隧道工程交叉洞挑顶施工技术.pdf

2014年4月建材与装饰交通建设隧道工程交叉洞挑顶施工技术盛重权（中铁隧道集团四处有限公司广西南宁市530001）摘要：目前国内大量长隧道的修建，辅助导坑进正洞施工越来越多，且小洞进大洞段力学结构性能复杂，如何安全快速通过该段进行施工本文进行一定分析。关键词：隧道；挑顶；施工中图分类号：U455.4文献标识码：B文章编号：1673-0038（2014）16-0189-021概述我第九项目部同马山隧道1号斜井段，主要施工任务为斜井1359m、正洞5300m，共长6659m。斜井从进口X1K1+359里程到X1K0+093.187坡度为11%，X1K0+093.187里程到X1K0+076.877为0.3%的下坡，由X1K0+076.877里程到X1K0+000里程段设计坡度为0.3%的反坡，斜井与线路正洞广州方向夹角为90毅，斜井底板接正洞标高与正洞左线线路中线轨面设计标高平图2斜井进正洞过渡段上挑断面示意图齐，斜井进入正洞里程为DK174+200，斜井洞身开挖断面高度为口部钢架跨度较大，受力极为不利。需对口部门架（门架高度为6.55m，宽度为8.00m，正洞开挖断面高度为11.60m，宽度为6.55m，宽度为8.00m）加强支护措施：13.86m。斜井开挖工法采用全断面法开挖，正洞开挖工法采用台（1）交叉口部门架采用I18工字钢架加强支护，2榀并联焊接阶法开挖，斜井与正洞交叉处设计围岩为芋级。为一体，且钢架用准12钢筋做箍筋加强，其间距为0.5m。2施工技术方案（2）因考虑到门架受力大，且跨度较大，在门架内架一榀直在斜井接近与正洞相交里程时，逐渐抬高斜井拱顶高程，接墙、圆弧拱顶的钢架共同承担门架受力，该钢架也为2榀并联焊长钢架长度。于正洞与斜井相交里程起，采用小导坑进入正洞洞接为一体，在安装就位后与门架焊接为一体，在门架与该钢架圆身开挖，于正洞中线处达到正洞拱顶高程，施工中应预留变形沉弧钢架之间用I18斜向支撑焊接连接分担门架受力（且可减小门落量和临时支护厚度。然后再逐步扩挖至正洞标准断面。架挠度），门架与该钢架圆弧拱顶钢架之间的空隙将用喷射混凝3挑顶施工技术土喷射回填密实，如图3所示。3.1过渡方案由于斜井与正洞为正交相接，交角为90毅。斜井开挖至X1K0+022.96时，钢架由垂直于斜井方向由X1K0+022.96~X1K0+012.96段共支立I18钢架10榀，间距1.0m，使交叉口部最后一榀钢架平行于正洞线路，如图1所示。图3斜井进正洞交叉口部门架示意图（单位：mm）（3）X1K0+022.96~X1K0+012.96段钢架底脚采用[25a通长槽钢作为垫脚，其该段钢架底脚及起拱位值分别设两根准22锁脚锚杆，锚杆每根长为4.0m；为了加强该段围岩的稳定性，还加强了系统锚杆，在拱部设准25中空注浆锚杆，边墙设准22砂浆锚杆，锚杆每根长为3.5m，0.8m伊0.8m梅花型布设，锚杆与钢架焊接牢固；同时，为了加强该初支的整体性，加密钢架间纵向连接钢筋，连接钢筋采用准22钢筋与钢架焊接牢固，环向间距为0.6m。（4）封闭口部掌子面，采用准22砂浆锚杆，每根长为3.5m，图1斜井进正洞渐变过渡段工字钢架平面示意图（单位：mm）0.8m伊0.8m梅花型布设，喷射C25混凝土封闭掌子面，混凝土厚同时从X1K0+022.96拱顶以12毅向上挑至X1K0+012.96，以度为0.25m。降低进入正洞的挑顶高度，为进入挑顶施工带来方便。斜井与正3.3挑顶施工洞交叉口开挖断面为高度为6.55m，宽度为8.00m，如图2所示。斜井口部施工完成后，为了方便挑顶施工，先施作临时脚手3.2交叉口部加强架，脚手架长为17m，高为4.2m，宽度为4.5m，坡度为20%左右。交叉口部地段围岩处于三维受力状态，受力集中、复杂，及脚手架顶部采用木板铺面，两侧设临时防护栏。脚手架施作完成·189· 交通建设建材与装饰2014年4月后，开始挑顶施工，因考虑到交叉口开挖断面较大，进入正洞挑收敛点，按规范要求做好量测工作。顶工作分（一）、（二）两部进行，每个断面宽度为4.0m左右，先进（2）在完成了现场测量工作之后，要尽快地分析、判断监测结行靠贵阳方向的断面挑顶，如图4所示。