矿山法隧道施工方案

第五章 矿山法区间施工方案与技术措施

一、竖井、联通道施工

1、 简介

区间设一个临时竖井及联通道（K20+124.44），隧道施工完成后拆除回填。其结构如图5-1 区间竖井联通道结构示意图所示。

Φ25中空锚杆Φ6.5钢筋网 150×150格栅钢架2榀/mC20喷砼C30模筑钢筋砼C20网喷砼Φ22砂浆锚杆砼圈梁Φ6.5钢筋网 150×150格栅钢架0.75m/榀C30模筑钢筋砼Φ22砂浆锚杆C20S6喷砼竖井联 通 道区间左线

图5-1 区间竖井联通道结构示意图

竖井施工流程图见图5-2。

2、 竖井与联通道支护参数

竖井支护参数见下表：

项目 材料及规格 结构尺寸

初期支护 锚杆 Φ25中空注浆

Φ22砂浆锚杆 L=4.5m，间距1.0×1.0m

L=3.5m，间距1.0×1.0m

钢筋网 Φ6.5@150mm 四周铺设

喷射砼 C20网喷砼 厚度0.3m

格栅钢架 Φ22、Φ14、Φ6钢筋 纵间距1.0、0.75、0.5m

二衬 C30S8防水钢筋砼 厚度0.4m

联通道支护参数见下表：

项目 材料及规格 结构尺寸

初期支护 锚杆 Φ22砂浆锚杆 L=2m，间距1.0(1.2)×1.0(1.2)m

钢筋网 Φ6.5@150mm 四周铺设

喷射砼 C20网喷砼 厚度0.2m

格栅钢架 Φ22、Φ14、Φ6钢筋 纵间距1.0、0.75m

二衬 C30S8防水钢筋砼 厚度0.3m

图5-2竖井施工工艺流程图

3、 锁口圈梁施工

测量定出锁口圈的开挖轮廓线，井口段采用小型反铲挖掘机配合人工进行开挖，人测量放线、定井位

竖井锁口圈开挖 施 工 准 备

封 底 安装提升架及电动葫芦 井圈C30模筑砼施工

井身开挖及支护

马 头 门 加 固 爬梯及防护网安装

开洞，转入隧道施工 模筑二衬

工对井壁进行修整；竖井锁口圈挖至设计标高后，外模采用砖砌，其内侧用砂浆抹平，然后绑扎井圈钢筋，同时预埋提升井架基础预埋件、护栏；锁口圈绑扎钢筋时向下预埋连结筋；井圈采用C30商品砼，一次性连续灌注。

模筑井圈砼时，沿竖井井圈四周同时浇筑一道宽500mm、高300mm的挡水墙。

4、 垂直提升系统

前期起吊系统没有安装好时，采用吊车做垂直运输；井圈施工后竖井垂直运输采用15T龙门吊机，装土斗采用4t活底吊斗。

5、 井身开挖与支护施工

竖井采用明挖施工，待锁口圈梁砼强度达到70%后，采用人工配合风镐开挖，当无法用风镐开挖时采用微振控制爆破法施工；。

开挖时每循环进尺0.75～1m，由中心向四周扩挖，靠近井壁处预留50cm由人工修整至设计尺寸；经检查符合设计要求后立即初喷约5cm厚混凝土封闭围岩，然后施作锚杆；锚杆施作完成后，挂网，安装钢格栅，格栅钢架间每隔1m焊接Φ22 纵向连接筋，喷射C20喷砼至设计厚度；为确保竖井支护安全，其上部设I16@2000临时钢横撑。

钢格栅在井外分节制作、预拼，井内安装，螺栓连接。喷砼采用湿喷工艺，一侧喷砼支护后再进行另一侧开挖。施工期间在井壁设临时爬梯，供施工人员上下。

开挖至地下水位以下时，井底设集水坑，用潜水泵将水抽至井外。

6、 井身二衬施工

竖井二次衬砌为模筑C30混凝土，厚度40cm。二衬施工前清理井底浮碴，铺设井底防水层，绑扎钢筋，浇筑井底混凝，随后从下往上搭设钢管脚手架和工作平台，铺设井身防水层，绑扎井身钢筋、支立组合钢模。模板采用大块钢模板，每次衬砌高度6m，商品混凝土串筒入模，插入式振捣器振捣，待混凝土强度达到设计强度70%方可拆模，进行下一循环施工，严禁过早拆模以防竖井失稳。

