鐵路隧道輔助坑道挑頂進入正洞施工技術

徐智磊

(中鐵十八局集團隧道工程有限公司，重慶 400700)

在復雜地質的長大隧道施工中，易發生大規模塌方、突水等災害，導致工程受阻。為滿足工期要求，在隧道施工中往往需要設置輔助坑道，需要根據隧道工程實際情況，選擇與之相適的輔助坑道才能確保施工的安全性。在鐵路隧道施工中常見的輔助坑道有斜井、橫洞、平行導坑等。月直山隧道在施工中的輔助坑道挑頂進入正洞施工技術，具有良好的參考價值，希望對今后輔助坑道的方案優化、設計和施工有一定借鑒。

一、工程概述

月直山隧道地處金口河～新特克區間，全長14085m，單洞雙線。進口接路基，出口接依布雙線大橋，令金口河車站伸入隧道進口端，形成三線車站隧道485m，進口里程DK239+915，出口里程DK254+000。出口工區平導設置于線路前進方向左線左側30m，平行于左線線路中線，平導長7366m，承擔正洞施工長度為7820m。出口平導PDK253+400～PDK253+996洞口段由于需反向施工正洞洞口采用無軌雙車道斷面，其余地段除錯車道

外均采用無軌單車道斷面，錯車道及無軌雙車道斷面尺寸為6.2m(高)×7.5m（寬），無軌單車道斷面尺寸為6m(高)×5m（寬）。出口平導洞口段、立極古柏正斷層破碎帶以及橫通道采用模筑襯砌，其余段均采用錨噴襯砌。月直山隧道出口5#橫通道轉正洞處，與平導交點前后50m范圍（PDK251+703-PDK251+803）內地質巖性為中厚層狀凝灰巖，掌子面干燥，局部呈滴水狀。其節理弱發育，圍巖穩定性較好。

二、橫通道轉入正洞挑頂施工工藝流程

橫通道轉入正洞挑頂施工工藝流程圖如圖1所示。

接近交叉口處時橫通道設置3榀鋼架與正洞線路方向平行，鋼架間距0.8m，第3榀鋼架作為橫通道鎖口，與鎖口鋼架并排設置1榀I20b型鋼拱形鋼架，用于提供正洞初支鋼架落腳點。鎖口門架先落底至底板處，再進行正洞挑頂施工。以25%坡度用隧道棄渣填筑爬坡道路，爬坡采用邊向上挑口邊進行錨噴支護的方法進行小導洞開挖支護，在門架鋼架上架設正洞鋼架，然后向昆明方向開挖，形成正常臺階長度后，向成都方向開挖形成正常臺階長度，進入正常工序。

圖1 橫通道轉入正洞挑頂施工工藝流程圖

三、鐵路隧道輔助坑道挑頂進入正洞施工技術

（一）橫通道交叉口施工

在距離橫通道與正洞開挖輪廓線中線交點4.5m位置處開始抬高橫通道頂部高度0.5m，以減弱交叉口處的應力集中。橫通道開挖至正洞左側邊墻初支外側時，接近交叉口時設置3榀I20b型鋼鋼架以加強交叉口處的支護強度，鋼架拱頂間距0.8m，第3榀作為鎖口鋼架。與鎖口鋼架并排設置1榀與第3榀鋼架尺寸相同的I20b型鋼鋼架（即第4榀鋼架），用于提供正洞初支鋼架落腳點，以便在此榀鋼架上固定正洞型鋼鋼架，拱形鋼架上預留與正洞初支鋼架接頭連接板。鎖口鋼架在拱腳及拱腰位置分別施做2根Φ22鎖腳錨桿，L=3.5m，以保證交叉口圍巖穩定及安全。鎖口門架先落底至底板處，再進行正洞挑頂施工。具體施工方案圖如圖2所示：

圖2 橫通道交叉口施工方案圖

（二）鋪墊爬坡道路

按照25%坡度用隧道棄渣填筑爬坡道路，以便機械及人員進入小導洞施工，填筑完成后，開始小導洞施作。

（三）小導洞施工

小導洞斷面上寬4m，下寬5m，從橫通道已鋪墊坡頂處開始與正洞正交進入，沿正洞開挖輪廓線爬行開挖，采用邊向上挑口邊進行錨噴支護，進尺按2m進行控制，小導洞采用錨噴支護。拱部120°范圍設Φ22砂漿錨桿，間距1.2×1.5(環×縱），L=2m；拱部 120°φ6鋼筋網，網格間距25×25cm；噴砼采用C25砼，厚度8cm。

