隧道輔助斜井進正洞施工工藝

武 銳

(中鐵十二局集團二公司，山西太原 030032)

1 工程概況

1號斜井與雁門關隧道平面呈42°49'8″相交(斜井長1 445 m，10.05%下坡;正洞7‰上坡)，與正洞左中線相交 DK115+732.86，喇叭口處圍巖為角閃斜長片麻巖，受構(gòu)造影響嚴重，呈塊、碎石狀結(jié)構(gòu)，軟弱層呈泥夾碎石，地下水狀態(tài)為Ⅱ級，拱部涌水呈線狀，自穩(wěn)能力差，為Ⅴ級圍巖。此處正洞開挖直徑為13.56 m。

2 喇叭口尺寸

喇叭口處斜井開挖斷面:寬×高:7.54 m×7.00 m，斜井底板高程為:1 116.01 m，與正洞相交處寬10.3 m，相交處正洞仰拱面高程為1 116.00 m，斜井頂與正洞頂高差為2.72 m。

3 施工方法

我們共為斜井進入正洞準備了兩套方案。因施工現(xiàn)場圍巖的特殊性，最大程度減少對圍巖的擾動，保證施工安全，采用了第一套方案。

3.1 施工方案一

在斜井掌子面開挖接近正洞開挖輪廓時，逐漸抬高斜井拱頂高程，交與正洞邊線時，采用小導洞結(jié)合礦山棚架法，小導洞拱頂初期支護高程沿著正洞開挖輪廓控制，開挖小導洞邊墻形成正洞上導開挖作業(yè)面。施工中應預留變形沉降量和臨時支護厚度。

施工步驟:

1)根據(jù)斜井與正洞相交角度及圍巖狀況，架立安裝不同型號鋼架，使斜井鋼架由垂直于斜井中線到平行于正洞中線(見圖1);在X1K0+L1處逐步抬高斜井拱頂高程，同時加強斜井初期支護，安全完成斜井挑頂，以便進行正洞小導洞開挖的順利進行(見圖2)。

2)斜井施工至X1K0+L2時，采用礦山棚架法結(jié)合臺階法進行臨時小導洞開挖支護進入正洞，小導洞開挖方向垂直于正洞，小導洞頂部初期支護內(nèi)輪廓應為預留變形量后的正洞開挖輪廓。

3)在X1K0+L2處設置加強門架，并在其頂部設置托梁，用立柱與斜井門架相連，立柱與正洞拱架位置相對應，牢固焊接并噴C25纖維混凝土回填密實。在架立門架時，為保護斜井掌子面圍巖的穩(wěn)定性，對不開挖部位進行掛網(wǎng)噴錨，必要時設置臨時錨桿。

圖1 喇叭口平面圖（一）

圖2 喇叭口立面圖

4)在門架橫梁上架立正洞上導拱架進行正洞上導初支，破除小導洞邊墻支護采用臺階法進行正洞開挖。正洞仰拱鋼架連接在門架底部的橫撐上。

3.2 施工方案二

斜井掌子面施工至正洞開挖輪廓后，斜井中線按圓曲線開挖至斜井中線與正洞中線重合，同時上坡開挖至正洞拱頂高程，并繼續(xù)沿正洞軸線方向掘進一定距離;形成作業(yè)空間后，將導洞擴挖至正洞開挖輪廓，及時進行噴錨支護作業(yè)(見圖3)。

圖3 喇叭口平面圖（二）

施工步驟如下:1)斜井掌子面開挖至正洞開挖輪廓之前，架立安裝不同型號鋼架，逐步使斜井鋼架由垂直于斜井方向過渡到平行于正洞方向，形成斜井進正洞加強段。在最后一榀加強鋼架上安裝托梁，為正洞初支鋼架提供落腳平臺，仰拱鋼架連接在斜井門架下部橫撐上。2)斜井進入正洞內(nèi)導洞施工。導洞施工根據(jù)圍巖情況確定支護參數(shù)和開挖進尺，導洞的坡度根據(jù)圍巖情況及施工需要進行調(diào)整，以加快導坑施工速度。導坑坡度達到設計后，按照設計線路及坡度繼續(xù)進行弧形導坑掘進，導坑中線掘進至與正洞中線重合后繼續(xù)向前掘進10 m停止掘進，噴混凝土封閉掌子面。進行正洞擴挖，先開挖上部，立上部正洞鋼架后，再拆除導坑初期支護。正洞初支落底后要及時進行正洞仰拱施工，使支護盡早封閉成環(huán)，并及時跟進二次襯砌，確保施工安全。

4 支護參數(shù)

初支為C25纖維混凝土，厚27 cm，拱部1.0 m×1.0 m布設L=4.0 m，φ25 中空注漿錨桿，邊墻 1.0 m × 1.0 m 布設 L=4.0 m，φ22砂漿錨桿，每榀拱架增設36根φ42×5 mm注漿錨管，增加初支的穩(wěn)固性，減少下沉收斂。

5 施工量測

對斜井與正洞交叉處加強圍巖量測，按3 m～5 m間距布設拱頂下沉和邊墻收斂觀測點，增加對圍巖量測的頻次，根據(jù)對圍巖量測數(shù)據(jù)的綜合分析，及時調(diào)整和完善支護方案，同時做好掌子面的地質(zhì)超前預報工作，為下一步開挖支護提供依據(jù)，確保施工安全、質(zhì)量和進度。

6 開挖方法

根據(jù)圍巖狀況靈活使用三臺階七步開挖法，并設置臨時支護，及時跟進仰拱，盡早使支護封閉成環(huán)。開挖后及時對掌子面進行噴混凝土封閉。嚴格控制裝藥量，對炮眼布置及起爆順序進行優(yōu)化，減小爆破對圍巖的擾動。嚴格控制超欠挖，對于超挖部位應用同等強度混凝土回填密實，避免空洞。對于涌水部位，應設置引排水管，減小涌水對噴錨作業(yè)的不利影響，保證施工質(zhì)量。

7 施工組織

1)根據(jù)現(xiàn)場實際情況編制合理的施工組織方案。2)工作面設置專職安全員，進行安全隱患排查。3)洞內(nèi)設置調(diào)度員，協(xié)調(diào)各工序，使各工序銜接緊密，保證施工進度。4)項目部設置技術室，統(tǒng)一安排技術及測量工作，加強對洞內(nèi)施工的技術管理，避免質(zhì)量不合格而造成的返工。

8 結(jié)語

在斜井進正洞施工中，如采用方案二，即先采用小斷面導坑掘進，然后返回來拆除臨時支護擴挖成正洞斷面，這樣的方法工序繁雜，組織難度較大，爆破震動頻繁，對圍巖的擾動大，交叉口處鋼架不能及時封閉，安全隱患較大;導坑長度大，臨時支護工程量大，耗時長，挑頂費用較高。現(xiàn)采用方案一證明采用這一方案可以在導洞內(nèi)直接形成正洞上臺階斷面，并能及時立架支護，施工安全有序;工序簡單、快速，臨時工程量小，較經(jīng)濟。實際證明采用方案一為全隧道安全盡早貫通打下了基礎。

［1］TB 10204-2002，鐵路隧道施工規(guī)范［S］.

［2］TZ 204-2008，鐵路隧道工程施工技術指南［S］.

［3］初厚永.大斷面黃土隧道斜井進入正洞的挑頂施工技術［J］.鐵道建筑技術，2008(3):34-37.