隧道斜井進正洞挑頂施工方案研究

中鐵八局集團昆明鐵路建設有限公司 云南昆明 650200

摘要：隨著我國基礎設施建設事業的發展，隧道工程的數量和隧道長度都在不斷增加，為保證隧道正常通風運營、加快施工進度，設置隧道斜井來幫助達到施工目標就成了施工方案的首選，而斜井進正洞挑頂是影響隧道斜井施工安全和工程質量的重要因素之一，因此，合理完成隧道斜井進正洞挑頂的施工任務也需要引起重視。本文針對隧道斜井進正洞挑頂施工問題進行研究，為合理設置相應的施工方案，安全順利完成斜井進正洞挑頂施工任務提供參考。

關鍵詞：隧道斜井；挑頂；施工方案

1 項目概況

某隧道為雙線隧道，隧道里程：DK701+540～DK706+994，全長5454米。全隧最大埋深約490m，最小埋深20m。其中Ⅲ級圍巖長3270m，Ⅳ級圍巖長1429m，其余為Ⅴ級圍巖。本隧道設計12.2‰單面上坡，除進口段DK701+540～DK704+841.125（左線）段位于R=4000m的左偏曲線上外，其余地段為直線。隧道斜井全長298米，斜井中線與正洞線路斜交，相交角度為89°，斜井中線與正洞左線相交于DK705+450（斜井里程XDK0+000）。斜井進入正洞位置圍巖為IV級，斜井凈空尺寸為7.3m×6.5m，開挖斷面尺寸為9m×8.26m。正洞DK705+400～DK705+491段圍巖設計為V級，采用V級非絕緣一般錨段復合式襯砌。斜井與正洞左線里程相交，斜井坑底高程1235.58米。

2 施工組織保證及人員、機械配置

2.1 施工組織保證

為順利完成施工任務，確保施工過程安全、優質、高效，達到預期的施工質量目標，根據斜井進正洞挑頂的具體施工條件，項目部成立了以項目經理為組長，以項目總工和生產副經理為副組長，以各部門負責人為成員的管理領導小組，負責斜井挑頂施工的指導、協調工作。

2.2 人員、機械配置

隧道的斜井挑頂施工勞動力組織方式采用架子隊組織模式。施工人員的配置是通過結合施工方案、機械、人員組合、工期要求來進行合理設置，其中人員、機械配置如下表所示：

表2-1 人員、機械配置表

領工員3人挖掘機1臺

專業工程師1人裝載機1臺

專職安全員2人風鉆18臺

電工1人濕噴機2臺

工班長4人出碴車3臺

開挖作業人員18人鋼架彎制機1臺

鋼架、鋼筋網及錨桿施工27人電焊機2臺

噴射混凝土作業18人作業臺車1臺

3 總體施工方案

3.1 主要施工措施

1、斜井靠近交叉口處，通過4榀I20b鋼架，完成由鋼架垂直于斜井中線過渡到垂直于正洞中線。

2、在斜井與正洞交叉口段，斜井緊貼正洞開挖輪廓線位置，架立4榀I20型鋼鋼架（密貼），鋼架與正洞中心線平行，為正洞異形鋼架提供落腳平臺。

3.1 主要施工措施

斜井開挖至XDK0+005里程時，展開挑頂施工。斜井挑頂轉正洞分五個階段進行：

第一階段：上挑拱頂，施工至XDK0+005時向上開挖導洞，在XDK0+（-002）里程達到正洞標高，然后繼續向前開挖至XDK0+（-007）；

第二階段：施做交口處正洞I20b工字鋼門架，為正洞型鋼異形鋼架提供落腳平臺；

第三階段：施作交叉口段小里程方向異形鋼架形成正洞小里程上臺階初期支護，施作大里程段初期支護，后大小里程按臺階法向前開挖；

第四階段：反向開挖交叉口段下臺階并及時施作初期支護；

第五階段：進出口方向同時按臺階法施工，在進口方向下臺階開挖至DK705+350里程時，在交叉段拼裝第一、第二臺開挖臺架。在開挖臺架拼裝完畢后，先后向出口、進口方向開始開挖。

