179帅健大断面软弱围岩隧道斜井进正洞挑顶施工技术
- 格式：doc
- 大小：325.50 KB
- 文档页数：6
1 大断面软弱围岩隧道斜井进正洞挑顶施工技术
中铁隧道集团二处有限公司 帅健
摘要：介绍了大断面软弱围岩隧道斜井进正洞采用小导坑棚洞沿正洞开挖轮廓线爬行开挖，形成上台阶操作平台，拆除两侧棚洞立柱向两侧错开单榀开挖，两侧上台阶分别开挖至10m长度后，进行中台阶开挖,开挖形成标准台阶长度后，进行下台阶开挖，开挖至形成标准台阶长度，进入正洞正常工序开挖施工。
关健词：铁路隧道、软弱围岩、斜井、挑顶施工
0引言
现代长大隧道施工，往往工期紧、任务重，设置斜井增加施工工作面往往成为缩短工期的有效途径。斜井进正洞三岔口为隧道“咽喉”部位，而大断面软弱围岩隧道的三岔口挑顶施工安全为最重要环节。
本文根据永昌隧道三岔口段实际围岩情况，对大断面软弱围岩隧道斜井进正洞挑顶施工技术进行总结。
1 斜井及正洞工程概况
永昌隧道地处延吉盆地，进口位于龙井市老头沟镇泗水村，出口位于延吉市朝阳川镇吉成村，隧道中心里程DK253+005，起止里程DK251+770～DK254+240，全长2470米。本隧道设置斜井1处，斜井与隧道正洞正交于DK253+150，斜井长192.67米，坡度11%。
斜井承担永昌隧道斜井至进口400米、斜井至出口270米的开挖任务，进口方向主要是Ⅳ、Ⅴ级软弱围岩，出口方向主要是Ⅲ、Ⅳ级围岩。斜井与正洞交点处设计围岩级别为Ⅳ级，属软弱围岩。
2 斜井进正洞挑顶施工技术
2.1三岔口段施工范围划分
永昌隧道斜井三岔口段施工范围划分：由斜井距离正洞边缘1.5m开始，直到进、出口上台阶开挖长度达到30m、下台阶开挖长度达到20m。
2 三岔口范围平面位置见图1：
图1斜井与正洞平面位置关系图
2.2三岔口段初期支护设计参数
斜井KO+006.5～KO+05.5段拱架为I20型钢，间距0.5m，共2榀；斜井与正洞连接处KO+05设I20型钢拱架1榀，I20拱架顶部架设门架，采用2榀I20并焊。门架与I20拱架焊接牢固。门架横梁与两侧立柱均打设Φ42锁脚锚管固定，间距40cm，每根长5m并注浆。锁脚锚管施工质量尤其重要，将门架与围岩结合为整体，可有效防止门架下沉。
2.3挑顶施工步骤
小导坑棚洞开挖至上台阶→正洞上台阶支护→向进口、出口方向错开进行开挖支护→正洞中台阶开挖支护→正洞下台阶开挖支护→正常正洞施工
图 2 斜井挑顶进正洞立面图 3
图 2 斜井挑顶进正洞正面图
斜井挑顶进正洞施工见示意图2、3。
2.4挑顶施工方法
斜井进正洞采用小导坑棚洞沿正洞开挖轮廓线爬行开挖，边开挖边支护,按小导坑断面向上挑顶开挖至正洞拱顶，直至正洞上台阶暴露。
棚洞初期支护参数：架设I16钢架，间距1.0m/榀；喷射C30混凝土，厚度20cm；钢筋网网格间距20×20cm，φ6mm盘条制作；纵向连接筋为Φ22螺纹钢，“八字型”布置；棚洞横梁及立柱打设4根Φ42无缝钢管锁脚，每根长4m并注浆；全环打设Φ22系统锚杆，每根长3m，环、纵向间距为1.0m×1.0m。棚洞支护图见图4。