7、 竖井提升系统

竖井提升系统采用1台15t双梁式龙门吊，提升系统见图5-3 提升系统示意图。

起重设备，请有安装资质人员进行提升装置的安装调试，试运行合格后并报市安全检查监督站、业主、驻地监理检验审查合格，方可投入使用。

图5-3 提升系统示意图 行走卷扬机（电葫芦）

贝雷架（1.5×3.0m）

支架

43kg钢轨

枕木

钢筋砼冠梁

电葫芦

枕木

行走卷扬机

枕木及钢轨

双排贝雷架

工字钢支架

龙门吊行走轮 钢轨 1500 工作平台

1500

400

300

900

300 7000

8、 联通道施工

联通道长46m，采用矿山法暗挖施工，锚喷支护，二衬为C30模筑砼，其开挖、施工方法与区间主线施工相同，详见下工艺。

通道施工注意事项：

1）联通道施工过管线地段，要加强监测，必要时采取有效措施，以确保管线安全；

2）联通道两端5m范围内施做C30钢筋砼二衬；

3）交叉口段施工中应加强量测，增加架设临时横撑；

4）区间主线隧道开洞后，先行施做开洞段10m范围内的二衬钢筋砼，确保施工期间交叉口结构稳定和施工安全。

9、 竖井马头门施工

竖井马头门即竖井与隧道交叉处，在竖井开挖至马头门标高时开始施作，是竖井施工的关键部位。

9.1 马头门加强环施工

随竖井开挖，并打入超前锚杆支护，在每榀格栅间安放预制好的短格栅（横通道支护格栅），马头门范围竖井开挖完毕后，马头门部位短格栅形成加强环。

9.2 分部破除马头门处井壁砼，割除竖井钢格栅

竖井封底后，破除马头门上导坑竖井井壁砼，割除井壁钢格栅，并排架设上导坑两榀格栅拱架，并将其主筋与周围的竖井井壁钢格栅焊接牢固，并及时喷射砼。

9.3 马头门上半断面开挖、支护

横通道上半断面开挖时，马头门开口并排安设两榀格栅钢架。

9.4 马头门下半断面开挖、支护

破除下部竖井壁砼，割除该部位的钢格栅支撑，架设下部并排两榀格栅拱架，同样将其主筋与周围的竖井钢格栅焊接牢固，并及时喷射砼。

二、隧道支护方案

1、 超前支护

暗挖隧道在Ⅴ级围岩施工中在拱部打入超前小导管注浆加固，小导管施工采用Ф32×3.25mm钢管，用风枪打入，按梅花形布置，搭接长度1.5m，钢管尾部焊接，顶部做成尖锥状，管壁按梅花形布置溢浆孔，小导管施工布置及花管形式见图5-4。

隧道中线喷砼封闭掌子面15cm花管大样小导管

图5-4 小导管施工布置示意图

小导管注浆采用压浆泵注水泥浆，为充分发挥机械效能，加快注浆进度，采用分浆器一次可对3～5根小导管注浆，分浆器如图5-5所示。

水泥浆采用425普通硅酸盐水泥，水灰比为0.6～1并掺入2%的氯化钙，注浆压力为0.5～1.0Mpa。小导管施工工艺流程见下图5-6。

2、 开挖掘进

2.1 开挖掘进方法

区间隧道掘进Ⅳ级围岩采用台阶法，Ⅴ级围岩采用短台阶法施工，开挖型式如图5-7、5-8所示，隧道开挖循环进尺，在Ⅴ级围岩中为0.75m，在Ⅳ级围岩为1.0m。

2.2 出碴

各类土层及严重风化的岩层采用人工风镐配合短臂反铲挖掘机进行开挖，部分坚硬岩层采用爆破作业配合机械凿除，小型装载机装碴。出碴采用无轨运输，小型柴油翻斗进浆口 阀门 主体 管堵头

图5-5分浆器示意图

车运碴至竖井，通过竖井提升到井口堆碴场或直接运出洞外。见图5-9出碴示意图。

2.3 开挖注意事项

⑴开挖前应制定防坍塌方案，备好抢险物资，并在现场堆码整齐。

⑵在Ⅳ级围岩中可先开挖后支护，台阶留置长度不超过5B（B为隧道开挖跨度）； 1

2 2 1

3-5m

图5-8 短台阶法施工示意图 施工准备

钻 孔

安装导管

封 面

注 浆

检查分析

开挖支护 导管制作

浆液制作

图5-6 小导管注浆施工工艺流程图

2 1

2 1 15-20m

图5-7 台阶法施工示意图

井口提升架竖井小型装载机装土井口竖直提升小型运输车

图5-9 无轨运输出碴示意图

在Ⅴ级围岩地段，台阶留置长度不超过1.0B（B为隧道开挖跨度），初期支护的挖、支、喷三环节必须紧跟。

⑶隧道应按设计尺寸严格控制开挖断面，不得欠挖，其允许超挖值见下隧道允许超挖值表5-10。

表5-10 隧道允许超挖值（mm）

隧道开挖部位 岩层分类

爆破岩层 土层和非爆破岩层

坚岩 次坚岩 软岩

平均 最大

平均 最大 平均 最大 平均 最大

拱部 100 200 150 250 150 250 100 150

边墙及仰拱 100 150 100 150 100 150 100 150

⑷双洞平行开挖时，其前后开挖面错开距离应大于15m。

⑸同一条隧道相对开挖，当两工作面相距20m时应停挖一端，另一端继续开挖，并做好测量工作，及时纠偏。其中线贯通允许偏差为：平面位置±30mm，高程±20mm。

⑹在台阶法施工时，在拱部初期支护结构基本稳定，喷射混凝土强度≥设计强度的70%，方可开挖下台阶，并应符合以下规定：

需采用单侧或双侧交错开挖边墙时，严禁使拱部悬空；一次循环开挖长度在Ⅴ级围岩地段≤1.5m、在Ⅳ级围岩地段≤2.0m；边墙挖到设计标高后，须立即支立钢格栅和喷射混凝土；仰拱应根据监测数据及时跟进浇筑。