（四）正洞鋼架架設

鑿除第4榀鋼架背后的部分初支混凝土，露出鋼架上的鋼架連接板，在小導洞內架設正洞型鋼拱架，一端固定在圍巖基面上，另一端固定在第4榀鋼架上，連接牢固，及時進行正洞初期支護。交叉口段寬度7.53m，對橫通道口左右兩側至少5m范圍內鋼架進行加強，即DK251+709.4～DK251+728.6，即每側設置8榀鋼架。初期支護參數：拱墻設I18型鋼鋼架，間距1.2m/榀；拱、墻布設φ6鋼筋網，網格尺寸20×20cm；鋼架間設Φ22連接筋，環向間距1.0米；拱部、邊墻噴射C25混凝土，噴砼厚度為25cm；拱部采用Φ22中空組合錨桿長3m，邊墻采用Φ22砂漿錨桿長3m，1.2m×1.5m（環×縱）布設。具體情況如圖3所示。

圖3 第4榀鋼架與正洞鋼架連接施工示意圖

（五）小導洞擴挖及正洞施工

架設正洞鋼架完畢后，噴射混凝土支護。待噴射混凝土達到一定強度并觀察穩定后，按正洞上臺階斷面尺寸，進行昆明方向正洞上臺階斷面的開挖支護，上臺階開挖8m～10m后進行中臺階開挖。在每個開挖、支護面形成8m～10m長的工作面后再進行下臺階開挖，每循環開挖后按設計要求架設正洞鋼架，將錨桿及鋼筋網施作完成，再噴射混凝土封閉，形成環向立拱錨噴支護。橫通道第4榀鋼架與已落地的正洞鋼架上用I18型鋼進行焊接并牢固固定，保證相交地段三維受力狀態圍巖的穩定。挑頂完成正洞施工示意如圖4所示。

圖4 挑頂完成正洞施工示意圖（cm）

反方向進行成都方向正洞上臺階斷面的開挖支護，上臺階開挖8m～10m后進行中臺階開挖。在每個開挖、支護面形成8m～10m長的工作面后再進行下臺階開挖，此時開挖形成標準臺階長度后，進入正常工序開挖施工。昆明方向開挖長度60m（施工至DK251+783）后，作為成都方向開挖爆破時開挖臺車避炮的安全地段，待施工一段距離后可在此拼裝液壓棧橋及襯砌臺車。

四、橫通道模筑襯砌

若圍巖揭示情況較差，根據現場情況，必要時先施作橫通道二次襯砌，再進行正洞挑頂施工。橫通道襯砌施工時，預留橫通道與正洞開挖輪廓線銳角交點0.5m范圍內的襯砌，此段襯砌與正洞二次襯砌一起澆筑，采用正洞二次襯砌臺車配合小塊鋼模板澆筑。橫通道交叉口處襯砌受挑頂爆破施工影響較大，于襯砌前端端頭掛設炮被進行遮擋，炮被用廢舊橡膠輪胎編織而成。

五、施工過程中的注意事項

第一，小導洞施工前注意調整好橫通道鋼架，不侵入正洞襯砌。

第二，交岔口段支護牢固后方可進行爬坡挑頂施工。

第三，小導洞采用挖掘機扒碴，裝載機裝碴，自卸汽車運碴，開挖循環進尺2米。

第四，小導洞開挖時，注意控制拱頂標高，頂部初支內側沿正洞開挖輪廓線布置，并預留施工誤差及沉降變形量。

第五，小導洞采用矩形斷面，斷面內凈寬不小于4米，高度根據正洞開挖輪廓線標高計算進行控制，拱腳嚴禁懸空，必須落在堅實基礎上。

第六，小導洞頂部采用掛網滿噴砼支護，兩側邊墻采用噴8cm厚砼進行封閉。

本文結合工程實例，分析了鐵路隧道輔助坑道挑頂進入正洞施工技術，輔助坑道挑頂進入正洞施工技術在月直山隧道中的成功應用為后續同類工程的施工建設提供了借鑒和經驗，輔助坑道挑頂進入正洞施工技術鐵路隧道工程施工中進行工序轉換的主要方法，其工序比較復雜，同時各項結構受力情況也比較復雜，對每道工序的銜接質量有極高的要求。因此，在具體施工建設中，為更好地保證施工安全性，為后期隧道開挖、支護、襯砌創造良好的環境，就必須對施工組織工序進行全面優化，在確保施工安全的基礎上，提升施工效率。