公路隧道橫洞進主洞挑頂施工技術應用

耿大帥

摘? ? 要：長大隧道工程普遍存在于山區高速公路中，橫洞進主洞挑頂施工越來越普遍，如何安全、快速的完成挑頂施工是公路隧道工程技術的一個研究方向。本文結合湖北省保康至神農架高速公路分水嶺隧道施工實例，對隧道橫洞進主洞挑頂施工的方法及要點進行了技術總結，為頁巖地質隧道橫洞進主洞挑頂施工提供相關施工經驗。

關鍵詞：隧道;頁巖;橫洞;挑頂

1? 引言

隨著我國高速公路的飛速發展，高速公路的建設逐步由平原區域轉至山區，由于復雜環境和山區地形限制，長大隧道工程普遍存在于山區高速公路中。為了滿足長大隧道施工過程中的施工工期要求和運營期的通風要求，長大隧道往往設置斜井或平導橫洞在施工期用作輔助隧道主洞施工以及公路運營期的通風。在長大隧道斜井或橫洞進主洞施工一般采用小導洞爬坡法，鮮有針對圍巖為破碎V級圍巖的頁巖地質隧道橫洞進主洞挑頂施工技術案例總結。

2? 工程概況

新建保康至神農架高速公路分水嶺隧道位于湖北省襄陽市保康縣后坪鎮分水嶺村，是該項目的控制性工程，隧道右線起訖里程為YK12+082～YK18+336（6254m），左線起訖里程為ZK12+092～ZK18+293（6201m），隧道左、右洞凈距30m。分水嶺隧道設1處斜井長980m，與左線主洞相交于樁號ZK14+720，與右線主洞相交于YK14+690，該斜井為運營通風排煙，施工期兼顧輔助主洞施工需要，由于斜井通過左線主洞洞頂與右線主洞洞頂相交并且斷面狹小，因此無法利用斜井輔助施工主線右洞，分水嶺隧道斜井端的右線主洞施工將從靠近斜井與左線主洞交叉口處第一個車行橫洞進入輔助施工，里程樁號為ZK14+795，距離斜井與左線主洞交叉口位置75m（平面布置如圖1）。分水嶺隧道斜井端的車行橫洞與主洞圍巖結構為中風化頁巖，薄層狀構造，節理裂隙發育，點滴狀出水，圍巖判定為V級圍巖。

3? 挑頂施工技術

3.1? 車行橫洞施工

（1）洞身加強段施工。車行橫洞長30m，前15m按原設計支護類型正常施工，在車行橫洞施工至距離右線主洞15m時，采用上下臺階法施工，上臺階高度4m。初期支護類型由原設計I14工字鋼鋼拱架（間距1m）調整為I18工字鋼鋼拱架（間距0.8m）;鎖腳錨桿采用3.5m長Ф42×3.5mm注漿小導管，錨桿采用3.5m長的D25中空注漿錨桿加固，間距1.2m梅花形布置;采用網孔間距25×25cm的Ф8鋼筋網片;22cm厚C20噴射砼進行噴錨固結;超前支護采用3.5m長Ф42×3.5mm注漿小導管14根，環向間距40cm，縱向間距2.4m，外插角15°。

（2）交叉口處加強環施工。為保證橫洞與主洞交叉口處車行橫洞施工期的安全，施工至距離主洞交叉口1m位置時需加強初期支護，開始交叉口加強環施工，加強處設置4榀I20工字鋼鋼拱架，前2榀跟隨輔助坑道初期支護，后2榀密排布置形成加強環，靠近主洞的2榀加強環上方搭設主洞異型拱架拱腳，異型拱架拱腳與鎖扣拱架間采用連接板連接，連接板焊接牢固，滿足強度與穩定性要求。

3.2? 主洞挑頂施工

車行橫洞加強環上臺階施工完成后繼續向前開挖導洞，開始抬高導洞拱頂高程，同時保留交叉口段車行橫洞下臺階，測量放樣控制開挖輪廓，人工鉆爆法斜向上開挖，高度根據設計及現場機械作業空間的情況進行調整。導洞初期支護采用矩形I20工字鋼鋼拱架，間距0.8m，上口寬4.8m，矩形I20工字鋼鋼拱架連接采用I14工字鋼;鎖腳錨桿采用4m長[Φ]42×3.5mm注漿小導管;系統錨桿采用3.5m長D25中空注漿錨桿;鋼筋網采用[Φ]8圓鋼，網格間距20cm×20cm，噴射C20混凝土厚24cm;導洞內超前支護采用4m長[Φ]42超前小導管，間距0.4m，外插角由靠近車行橫洞35°漸變到15°（施工方法如圖2）。

