完畢。

2.3 方案三

第一步：斜井段施工至K0+528段時，開始以左側0.29 m間距、右側0.79 m間距立設異型拱架。

第二步：施工至交叉口時，進行3榀工字鋼門架的施工。

第三步：繼續架設導洞段異型拱架，左側拱架間距1.1 m，右側拱架間距0.47 m，并以20%的坡度逐步攀升至正洞上導坑高度。

第四步：回過頭進行交叉口門架處懸臂梁施工。

第五步：在正洞K0+700～K0+710段以半徑逐步加大的異型拱架逐步擴展至正洞上臺階的寬度，然后繼續向前施工10 m，封閉掌子面。

第六步：回過頭開始電焊切割擴大段第10榀拱架，并按正洞上導坑尺寸立設正洞上導坑拱架，依次進行第9榀、第8榀……

第七步：正洞上導坑拱架施工至交叉口過后小里程段10 m后，按“三臺階七步流水”作業法緊跟中下導。

第八步：緊跟交叉口段正洞仰拱和二次襯砌，保證正洞支護襯砌盡早封閉成環，至此交叉口段施工完畢。

3 方案比選

3.1 方案一

優點：對斜井結構影響小，不需要大范圍改變斜井施工結構；正洞初期支護一次成型，僅需拆除導洞兩側豎直拱架即可，對圍巖二次擾動較小；臨時工程數量較少，過渡段距離短，可以在較少時間內、較短范圍內形成正洞雙向施工能力；能夠為后續工序提供整體、穩定、可靠的支撐基礎，施工安全系數較高；懸臂梁寬度較小，交叉口處受力較好，對斜井底及正洞支護襯砌結構穩定有很大幫助。

缺點：小導洞高度較低，對出渣有一定影響；小導洞與正洞拱架間空隙都要噴射砼密實，噴射砼工作量較大，見表1。

表1 方案一工序時間統計

總計9天可完成交叉口施工，開始施工正洞上導坑初期支護。

3.2 方案二

優點：對斜井結構影響較小，不需要大范圍改變斜井施工結構；能夠為后續工序提供整體、穩定、可靠的支撐基礎，施工安全系數較高；懸臂梁寬度較小，交叉口處受力較好，對斜井底及正洞支護襯砌結構穩定有很大幫助。

缺點：反向過渡段開挖時正洞鋼架架立高度較大，需要搭設臨時作業平臺輔助施工；轉向段導洞初期支護要全部拆除，對圍巖二次擾動較大；臨時工程量較大，材料浪費嚴重；小導洞轉向及上坡對出渣等工序有一定影響，工序時間加長，見表2。

總計需要28天才能開始施工正洞上導坑初期支護，交叉口總工期時間太長。

3.3 方案三

表2 方案二工序時間統計

優點：不需要轉向施工，施工難度系數較低。

缺點：懸臂梁寬度較大，交叉口處受力較差，對斜井底及正洞支護襯砌結構穩定不利；反向過渡段開挖時正洞鋼架架立高度較大，需要搭設臨時作業平臺輔助施工；小導洞轉向及上坡對出渣等工序有一定影響，工序時間加長；斜井段全部立設異型拱架，對斜井結構影響較大，見表3。

表3 方案三工序時間統計

總計需要23天才能開始施工正洞上導坑初期支護，交叉口工期時間太長。

4 方案確定

綜合以上分析以及以往的施工經驗，最終確定“方案一”作為大南山特長隧道1號斜井進入主洞的首選方案。

Construction Method of Intersection in Nanshan Tunnel

Tian Yong

This paper,combined with construction practice，describes comparison reasons of construction scheme in building Nanshan Tunnel intersection，the advantages and disadvantages of various construction plan and application scope and the last program selected.Besides，construction of shaft entering main hole’s curved section，construction of inclined tunnel section，door frame and cantilever’s construction of oblique wellhead，and stage construction of the cave steel arch inside the guidinghole are discussed.

Nanshan Tunnel；intersection；constructionmethod

U 455

A

1000-8136(2010)32-0068-02

田勇，男，1967年3月出生，1989年7月25日畢業于山西礦業學院礦井建設專業，工程師。