果，将监控结论有效地应用于指导现场施工。5机械设备和人力方面的配备要配备开挖专业技术工20人；锚杆、钢筋网和钢架施工技术工10人；喷射混凝土施工技术工14人。在施工机械的配备方面，主要包括：装载机一台，挖掘作业机一台，钢架弯制专用机械一台，湿喷机两台，压入式通风机（视斜井长度设置）等机械。6施工质量的保证措施图4斜井进正洞挑顶施工平面示意图（单位：mm）（1）超前地质预报，采用TSP203做好长距离探测的同时，在本方案挑顶扩大断面采用圆弧段，圆弧参数为：半径R=钻孔过程中增加3个超前探孔，利用5m钻杆准确了解前方围岩7.46m，圆弧起点为斜井交叉口部门架顶面，终点为正洞拱腰处，扩情况。大断面挑顶高度为2.63m，设计挑顶高度为2.33m，挑顶扩大断面（2）认真实施测量放样以及导线复测两方面的工作，保证精后的实际开挖标高比正洞设计开挖高度高0.3m，如图4~5所示。度满足设计及规范要求。（3）斜井开挖进入主洞前5m时，初期支护必须紧跟开挖面，防止盲目进入主洞造成塌方。（4）开挖前必须做好斜井初期支护加强地段支护，在支护未施做完成前不得盲目进行开挖。（5）开挖过程中，初期支护必须紧跟掌子面，防止爆破扰动造成的质量隐患。图5斜井进正洞挑顶施工I-I断面示意图（单位：mm）（6）斜井与主洞交口处初期支护（钢拱架）在加工、安装过程挑顶施工要点如下：中必须严格按照技术交底执行。（1）垂直于正洞中线的开挖进尺控制在1.3m左右。每次开挖（7）支护过程中，钢架必须均匀布设，以确保均匀受力。前垂直于正洞中线方向先施作超前小导管，小导管长3.0m，间距（8）加强监控量测，严格按照量测方法进行数据采集、汇总、分析、上报。0.4m。（2）顺线路方向的开挖宽度控制在4.0m左右，以便于安装钢（9）进入井底后，若井底围岩发生变化，必须根据井底围岩情架（正洞I18工字型钢钢架设计间距为1.0m）。况调整开挖方法及支护参数。（3）钢架架立完成后，用I18型框架支撑，立柱底脚铺25a槽（10）在围岩较差情况下挑顶施工加强支护，钢架密排。钢，槽钢长0.5m，垂直地面打设2根长1.0m，锁脚锚杆固定槽钢。（11）交叉口处前后20m内衬砌紧跟，保证洞室稳定。（4）钢架间喷射混凝土封闭。喷射混凝土前首先对掌子面进（12）加强监控量测工作，及时分析成果，指导洞室支护参数行喷混凝土封闭支护，按设计要求打设锚杆。沿正洞线路方向两及二衬的施作，有效保证洞室的安全。侧打设超前小导管，导管长3.5m，环向间距0.4m。7安全保证措施（5）正洞扩顶开挖，顶部支撑玉18临时棚架，棚架间距依据（1）交叉口施工过程中设专职、兼职安全员必须进行全过程围岩稳定状态采用0.6耀1.0m，棚架间采用准22钢筋焊接为整体，监控。挂设钢筋网后复喷C25混凝土10耀15cm，形成临时支护体系，（2）施工过程中若遇突发事件首先将人员撤至安全地点。（6）完成挑顶（一）部的工作后，即可进行交叉口（二）部的挑（3）井底施工前所有人员必须经过岗前培训方可上岗。顶工作，工艺及措施同前所述。（4）各作业人员必须按照安全操作规程施工，严禁违规作业。（7）挑顶完成后，正洞开挖便具有了上台阶施工的空间，此时可进行向广州方向掌子面的开挖施工，开挖断面按正洞设计开参考文献挖轮廓线放线开挖，按设计参数进行支护。[1]武晓东，程裕，和锋刚.块石土隧道斜井进正洞挑顶施工技术[J].山西建筑，2010（27）.4监控量测[2]杨生伟.新吉坪隧道斜井进正洞挑顶施工技术研究[J].石家庄铁道大学斜井井底交叉口开挖过程中应力集中点较多，加之各通道之学报（自然科学版），2013（01）.间线间离较小，开挖过程中相互扰动大，为了保证施工过程中安[3]付艳丽.隧道斜井进正洞挑顶施工技术[J].铁道建筑，2011（06）.全，监控量测项目采用设计图中规定的必测项目，同时对量测频率进行相应调整，在其他工作面放炮后增加对相邻工作面量测收稿日期：2014-3-27数据的采取，全面掌握围岩稳定状态，准确掌握各工作面施工之作者简介：盛重权（1981-），男，工程师，本科，主要从事隧道桥梁间的相互影响。方面的施工工作。（1）在通道、及洞室施工过程中，按要求布设拱顶下沉、净空·190·