隧道斜井进正洞施工技术

摘要：本文根据缙云山隧道斜井进正洞工程施工概况，对隧道斜井进正洞施工技术和施工工艺进行了说明和分析，为类似的工程提供参考。

关键词：隧道；斜井进正洞；施工；技术；工艺

中图分类号：TD55文献标识码： A 文章编号：

一.工程概况

缙云山隧道设计为单洞双线隧道，全长3175m，起讫里程DK275+355～DK278+530。隧道斜井位于线路前进方向左侧，全长183米，与正洞相交于DK277+485，距进口2130米，距出口1045m。斜井纵坡-5.4%。

二.隧道斜井总体施工方案

斜井全段围岩较差，地下水较发育，应进行超前地质预报，对前方地质、水文情况进行及时探明；斜井进洞采用φ108大管棚（管棚长30米，拱部140°范围布置）超前支护。先设置套拱，套拱内设2榀I18工字钢架，钢架之间用Φ22钢筋焊接固定，并在拱架上按大管棚施工间距钻眼，施作好导向管（长1m，拱部140°范围布置）后浇筑砼，套拱采用C20砼，纵向长度为1m，厚度为1m。斜井进洞后采用台阶法施工，遵循短开挖、弱爆破、强支护、快封闭、早成环的原则。斜井进正洞交叉段可能出现缓倾岩层，容易受爆破震动，进而造成塌方，为了防止这一状况出现，应该进行超前小导管注浆预支护，在支护时可以与钢架相互配合使用；交叉段跨度大，应力集中，为受力薄弱地段，交叉口处采用悬臂梁法施工加强支护。爆破时采用减震爆破，浅孔密布，使单段最大用药量得以减少，相邻段位起爆时间差等措施得以延长，尽最大可能将爆破震动降到最低。下面主要介绍斜井进正洞的施工工艺和技术。

三.斜井进正洞施工工艺

1、施工方案

斜井井身与正洞相交处由于应力集中，为受力薄弱地段，采用悬臂梁法施工加强支护。于正洞DK277+485隧道中线位置处施作集水井，以汇集正洞施工时的施工污水、裂隙水、岩溶水以及斜井汇水等，泵排至洞外。

斜井井底段为方便车辆转弯及悬臂梁锚固段施工，根据交角及转弯半径，从靠正洞处设置7.1m的渐变段（其中3.3m为悬臂梁锚固段），锚固段与渐变段断面净空尺寸不相同，渐变段呈喇叭口状。如下图所示：

2、加固处理方案

由于斜井井身洞顶与正洞相交于上断面，两弧相交交点处受力状态很薄弱，为了改善应力集中，确保洞身（斜井井身、正洞洞身）安全，采用悬臂梁法施工进行加固：在交叉口处采用13组悬臂梁（悬臂梁为I20b工字钢，拱顶每两榀为一组共5组，其余一组一榀共8组）与正洞拱架形成整体受力结构，加固正洞洞身与斜井井底交叉口处。悬臂梁最大悬臂长度为3.25m，锚固端长度为1.65m～4.89m，悬臂梁支点采用2榀I20b工字钢组成，采用16mm厚钢板垫平，并焊接牢固，锚固端采用C30模筑混凝土。悬臂段开挖施工时，采用斜井拱架直伸到正洞内，相当于在斜井内安装悬臂梁。待安装完后，在保证安全的前提下拆除拱架。

2.1渐变段与锚固段支护参数及施工工艺

斜井井底段为方便车辆转弯，设置XK0+175.9～XK0+183.0渐变段，同时设置XK0+179.7～XK0+183.0锚固段。支护参数为：初期支护采用I18工字钢架，钢架间距0.278m（斜井线路左侧）（右侧为0.9m），拱墙喷射C25混凝土28cm厚，拱墙位置设置间距20cm×20cm的φ8钢筋网，拱部设置Φ25中空锚杆，锚杆长3m，间距1.2m×1.5m（环向×纵向）。边墙设置Φ22砂浆锚杆，间距1.5m×1.5m（环向×纵向），呈梅花型布置。衬砌40cm厚C30混凝土,采用I20b工字钢作悬臂梁及交叉口设2榀I20b型工字钢作为悬臂梁支点。锚固段施工断面如下图所示：

悬臂梁施工：

⑴斜井开挖掘进及支护至正洞边，在施工初期支护施工时，于斜井XK0+179.7～XK0+183.0段I20b工字钢拱顶留置22U形螺栓，以备悬臂梁使用，设置U形螺栓的施工支护拱架不得少于3榀（靠正洞边一榀，靠斜井边一榀，中间一榀）。

