隧道斜井进入正洞施工技术初探

摘要：随着我国高速铁路建设的不断发展，隧道工程朝着长大、深埋方向发展，受建设工期要求，越来越多需要设置辅助斜井进行长隧短打、以加快施工进度。当前隧道斜井施工是一项较为复杂的工程，特别是斜井进正洞的施工，对施工技术有较高的要求，需要工程管理者根据工程的需要，制定合理的施工方案，并在必要时进行合理的调整，以确保各个环节的施工质量与安全。 本文以高升镇二号隧道斜井进入正洞工程为例介绍了斜井进入正洞的施工技术与安全措施。

关键词：斜井；正洞；安全；施工技术

Abstract: with the constant development of the high-speed railway construction in our country, towards grew up, deep buried tunnel engineering, the construction period, more and more needs to be set of auxiliary slope ChangSui bunt, to speed up the construction progress. The tunnel slope construction is a complex project, especially the slope into the hole of the construction, the construction technology have high requirements, need project managers to meet the needs of the project, making reasonable construction scheme, and carry on the reasonable adjustment if necessary, to ensure the construction quality and safety of each part. Town no.2 tunnel based on the high slope engineering as an example this paper introduces the moving into hole slope into is hole construction technology and safety measures.

Key words: slope; Is the hole; Safety; The construction technology

中图分类号：U455文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)

一、工程概况

高升镇二号隧道位于重庆市万州区高升镇境内，隧道总长1947m。本隧道起讫里程D1K230+077～D1K232+024，长1947m，隧道进口至D1K231+222.817左线位于半径R=9000m的左偏曲线上，其余段落位于直线上。全隧设计为20‰的下坡，Ⅴ级围岩长306m，占16%，Ⅳ级围岩长760m，占40%，Ⅲ级围岩长845m，占44%。进、出口均设置为18m长斜切式洞门。

原设计为进口及出口双向掘进以满足工期要求，但因进口处于高升镇五江厂居民区，历史遗留问题多，征地、拆迁问题难以解决，隧道出口房屋同样难以拆迁，经建设单位、设计单位、监理单位及施工单位一起共同研究决定，在隧道里程D1K231+150前进方向右侧增设一无轨双车道斜井以满足工期要求。斜井净空尺寸为7.7（宽）*6.2（高），与隧道平面交角为47度，斜井最大纵坡10%，水平长度为139m，斜长为139.6m，斜井外场坪设1%反面排水坡。

二、整体挑顶施工设计

本方案从D1K231+150处，高升镇二号隧道斜井与正洞相交里程向进口方向挑顶进入正洞施工。在斜井施工至与正洞交界处（XD1K0+004）后，首先加固斜井与正洞交界处围岩，修整往进口掌子面使之在正洞同一里程上，然后按斜井开挖断面往出口方向爬坡挑顶，底部在20m范围内按约16%的上坡扩挖至正洞上台阶底部高程及开挖断面，拱部在20m范围内按约20%的上坡扩挖至正洞上台阶拱部高程及开挖断面；然后继续往进口方向施工正洞上台阶断面，有一定空间后转向进口方向扩挖挑顶段断面至设计正洞开挖断面，施作斜井与正洞交叉段支护，交叉段仰拱和二衬有条件后及时施作，保证交叉口安全。为保证施工安全及满足使用要求，斜井进正洞处采用4榀I20b型钢支护锁口。相应范围内的斜井开挖断面宽度由设计的4.2m扩大为4.48m，喷射混凝土厚度由原设计10cm增大为28cm。其余设计参数不变。

D1K231+130～D1K231+260正洞设计为Ⅲa型复合衬砌，初期支护仅为锚网喷，为保证安全，加设I16型钢拱架支护，共11榀，间距1.2m。锚杆参数按照原设计执行，喷射混凝土厚度由原设计12cm增大为24cm，拱墙设计开挖半径由设计的6.98m扩大为7.1m。

三、斜井进入正洞施工技术

施工方案图

图4-1高升镇二号隧道斜井挑顶方案平面图

图4-2高升镇二号隧道斜井挑顶方案纵断面图

图4-3高升镇二号隧道斜井挑顶方案D1K231+150断面图

图4-4高升镇二号隧道斜井挑顶方示意图

（一）步加固斜井交叉段

斜井施工至HD1K0+004与正洞交界处后首先加固斜井与正洞交界处围岩，从HD1K0+009.236开始钢架改换成I20b型钢架（钢架中心里程，斜向布置），至HD1K0+006.836结束共设置4榀I20b型钢架（交界处设置并行的2榀）。钢架间距按照斜井中心线1.2m间距布置，使钢架与正洞线路方向平行，此段钢架作为挑顶结束后正洞钢架支撑落脚点。喷射混凝土厚度变为28cm，其余支护参数按原设计执行。

（二）步修整掌子面

斜井交叉段加固完毕后继续往正洞开挖，边开挖边往正洞出口方向修整，使出口方向围岩处于正洞同一里程断面上，方便挑顶施工，此段围岩采用锚喷网临时支护。锚杆采用Φ22砂浆锚杆，长度3m，间距1.2m×1.2m；网片采用Φ6钢筋网，网格尺寸25cm×25cm，施工时网片搭接不小于一个网格；喷射混凝土采用C25混凝土，厚度15cm，喷射工艺采用湿喷工艺。