4 施工工藝方法

4.1 第一階段斜井進入正洞內的導洞施工方法

1、斜井施工至XDK0+005后，沿拱頂向上38°施作兩米長超前小導管并注漿，拱頂向上32°往上開挖導洞，導洞斷面和斜井V級上臺階斷面一樣大小（鋼架1榀/1米，超前小導管2米/31根），開挖至XDK0+004。開挖出的渣往回墊坡墊出坡度為24°。

2、沿正洞異形鋼架和正洞鋼架輪廓線外側20cm開挖，一次開挖一米并及時施作超前支護和初期支護（鋼架1米/榀，超前小導管長2米共31根），直至開挖至XDK0-000后再向前前進7米。

4.2 第二階段正洞異形鋼架落腳平臺施作方法

將XDK0+005至XDK0+004中間的渣出完，施作正洞鋼架落腳鋼架，4榀并聯焊接，并及時施作仰拱，落腳鋼架采用I20b型鋼制作，鋼架內弧和斜井鋼架內弧一致。

4.3 第三階段施作正洞異形鋼架形成交叉口段初期支護

1、施作正洞中線頭3榀鋼架的時候不需拆除導洞鋼架從正洞鋼架B單元立回，與兩個A單元連接后連接異形鋼架，然后連接落腳平臺，和落腳平臺采用焊接方式連接；

2、施作超前小導管、臨時支撐采用I16工字鋼與導洞鋼架焊接，每次正洞異形鋼架施作完成后及時施作超前小導管（間距40cm，長2米，環向31根）。臨時支撐要待新的施作完成后才能拆除前一次的臨時支撐，異形鋼架接頭處采用4根長3.5m的Φ42鎖腳錨桿固定，并同步做好系統錨桿，加強固定拱部鋼拱架。4.4 第四階段下臺階施作方法

待第三階段施作完成后按正洞上臺階同時施工大小里程方向，待左右各施工5米后反向同時施作斜井與正洞交叉口段下臺階，并及時施作下臺階初期支護。轉入正洞施工。

4.5 第五階段轉入正洞后采用的施工方法

斜井進入正洞以后V級非絕緣一般錨段復合按成昆附隧03-13施作，采用的工法為臺階法加臨時橫撐，全環I20b工字鋼支護，鋼架間距0.8m，超前支護采用Ф42小導管長3m，縱向間距1.6、環向間距0.4m。

5 排水、防坍塌措施

5.1 排水措施

1、斜井反坡排水采用機械排水，設置兩級泵站接力排水，工作面采用移動式潛水泵抽至就近泵站或臨時集水坑內，其余已施工地段隧道滲水（涌）水經過隧道側溝自然匯積到臨時集水坑內或泵站水池內，由固定排水泵站將積水經排水管路抽排至上一級排水泵站內，接力將洞內積水抽排至洞外，經污水處理后排放。

2、積水池設置

①在斜井與正洞交叉口處設置一個集水池，大小：3m（長）×2m（寬）×2m（深），采用厚5mm鋼板焊制。

②抽排水設備配備

泵站位置選用型號使用

數量（臺）備用

數量（臺）（m3/h）/

揚程（m）

斜井200SGWQ350-20-3722200/30

交叉口臨時集水坑AC30-2CB2230/11

③在靠近交叉口處成都方向底板上設置一到橫向截水溝，將正洞上游和斜井流入正洞的積水截流至臨時集水坑，抽排至交叉口集水池內。截水溝尺寸：30cm（寬）×30cm（深）。溝頂用φ20鋼筋焊制的蓋板覆蓋，以便車輛和人員通行。

5.2 防坍塌措施

1、根據地質預報材料核對地質情況，如地質情況與設計不符則及時調整施工方案。

2、堅持“ 短進尺、強支護、早封閉、勤量測”的原則。

3、正洞斜井相交段施工時應及時設置監控量測點，量測斷面按5m間距布置。加強監控量測，如發現異常，應立即采取加固措施。

4、鋼架不得置于虛碴和松動圍巖上。在軟弱圍巖地段，立柱底面需加設墊板或墊梁。交叉口段每榀鋼架單側不少于4根鎖腳錨管，錨管長3.5m，