施工导洞转角法进正洞挑顶施工方案

摘要：受工期及地形条件等因素的制约，为了快速实现隧道贯通，通常采用施工导洞来增加作业面，实现长隧短打。因此施工导洞如何快速挑顶进入正洞施工成为最关键的工序之一。

关键词：隧道施工导洞挑顶

中图分类号： U45 文献标识码： A

1、工程概况

赵家屋隧道施工导洞全长172.6m，位于隧道右侧与隧道正线夹角为41°。进洞段纵坡8.92%，为无轨运输双车道导洞，路面净宽7.5m，行车道净高4.5m，由于施工导洞和正洞相交段设计为Ⅳ级围岩，分别采用SD4b和SF4b型支护，由于相交段受力情况复杂，同时为了确保施工通行安全，决定采用转角法挑顶，按照SD4a和SF4a型支护参数施工。

2、施工方案

施工导洞右侧轮廓线施工至与正洞右侧轮廓线相交后，以半径为R=11m圆曲线转体进入正洞，同时向上起坡至正洞拱顶高程，在导洞中线与正洞中线相切后开始扩挖两侧边墙直至形成标准的正洞断面，并继续向前掘进一定距离；待形成作业空间后，调头施工转体挑顶段，扩挖临时支护达到正洞标准断面。导洞进入正洞平面关系见图2.1，导洞进入正洞立面关系见图2.2。

图2.1 导洞进入正洞平面关系图

图2.2 导洞进入正洞立面关系见图

3、施工步骤

（1）正洞完成挑顶前一直按照导洞断面施工。转弯段导洞临时支护拱架按照内侧间距0.5m，外侧间距1.25m架设。

（2）当导洞掘进至导洞左侧边墙与正洞右侧边墙交界点（DK0+160.44）后，从左侧边墙开始至导洞右边墙与正洞右边墙交界段逐段变为临时支护，即从下向上逐步减少钢筋网片数量，且钢筋网片间不要搭接；围岩较好段可素喷，将拱架喷成“排骨”形式，直至挑顶到位。

（3）导洞掘进完全进入正洞后(导洞右侧边墙与正洞右侧边墙相交，导洞里程DK0+168.44)，在交叉口处安装5榀异型拱架，拱架间距0.6m，其中最外侧2榀拱架并排安装，在其拱顶设纵向工字钢托梁，为正洞拱架提供落脚平台。工字钢托梁及异型拱架见图3.1。

图3.1 工字钢托梁及异型拱架示意图

（4）导洞掘进完全进入正洞后开始以圆曲线右转至导洞中线与正洞中线重合，同时开始爬坡，且挑顶和转向在圆曲线段全部完成；根据SD4a和SF4a开挖断面尺寸，上挑2.05m即可达到正洞拱顶高度，圆曲线长度为7.98m，挑顶坡度为25.7%。

（5）导洞断面挑高至正洞拱顶标高并形成正洞上台阶后，开始向前扩挖施工正洞形成上台阶作业平台，导洞上台阶与正洞上台阶最大扩挖宽度为1.27m，扩挖按照每米外扩30cm，向前推进4.5m即可满足正洞断面尺寸，本段采用渐变拱架进行支护。适时跟进导洞下台阶，保证上台阶扒渣不受影响。上台阶作业平台形成后喷射混凝土封闭掌子面，转为反向扩挖挑顶段。

（6）反向扩挖正洞，正洞扩挖先扩挖上台阶，再开挖两侧，开挖时仅对有影响的导洞钢架进行拆除，按正洞设计要求间距进行钢架施工，相应完善其他支护。

4、注意事项

4.1、导洞与正道相交处

（1）由于导洞与正洞的夹角较小，在距导洞左侧边墙与正洞右侧边墙交点15m处开始进行加固，按围岩降低一个等级考虑。交叉口处设5榀异型钢架进行加强支护，并为正洞拱架提供落脚平台。正洞大角度方向加固长度10m，正洞小角度方向加固长度15m，按围岩降低一个等级考虑。

（2）工字钢托梁采用2根I18工字钢，应与异型拱架焊接牢固，并打锚杆将拱架与托梁锚固在岩面上。

（3）反向扩挖时每循环进尺不大于2榀拱架。并采用弱爆破避免将前方临时支护破坏。

（4）相交段施工时加强监控量测，如有异常立即采取加固措施。

4.2、挑顶段施工

（1）开挖

挑顶与转向同时进行，由于转向长度短且要同时起坡，单位长度转向角度大。每循环只能开挖1榀拱架，保证转向角度正确，超欠挖控制良好。并考虑扒渣需要适时开挖导洞下台阶。

（2）支护

超前支护根据围岩情况随时调整。初期支护按照检测围岩级别施工，钢筋网片采用隔1榀拱架安装一次，且仅安装拱顶90°范围；由于拱架左右侧不对称，钢筋网片加工应考虑拱架安装间距。喷射混凝土将铺设有钢筋网的部分喷射密实饱满，为铺设钢筋网部分喷射3～5cm厚即可，但是所有拱架必须完全包裹。

4.3、正向扩挖段施工

（1）开挖

扩挖段中线已经和正洞中线重合，扩挖时注意炮眼外插角度和循环进尺，避免大的超欠挖。考虑扒渣需要适时开挖导洞下台阶。

（2）支护

超前支护应加大外插角度和长度，根据扩挖段长度施作两次超前即可。初期支护按照检测围岩级别施工，钢筋网片采用隔1榀拱架安装一次，且仅安装拱顶90°范围；由于钢拱架每榀尺寸均不同，施工时应将拱架编号。喷射混凝土将铺设有钢筋网的部分喷射密实饱满，为铺设钢筋网部分喷射3～5cm厚即可，但是所有拱架必须完全包裹。

4.4、反向扩挖段施工

（1）开挖

反向扩挖时先扩挖上台阶，利用上台的洞渣回填已开挖的下台阶形成作业平台，扩挖至交叉口段时，必须采用短进尺、弱爆破，避免破坏导洞初期支护及将交叉口拱顶三角区围岩结构坡面，造成大面积超挖或安全隐患。

（2）支护

超前支护和初期支护按照设计加强一个级别施工，当施工到导洞与正洞边墙交界部位时，采用直线拱架代替相应曲线单元，将拱架与纵向工字钢托梁连接，托梁与导洞拱架间根据拱架安装间距焊接立柱，并在直拱架两侧打设锚杆，用喷射混凝土回填密实。

4.5、正洞正常掘进

在正洞上台阶扩挖完成后，从导洞与正洞交界处开始开挖中下台阶并接长拱架落底，并根据掘进施工进度及时施工仰拱和二衬。

5、结语

赵家屋隧道施工导洞挑顶按照以上施工方法仅用了12天就完成了挑顶施工，为迅速进入正洞施工起到了至关重要的作用。对类似工程施工具有一定的借鉴意义。

参考文献：

[1] 闫志刚.鹰鹞山隧道斜井进正洞挑顶施工技术[J].铁道建筑.2009,(11):47～48.

[2] 史振宇. 包家山隧道大断面斜井进正洞挑顶技术[J].隧道建设.2010,(6):313～316.

[3] 现代隧道工程现场施工技术[M].北京：人民交通出版社，2004.