（三）步爬坡挑顶

进口方向掌子面处于正洞同一里程断面上后按照斜井开挖断面往进口方向爬坡挑顶，底部在20m范围内按约16%的上坡扩挖至正洞上台阶底部高程及开挖断面，拱部在20m范围内按约20%的上坡扩挖至正洞上台阶拱部高程及开挖断面，挑顶段施作临时支护。锚杆采用Φ22砂浆锚杆，长度3m，间距1.2m×1.2m；网片采用Φ6钢筋网，网格尺寸25cm×25cm，施工时网片搭接不小于一个网格；喷射混凝土采用C25混凝土，厚度15cm，喷射工艺采用湿喷工艺。挑顶段临时支护可根据围岩情况调整参数，必要时可设置型钢钢架与临时横撑或临时仰拱，间距1m，加工尺寸根据实际断面大小确定。

（四）步开挖正洞上台阶断面

挑顶挑至正洞上台阶断面后继续往出口方向施工正洞上台阶断面约10m左右为扩挖挑顶段创造作业空间。开挖上台阶进尺控制为2m，开挖后及时施作设计初期支护。

（五）步扩挖挑顶段

在已施工的上台阶处拼装上导开挖台架，往进口方向逐步扩挖挑顶段断面至设计开挖轮廓。每次扩挖进尺控制为2m，扩挖成型后及时施作设计初期支护，支护成型后方允许进行下一次扩挖作业。

（六）挑顶段扩挖支护成型后继续往进口方向开挖支护正洞，进口方向支护成型超出斜井靠进口端开挖边界不少于10m。正洞与斜井交叉段钢架设置见图4-5所示。

正洞与斜井相交地段处于复杂的三维受力状态，为保证正洞安全挑顶施工的完成，正洞初期支护必须座落于一个牢固的落脚平台，同时应加强该段正洞初期支护的锁脚锚杆施工，防止拱架下沉。

设置横梁，为正洞拱架提供落脚平台，在正洞与斜井拱顶交界里程处，沿正洞方向设置拱顶纵向横梁，横梁两端下设置I20b型钢立柱，紧贴斜井异型钢架，横梁采用I20b型钢，牢固焊接于斜井锁口钢架拱顶，横梁与斜井锁口钢架间空隙设置I20b型钢竖向立柱，立柱与正洞拱架位置相对应，牢固焊接并喷射C25砼回填密实。

加密设置交叉口段正洞初期支护锁脚锚管，每榀钢架单侧不少于4根锁脚锚管，锚管长4.0m，锁脚锚管施工方向平行于正洞方向,直径为42mm，注水泥砂浆，锁脚锚管与钢架牢固焊接，防止拱架下沉。

图4-5高升镇二号隧道正洞与斜井交叉段钢架设置图

（七）其他质量控制要点

1、严格按照方案技术交进行异型型钢加工，钢架间纵向采用Φ22钢筋连接，连接钢筋环向设置间距1.0m，喷砼至设计厚度，确保支护质量。

2、交叉口段前后各10米范围内正洞采用I20b型钢钢架支护，并与交叉口横梁与仰拱型钢牢固焊接，加强交叉口段径向锚杆施工，确保交叉口段围岩三维受力的稳定。

3、加密设置交叉口段正洞初期支护锁脚锚杆，每榀钢架单侧不少于4根锁脚锚管，锚管长4.0m，直径为42mm，注水泥砂浆，锁脚锚管与钢架牢固焊接，防止拱架下沉。

4、正洞与斜井相交地段处于复杂的三维受力状态，为保证正洞安全挑顶施

工的完成，正洞初期支护必须座落于一个牢固的落脚平台，同时应加强该段正洞初期支护的锁脚锚杆施工，防止拱架下沉。

5、交叉口处支点钢架及悬臂梁的焊接以及正洞钢架落在悬臂梁处的加固均为关键工序，现场技术员及现场施工员必须认真负责监督检查，对焊缝质量及螺栓是否拧紧应严格把关。

6、悬臂梁施工完毕后，对梁体悬臂端部设观测点，加强拱顶下沉及位移观测，并作好量测记录，并绘出时程曲线图，当量测情况发生异常时，现场技术员必须立即上报，以便及时提出处理措施，确保施工安全。

四、斜井进入正洞施工安全技术

（1）方案实施前应加强超前地质预报，提前预测前方围岩以便对方案进行适当调整。

（2）斜井交叉口段设置异型钢架，平行于正洞中心线，间距1.2m。

（3）施工中必须加强围岩量测，根据量测结果及时调整支护信息，确保支护措施安全合理。

（4）交叉口范围正洞按照Ⅲa型围岩支护，加强环异型钢架架立不得侵入正洞型钢钢架界限。

（5）交叉口段斜井及正洞仰拱、衬砌应及早施作，确保交叉口安全。

（6）斜井与正洞掌子面施工时，应设专人值班，随时观察围岩及支护状态的的稳定性。

（7）斜井施工期间应加强行车安全，制定行车方案，在隧道内设置交通信号标志，在交叉口处设置凸透镜，车辆在进入弯道时必须鸣笛，并指定专人进行行车指挥。

（8）斜井反向开挖正洞时先施工上台阶往大里程方向不少于10m，再进行下台阶开挖。

（9）交叉口正洞反向开挖应按短进尺、弱爆破、强支护、勤量测的原则组织施工。

（10）制定挑顶施工的安全应急预案，做好应急材料、物资的储备。

（11）进入正常施工后，及时配齐配强人力、物资、设备、管理资源，进行两个方向施工，同时及时施作二次衬砌，确保交叉段稳定、安全。

结束语

通过对高升镇二号隧道斜井采用挑顶法由井身进入正洞的施工，形成正洞大小里程开挖 断面的全过程，一直遵循“严把质量，确保安全，兼顾进度”的原则，从这个思路来选择施工方案，组织安排施工。同时，通过在现场的施工中，不断结合现场开挖的实际情况和施工的安全、方便，不断在施工中摸索和总结，来进一步优化方案，实现了工程的安全与质量。