3.3? 導洞內主洞施工

（1）主洞上臺階施工。主洞支護類型SJ-Va，車行橫洞交叉口加強段，初期支護鋼拱架采用I20工字鋼，間距0.6m，矩形導洞初期支護施工完成后再矩形拱架頂邊下方安裝主洞I20工字鋼，鋼拱架加工考慮與車行橫洞鎖扣拱架異型搭接，施工主洞上臺階拱架雙排鎖腳錨桿，鎖腳錨桿采用3.5m長Ф42×3.5mm鋼花管，Φ8鋼筋網片，網格間距20×20cm，外側鋼拱架落底在基巖上，靠近車行橫洞側鋼拱架落底在橫洞交叉口處的加強環拱架上，與交叉口鎖扣拱架梁焊接牢固，噴射C20混凝土厚24cm。導洞區域內的4.8m主洞初期支護施工完成后，割除主洞一側矩形鋼拱架支腿（小里程方向），施工主洞小里程初期支護，施工5m后掌子面噴射10cm厚C20混凝土封閉，然后割除主洞另一側矩形鋼拱架支腿（大里程方向），施工主洞大里程初期支護，施工5m后掌子面噴射10cm厚C20混凝土封閉，然后進行橫洞和主洞下臺階施工。

（2）橫洞和主洞下臺階施工。首先進行交叉口段車行橫洞下臺階開挖，嚴格控制開挖進尺（每次開挖不超過3榀拱架），采取與上臺階相應的支護參數將鋼拱架落底，及時進行封閉，落底完成后清除交叉口段多余洞碴，停止開挖，噴錨封閉開挖面，準備車行橫洞仰拱施工，車行橫洞仰拱施工完成后再進行主洞下臺階施工，主洞下臺階嚴格控制開挖進尺（每次開挖不超過3榀拱架），采取與上臺階相應的支護參數將鋼拱架落底。

（3）主洞仰拱、二襯施工。主洞開挖、初期支護施工到一定距離后，應盡快施工交叉口段二襯。交叉口段仰拱初期支護施工一次開挖長度不能大于3榀拱架，一次混凝土澆筑長度不應大于8m，仰拱采用C30鋼筋混凝土，仰拱回填采用C15混凝土，混凝土澆筑應振搗密實。交叉口處仰拱施工應先進行一側主洞仰拱的開挖和澆筑，待混凝土強度達到設計強度的75%后再進行另外一側的主洞仰拱施工，兩側仰拱施工完畢混凝土強度達到設計強度的75%后進行正交叉口處仰拱施工。仰拱開挖后若保證車輛通行條件，不影響掌子面施工，可采用簡易式棧橋通過。仰拱施工一定距離后在交叉口處一側已經施工仰拱的主洞空間內進行襯砌臺車拼裝作業，開展二次襯砌施工。

4? 施工注意事項

（1）在施工期間，應對支護的工作狀態進行定期和不定期的檢查，當發現支護變形或損壞時，應立即修整加固。

（2）開挖進尺每循環不得大于2榀拱架，正交叉口處開挖進尺每循環1榀拱架，鋼拱架支撐不得置于虛碴上。

（3）超前注漿小導管，鎖腳小導管的水泥漿液水灰比為1：1，若圍巖遇淋雨狀滴水可適當加入3%～5%水玻璃（具體比例現場調試），注漿壓力為0.5MPa～1.0MPa。

（4）在施工過程中要加強監控量測工作，在洞內初期支護表面布設好監控量測點并做好保護工作，按規定進行量測，發現異常及時反饋。

（5）主洞仰拱施工切勿交叉口兩側同時開挖施工，一側施工完畢并且混凝土達到一定強度后方可進行另外一側的施工。

5 結語

隧道橫洞進主洞挑頂施工的關鍵是在安全和保證質量的前提下，加快隧道的施工進度。橫洞進入主洞的交叉口處受力復雜，如何保證主體結構安全需要重點關注，交叉口處的主體結構須采取加強措施。本工程采取了橫洞進入主洞的交叉口區域范圍內初期支護加密、加強鋼拱架，增設門式鋼架等措施保證了工程的施工安全。該隧道的橫洞進主洞挑頂施工已施工完畢，可為類似工程提供施工經驗借鑒。

參考文獻：

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