潘家圪楞隧道斜井转正洞施工浅析

摘要：通过对斜井所处的工程地质条件及斜井与主洞交接处的洞身结构特点等进行综合分析，采用了导坑法进行斜井三叉口的挑顶进洞施工方案，通过加强相应支护参数，从而更好的为施工安全提供了有利保障。

关键词：支撑；开挖；龙门架；导坑。

中图分类号： TU74 文献标识码： A

前言

目前我国隧道施工技术发展越来越成熟，长大隧道的出现也较为频繁，为了保证长大隧道施工进度，斜井的增设也较为常见，斜井施工的质量及进度直接影响到正洞的施工进度，因此长大隧道的斜井与正洞交接处施工工艺及质量尤为重要，如何处理好斜井三岔口的挑顶进洞施工，关系到该条隧道长期的施工安全稳定情况。

一、工程地质及水文地质条件

1.1地质构造

场地内地形地貌单一，地层岩性主要为第四系上更新统风积砂质黄土，下伏第三系上新统泥岩、二叠系上统砂岩泥岩互层，地质构造简单，新构造运动活动轻微，第三系上新统泥岩与二叠系上统砂岩泥岩互层呈不整合接触，本工点内未发现对工程影响较大的地质构造。

1.2地下水

隧道冲沟发育，地下水主要为第四系孔隙潜水及基岩裂隙水，接受大气降水及地表水的下渗补给，其补给能力受降水强度、降水持续时间、地形及地表节理、裂隙的发育程度控制。隧道洞身施工开挖时地下水涌水量稍大。地下水水位埋深大于5m。

二、工程概况

潘家圪楞隧道斜井全长337m，洞身围岩等级V级，属于砂岩泥岩互层，位于正洞线路方向左侧并与正洞左线相交于DK124+535里程处，与线路点沟端方向夹角53°，斜井工区承担正洞972m施工任务，其中小里程方向掘进337m，大里程方向掘进675m，围岩地质情况：弱～强风化砂岩夹泥岩，泥质胶结，层理发育，掌子面干燥，属于V级围岩。

三、斜井进正洞支护参数

斜井洞身钢架：斜0+332.5～斜0+326.5段，即距离正洞边墙还剩余5m处，洞身钢架间距由100cm/榀加密至60cm/榀。

斜井与正洞边墙相接处龙门架：

1、采用三榀I20型钢并列焊接组成，门架宽882cm，高725cm，龙门架下放置两榀I18型钢拱架，拱架顶部及两侧与龙门架密贴。龙门架拐角处与底部安放的I18钢拱架间隙设置竖撑，竖撑采用I18型钢制作，每根竖撑间距为50cm。

2、龙门架锁脚：在龙门架安装完成后，须对龙门架两侧立柱进行锁脚加固，即在每侧各施作3组锁脚锚管，锁脚锚管采用L型对焊在龙门架上，锚管采用φ42无缝钢管，长4.0m。

3、龙门架基础加固：龙门架底部范围底板厚度由20cm，增加至60cm，在龙门架基础底部安放一榀I18横撑，横撑两端顶部焊接50*50*16mm尺寸厚钢板，浇筑底板后，钢板顶部略高于底板表面，与龙门架底部焊接连接，基础底部竖向预埋4根100cm长的Φ22螺纹钢，露出底板表面10cm与钢架进行焊接固定。

4、导坑支护：导坑进正洞坡度为34%（也可根据现场时间施工需要适当调节），导坑开挖后用I18型钢门子形钢架进行临时支护，门子形钢架宽度为5.0m，高度根据导坑坡度而定，钢架间距1m/榀，采用喷锚防护。

5、超前支护：导坑超前支护采用φ42小导管，长度4.5m，每3榀架设一环，环向间距0.4m，纵向搭接长度不小于1m，施工外插角度10～15度，用1：0.8～1：1水泥浆注浆加固。