⑵初期支护及悬臂梁支点处初支完成后，采用2个1.5t葫芦吊起时先拼接好的2榀I20b工字钢悬臂梁，挖掘机或装载机配合，拱顶每601榀精确放置，其余97.4cm1榀精确放置，安装的悬臂梁可伸入正洞20～30cm，待与正洞格栅钢架搭接后割除侵限部分。

⑶梁吊装完成后，悬臂端两侧采用4.5mφ42锁脚锚管，纵向间距60，梁与梁之间错开打（围岩破碎时注浆加固），并于悬臂端采用Φ22钢筋将梁连接成整体，连接筋间距为50cm/根，在梁与梁之间焊接φ8钢筋钢片，网格间距为20cm×20cm，及时喷射混凝土封闭悬臂端。

⑷将2榀I20b工字钢支点钢架安装就位，支点钢架要求与梁之间采用16mm厚钢板垫平并紧密焊接牢固，焊缝隙厚度（高度）不得小于15mm，焊缝不得有假焊及气泡，及时撬除焊碴认真检查焊缝，确保焊缝质量。

⑸将锚固端的梁体间采用Φ22钢筋连接成整体，连接间纵向间距为50cm/根，并在梁与梁之间焊接φ8×φ8钢筋网片，网格间距为20cm×20cm，挂板模筑C30混凝土。二次衬砌混凝土分两次进行浇筑，先对称浇筑边墙混凝土，之后再浇筑拱部混凝土。

2.2正洞加强支护参数及施工工艺

由于交叉口段交点处受力状态很薄弱，为了改善应力集中，确保洞身（斜井井身、正洞洞身）安全，交叉口正洞须加强支护，其支护参数为：初期支护采用格栅钢架，钢架间距100，设置于拱部，与斜井相交处正洞格栅钢架落在悬臂梁上。拱墙喷射C25混凝土厚12cm，拱部位置设置25cm×25cm的φ6钢筋网。拱部Φ25中空锚杆，每根长3.0m，环纵向间距1.2m×1.5m，边墙Φ22砂浆锚杆，每根长3.0m，环纵向间距1.5m×1.5m，呈梅花型布置。二次衬砌为40cmC30纤维混凝土。正洞格栅钢架与悬臂梁连接采用螺栓或焊接连接。

挑顶施工：

⑴悬臂梁加固完成后，采用分部台阶法，斜井下断面回填洞渣，填至斜井井身顶下约四米处，坡度适合现场施工需要。

⑵钻爆开挖为了减少对围岩及初支的扰动，采用多打眼、少装药、弱爆破的方式掘进。采用小型挖掘机扒碴，装载机配合出碴。

⑶正洞开挖时采用小断面开挖，开挖后及时支护，型钢需落在坚固的基岩上，悬空端采用2～4根锁脚锚管锁住，并及时施作系统锚杆。

⑷挑顶后及时支护，按台阶法施工上台阶。交叉口段岩层自稳性较好，考虑安全应及时清理掌子面及找顶，并初喷混凝土封闭围岩，防止落石。

⑸斜井与正洞交汇处采用I18工字钢作初期支护，工字钢架落在坚固的基岩上，落地前清除底脚的虚碴及杂物等，交叉口处正洞右侧钢架落在I20工字钢悬臂梁上，并焊接紧密焊牢，焊缝隙厚度（高度）不得小于15mm，焊缝不得有假焊及气泡，及时撬除焊渣认真检查焊缝，确保焊缝质量。接头及时设置4.5m长φ42锁脚锚管。

⑹及时复喷混凝土至设计厚度，进入正洞循环开挖，循环开挖采用三台阶法开挖。

⑺进入正洞施工后先向正洞进口方向施工，工序正常后反向朝正洞出口施工20米，作为正洞衬砌台车拼装场地。

三、注意事项

1、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。

2、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。

3、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、结束语

总之，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，对管理人员和施工人员均有较高的要求，需要工程管理者根据工程的需要，制定合理的施工方法，并在必要时进行合理的调整，以确保各个环节的顺利有序施工。

参考文献：

[1] 张成刚. 长大隧道斜井施工技术[J]. 铁道建筑, 2009, (06)

[2] 赵忠保. 青云山隧道施工方案研究[J]. 铁道建筑, 2010, (03)