隧道斜井轉(zhuǎn)主洞施工要點(diǎn)分析

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（福建省路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司，福建福州 350000）

0 引言

在隧道工程中，斜井施工達(dá)到一定設(shè)計(jì)長度后，便需要轉(zhuǎn)入主洞施工，為使隧道斜井轉(zhuǎn)主洞施工實(shí)現(xiàn)無縫對接，應(yīng)當(dāng)對相關(guān)施工技術(shù)及實(shí)施要點(diǎn)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(zhuǎn)主洞施工要點(diǎn)展開分析。

1 工程概況

拾貳坡隧道工程為上下行獨(dú)立雙洞隧道，按照六車道設(shè)計(jì)，其中左幅全長4716m，右幅全長4732m。該隧道斜井的起點(diǎn)樁號為XK0+10，終點(diǎn)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(cè)接入隧道主洞，并在距離左洞中線14m時(shí)，利用聯(lián)絡(luò)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(luò)道襯砌的設(shè)計(jì)標(biāo)高應(yīng)當(dāng)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(zhuǎn)主洞施工技術(shù)要點(diǎn)展開分析。

2 隧道斜井轉(zhuǎn)主洞施工要點(diǎn)

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

2.1.2 隧道斜井進(jìn)聯(lián)絡(luò)道

隧道斜井開挖至左洞中線14.6m時(shí)，便開始聯(lián)絡(luò)道施工，開挖至與聯(lián)絡(luò)道交界的位置后，將上坡開挖至聯(lián)絡(luò)道的拱頂高程，隨后繼續(xù)沿相同的方向掘進(jìn)，達(dá)到一定距離后，形成作業(yè)空間，此時(shí)轉(zhuǎn)向相反的方向繼續(xù)開挖，對斷面進(jìn)行擴(kuò)挖，直至聯(lián)絡(luò)道的標(biāo)準(zhǔn)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(shè)由鋼架組成的加強(qiáng)環(huán)，用強(qiáng)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(shí)間暴露，要對隧道斜井二次襯砌及早施工。

2.1.3 聯(lián)絡(luò)道施工

在該工程中，聯(lián)絡(luò)道襯砌段以三臺階法進(jìn)行開挖施工。先對拱部的臺階開挖，并施工初期支護(hù)；同時(shí)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(hù)，支護(hù)參數(shù)同上臺階；最后開挖仰拱并支護(hù)，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(luò)道進(jìn)主洞

第一，隧道主洞施工要在聯(lián)絡(luò)道端頭襯砌端墻、左右洞間聯(lián)絡(luò)道二襯澆筑后開展，先對左洞施工，向大里程方向掘進(jìn)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(jìn)，按同樣的方法施工右洞。第二，在交叉口位置布設(shè)鋼門架。先全環(huán)施作，待交叉口段完成后，且聯(lián)絡(luò)道的端頭襯砌端墻與左、右洞間聯(lián)絡(luò)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(zhuǎn)主洞施工中，開挖洞身時(shí)，可按具體情況選擇適宜的方法：如隧道斜井與聯(lián)絡(luò)道交叉段的洞身，可采用兩臺階法開挖；聯(lián)絡(luò)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(yù)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(yīng)當(dāng)控制在10～15m。當(dāng)上部斷面初期支護(hù)基本達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，便可通過光面爆破或預(yù)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(shí)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(guān)數(shù)據(jù)，以此作為支護(hù)參數(shù)調(diào)整和施工方法變更的主要依據(jù)。

2.2.2 三臺階法

三臺階法就是在兩臺階法的基礎(chǔ)上增加中臺階，具體的施工控制要點(diǎn)如下：

第一，采取邊開挖邊支護(hù)的方法，每循環(huán)進(jìn)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(dǎo)洞的開挖進(jìn)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(shí)，可依據(jù)拱頂下沉的監(jiān)測結(jié)果，用方木作為豎向臨時(shí)支撐，方木下要鋪設(shè)鋼墊板。嚴(yán)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(gè)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(shí)間。各分部應(yīng)當(dāng)平行作業(yè)，初期支護(hù)要緊密銜接，及時(shí)封閉成環(huán)。第二，開挖上臺階時(shí)，控制好循環(huán)進(jìn)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(nèi)，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(jìn)尺與上臺階相同。在左、右側(cè)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(yù)留核心土開挖進(jìn)尺與各階的循環(huán)進(jìn)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(shè)仰拱棧橋，循環(huán)進(jìn)尺的長度應(yīng)當(dāng)控制在2～3m，開挖后要及時(shí)支護(hù)。當(dāng)2 個(gè)隧底開挖和支護(hù)循環(huán)完成后，要及時(shí)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(yù)裂爆破方法輔助隧道開挖，嚴(yán)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(dǎo)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(shù)如表1 所示。第二，預(yù)裂爆破最為突出的特點(diǎn)是能夠減少對輪廓線外巖石的擾動。主要爆破參數(shù)如表2所示。