6、斜井与正洞交叉范围钢架支撑：由于斜井与正洞交叉范围钢架左侧部分取消，采用I18型钢制成斜撑代替，将正洞钢架支撑在龙门架上。

四、施工方案

4.1 斜井进正洞过度方案

距正洞开挖边墙外18m处将斜井洞身钢架方向逐渐调整至平行于隧道中线，即将原有隧道钢架宽度（最大跨度点处）过度至882cm（相邻两榀钢架沿斜井轴线方向间距100cm，左侧间距90cm，右侧钢架间距110cm；距离正洞边墙6m处，钢架间距由1m/榀加密至0.5m/榀）

4.2 斜井挑顶施工及交叉范围正洞临时支护方案

龙门架施工：斜井与正洞边墙相接处设置龙门架，即采用2榀I20型钢组合的门字形钢架并列焊接构成，龙门架贴靠在上一循环斜井初支钢架上，龙门架做为正洞N1段钢架及斜撑的基座，龙门架尺寸：门柱高705cm，横梁882cm。为保证龙门架横梁受力稳定，在龙门架底部支撑2榀I16型钢拱架，钢拱架顶部与龙门架密贴。横梁与底部型钢钢架之间焊接竖撑，竖撑采用I18型钢焊接构成，竖撑间距50cm。同时为保证龙门架基础稳固，提高龙门底部受力强度，龙门架基础底部开挖后，在斜井底板开挖完成后，需将底部虚渣及杂物清理干净并进行平整后，方可浇注混凝土。

4.3斜井断面开挖至正洞开挖方法

导坑法：如果正洞掌子面围岩地质条件较差，则斜井进正洞采用导坑法进行施工，导坑设计净空宽度5m，开挖高度根据现场实际施工情况而定，按照导坑设计断面向正洞进行挑顶掘进，掘进过程应逐榀开挖，每开挖1m后，施作导坑顶部临时支护。斜井洞顶起始上挑角度为26°，导坑拱部临时支护采用I18型钢门字型钢架支撑，导坑开挖高程较正洞拱部设计高程大20cm，门字形钢架宽度为5m，高度根据导坑底部开挖坡度而定，钢架底部必须安置于牢固的基础之上，确保钢架的稳定性。。

开挖过程中视围岩情况可采用弱爆破或人工配合机械开挖方法，在进行开挖时应时刻注意围岩变化情况，如有异常立即暂停施工撤出洞外，待分析情况后再行施工。

4.4斜井范围内正洞钢架斜撑方案

斜井范围内正洞拱部断面开挖完成后，正洞部分钢架采用V级围岩复合式衬砌支护参数。如遇围岩地质条件较差需同项目进行商议后确定是否按V级加强围岩的支护参数施工，由于线路左侧钢架N2、N3钢架取消，换为I18型钢钢架（斜撑）支立与I20型钢钢架（龙门架）顶部。如用导坑法施工，在完成临时支护后拆除门字型钢架，其中要拆除立柱，门字型钢架横梁可喷埋于正洞初期支护中。

五、施工注意事项

1、施工中要加强围岩监控量测，并通过量测数据及时掌握洞身围岩变化情况，保证支护措施安全合理。

2、在施工中设置专人值班，随时观察围岩及初喷面的变化情况，施工中如发现不安全因素时，应暂停开挖，加强临时支护，以便取适应性的工序安排。

3、制定施工的安全应急预案，做好应急材料、物资的储备。

4、施工中如发现不安全因素时，应暂停开挖，加强临时支护，以便取适应性的工序安排。

5、保证立拱质量，注意螺栓松紧程度和连接筋的焊接质量。

六、结语

斜井转正洞施工在复杂地质条件下，斜井洞身承受多向受力，施工难度较大，那么必须要在“摸清地质、吃透设计、掌握标准”的前提下不断调整、优化施工方法。目前斜井导坑法挑顶进洞是比较安全、可靠、经济、适用的一种方法。