图4棚洞支护图 4 2.5小导洞施工方法
（1）斜井岔口施工：根据实际围岩情况，从上台阶拟采取向上爬行至正洞上台阶进入正洞施工，与正洞正交进入，宽度为3米，高度3米。在井口正洞大跨处开始向上开挖，采用边向上掏口边进行钢架锚喷支护，开口宽度按3m进行开挖，进尺按1.0m进行控制。
（2）开挖后及时架设工钢门架，间距按1.0m进行布置。边墙及时施作锚杆，竖向间距按1.0m进行布置。横向I16的工字钢，沿隧道正洞方向进行布置，横向工钢位于正洞开挖轮廓线外侧，并考虑15cm的预留变形量。两侧I16钢架与横向工字钢焊接牢固，并采用定位锚杆将直立工字钢锁在边墙上，以保证门架受力的稳定性，并及时喷砼将拱部封闭。
（3）开挖时逐渐将底板抬高至大跨线标高，按正洞上断面开挖尺寸进行开挖，应按设计要求架设环向工钢后，将锚杆及钢筋网施作完成，并增设局部定位锚杆及系统锚杆，再喷射混凝土封闭，形成环向立拱锚喷支护。
（4）待喷射混凝土达到一定强度并观察稳定后，进行正洞上断面的开挖支护，拆除直立工钢，按正洞上半断面向一侧开挖。在每个开挖、支护面形成10m长的工作面后再反方向开挖、支护，形成两个工作面施工。
斜井进正洞挑顶施工程序见下表1。
表1斜井进正洞挑顶施工程序表
施工顺序 示意图 说明
1
斜井掘进至正洞交叉口处施做加强环。加强环与斜井最后一榀拱架连接牢固，采用2榀I20拱架并焊。 5 2
按小导坑棚洞断面，向上挑顶开挖至正洞拱顶，直至上台阶暴露，边开挖边支护棚洞，开挖进尺控制在1.0m。
3
棚洞施工完毕后，在棚洞内施工正洞上台阶初支，上台阶一次性架设拱架5榀，拱脚一侧落在牢固基础上，一侧落在加强环横梁上。
4
拆除棚架立柱，上台阶向正洞进、出口方向单榀错开开挖，直至上台阶进、出口各达到10m，准备开挖中台阶。
5
1、开挖正洞中台阶，在斜井正对面逐榀开挖棚洞下5榀。
2、至此正洞已形成上、中台阶，按照三台阶七步法开挖，转入正洞正常施工。
6 3 施工细则
小导坑棚洞采用人工手持风钻钻眼弱爆破开挖，开挖循环进尺1.0米。棚洞开挖时，注意控制拱顶标高，顶部初支内侧沿正洞开挖轮廓线施工，并预留15cm施工误差及沉降变形量。棚洞断面内净宽3米，立柱高度根据开挖高度计算进行控制，棚洞顶部及两侧边墙采用挂网、喷砼支护进行封闭。
斜井三岔口挑顶范围，监控量测点按间距5m布设，及时监测支护变形情况，要求每6小时及时进行监控量测作业，量测结果报现场值班领导，出现异常需加大监控量测频率并进行针对性应急处理。加强超前地质预报措施，对探测发现的地质异常地段，采用地质雷达、超前地质钻孔、加深炮眼等措施进一步核实与验证预报。
4 结束语
大断面软弱围岩隧道斜井进正洞挑顶施工必须严格按照技术交底施工，遵守施工规范及验收标准。对不符合规范造成质量问题的，必须进行停工整改，直到达到规范要求为止。必须加强监控量测、超前地质预报措施，对现场围岩变化情况及时反馈以指导施工。
参考文献：
[1] 铁路隧道工程施工技术指南 TZ204-2008 铁道部经济规划研究院
[2] 隧道工 中国中铁高技能人才示范评价标准系列教材