表1 光面爆破主要參數(shù)

表2 預(yù)裂爆破主要參數(shù)

2.3 初期支護(hù)

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

表3 隧道初期支護(hù)的主要形式

2.4 仰拱施工

在土質(zhì)地層中，采用機(jī)械為主、人工配合的方式對仰拱開挖。在石質(zhì)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(hù)和二次襯砌，出渣后，將浮渣及時(shí)清除，給襯砌施工創(chuàng)造有利條件；拱架應(yīng)在仰拱開挖前，制作完成并運(yùn)至隧道洞口處備用，安裝鋼拱架時(shí)，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(shí)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(nèi)的水能夠及時(shí)排出，并避免隧道斜井中的水排入主洞，需要在相應(yīng)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(shí)，在集水井處設(shè)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(cè)聯(lián)絡(luò)道側(cè)向盲溝水匯入左洞左側(cè)側(cè)向盲溝檢查井，右側(cè)聯(lián)絡(luò)道側(cè)向盲溝水匯入左洞右側(cè)側(cè)向盲溝檢查井。

2.5.2 鋪設(shè)排水板

第一，鋪設(shè)排水板前，先做好相關(guān)的檢查和處理工作，給排水板鋪設(shè)創(chuàng)造有利條件。鋪設(shè)前，對排水板進(jìn)行焊接，采用雙焊縫，搭接寬度應(yīng)達(dá)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(shè)防水板，從拱頂開始向兩側(cè)下垂鋪設(shè)，邊鋪邊以熱熔的方式焊接。

2.6 通風(fēng)

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

第一，隧道斜井洞口的交流風(fēng)機(jī)應(yīng)選用大功率風(fēng)機(jī)或功率輸出穩(wěn)定的交流風(fēng)機(jī)。第二，交流風(fēng)機(jī)口的風(fēng)袋應(yīng)采用φ180 或φ200 風(fēng)袋減少風(fēng)阻，500m 長度為一個(gè)縮小直徑節(jié)點(diǎn)進(jìn)行風(fēng)力分配，同時(shí)在90°平交位置增設(shè)材質(zhì)較硬的波紋管進(jìn)行轉(zhuǎn)角，增加掌子面的送風(fēng)能力。第三，在掌子面附近，增加落地式大功率風(fēng)扇，為送風(fēng)和排風(fēng)做補(bǔ)充。第四，引進(jìn)新技術(shù)和新設(shè)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(zhì)檢合格后運(yùn)至現(xiàn)場，由工人在臺車上安裝綁扎；按測控點(diǎn)，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(jù)，并在外層綁扎完畢后，以同樣的方法綁扎內(nèi)層鋼筋。綁扎期間，要避免損傷防水板。焊接時(shí)，要采取遮擋措施保護(hù)防水板，同時(shí)采用二保焊進(jìn)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(yīng)適當(dāng)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(shí)，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(shí)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(dāng)超過2m時(shí)，要輔以串筒或溜槽，防止離析；按設(shè)計(jì)要求，留設(shè)和處理施工縫，盡可能避免產(chǎn)生冷縫[6]。

第三，二次襯砌混凝土的密實(shí)度與施工質(zhì)量密切相關(guān)，為保證二次襯砌混凝土的密實(shí)度，可在臺車拱部留設(shè)4 個(gè)注漿孔；襯砌澆筑時(shí)，預(yù)埋由熱軋鋼管制成的注漿管，二次襯砌混凝土終凝后，應(yīng)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(shí)間如實(shí)記錄，注漿完畢后及時(shí)檢驗(yàn)效果。

3 結(jié)語

綜上所述，隧道斜井轉(zhuǎn)主洞施工是一項(xiàng)復(fù)雜程度較高的工作，為確保施工質(zhì)量和安全，應(yīng)對相關(guān)施工要點(diǎn)有充分的掌握，并在實(shí)際工程中合理運(yùn)用，從而使隧道斜井轉(zhuǎn)主洞施工順利完成，同時(shí)為主洞施工增加工作面、縮短工期等提供有力的保障。