隧道斜井挑顶施工方法初探

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 隧道斜井挑顶施工方法初探 摘 要目前，随着我国社会经济 的快速快速，交通能源等基础设施建设 日益重要并逐渐上升到国家战略层面的 高度。伴随交通设施的建设，大量隧道 工程不断涌现，在长隧道、特长隧道工 程的建设中，基于多方面的原因，常需 增设斜井。由于斜井转正洞交叉段空间 结构与施工过程复杂、结构受力转换频 繁、围岩应力分布、支护结构变形、隧 道施工对围岩的扰动情况等较为复杂， 导致施工方案多以经验设计为主。合理 正确的隧道斜井挑顶施工方法不仅可以 保证隧道施工的快速推进，保证施工人 员的安全，也可以在一定程度上节省投 资。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 中国论文网 /1/view-12797603.htm 关键词 隧道工程，斜井，围岩 应力，支护结构，挑顶施工 中图分类号：U455.4 文献标识 码：A 文章编号：1009-914X（2015） 30-0231-01 1.前言 随着我国经济建设的发展，在铁 路、公路、水电、跨流域调水及采矿等 领域将会修建更多的长大隧道工程1-2。 伴随隧道兴建规模的扩大，隧道围岩稳 定性的问题显的越来越重要，为揭示隧 道围岩在隧道开挖过程中发生破坏的机 理，适应隧道设计与施工技术发展的需 求，对隧道围岩稳定性评价进行深入、 系统的研究是十分必要的3。大量工程 实践证明，斜井在长隧道、特长隧道工 程的建设过程中，发挥着重要的作用。 然而由于斜井挑顶施工过程中，结构受 力转换频繁，围岩应力分布、支护结构 变形、隧道施工对围岩的扰动情况等尚 不十分清楚，已有文献中多是对特定隧 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 道斜井施工技术的介绍，其施工方案亦 是以经验设计为主，而对其工法力学行 为与空间效应的研究还较少，研究斜井 挑顶施工方法是有必要的。 2.工程概况 某隧道进口段里程为 DK255+192DK259+915，长 4723m， 设置两座斜井，0 号斜井长 466m，与正 洞相交里程为 DK256+700，夹角为 53 245.5”；1 号斜井全长 1468.579m，与 正洞相交里程为 DK259+100，夹角为 62.5。0 号斜井承担着隧道主洞 DK256+700DK255+925 段 775m，DK256+700DK258+125 段 1425 米，合计 2200m 施工及斜井自身 施工任务，斜井施工质量直接影响施工 过程及后续施工的安全。 2.1 斜井围岩及衬砌围岩情况 该隧道 0#斜井与正洞左线交于 DK256+700，斜井级围岩 215.2m，占 48.2%， 级围岩 189m，占 42.4%， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 级围岩 42m，占 9.41%；斜井与正洞交 叉处设计为级围岩，灰岩、板岩，弱 风化，薄厚层状，岩质较硬，岩体较 完整。洞身埋藏较深，有可能发生岩爆， 灰岩段溶蚀发育程度弱中等。 2.2 设计支护情况 （1）斜井支护参数：初期支护 采用 I18 型钢钢架；喷锚支护采用 22 组合中空锚杆及 22 系统砂浆锚杆； C25 喷射砼 25cm，C30 模筑衬砌 40cm。 （2）正洞支护参数：正洞采用 降低一级围岩复合式衬砌结构，即级 加强复合式衬砌设计结构，为了确保斜 井与正洞交叉段的结构安全，初期支护 采用 I18 型钢钢架，拱部 22 组合中空 注浆锚杆。 3. 总体施工方法 由于 0 号斜井与正洞交界处为 级围岩，故采用横向爬坡棚架法挑顶进 洞；斜井由里程 0 斜 0+20.71至 0 斜 0+08.94 段，开挖面由辅助坑道标准断 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 面逐渐过渡到与正洞相交处的加高加宽 断面，并在 0 斜 0+16.35 处设置加强环， 及时对交叉口处斜井施做模筑衬砌；斜 井加固完毕后，从里程 0 斜 0+12.33 处 沿垂直于正洞隧道中线的方向，斜向上 开挖棚洞。 4. 总体施工方法及步骤 （1） 设置斜井加强环：斜井平 坡开挖至正洞右侧边墙位置，在斜井与 正洞相交处，斜井初期支护外侧增设紧 密排列的三榀 I25a 门型钢架，门型钢架 横梁牢固焊接于斜井钢拱架顶部。喷射 与斜井初期支护同等级混凝土与斜井初 期支护联为一体，形成斜井加强环。加 强环门架底脚处采取扩大拱脚，每侧增 设 42 锁脚锚管 6 根，为正洞初期支护 提供安全保证；同时避免下步正洞跨越 斜井时，因应力集中导致斜井交叉口处 支护及衬砌变形开裂，为交叉口段正洞 扩挖施工提供安全保障。 （2） 施做交叉口处斜井模筑砼： 斜井交叉口段 10 米范围内铺底加设 I18 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 工字钢横撑，使初期支护闭合成环；模 筑衬砌采用 C35 钢筋混凝土，厚 35cm；铺底 C25 砼，在斜井 0 斜 0+25 铺底砼中埋设由 2cm 钢板焊制的 1m1.5m1.5m 水箱，并安设水泵、延 伸至洞外的水管及时抽排掌子面积水。 （3） 施做挑顶小导洞：导洞拱 顶高程超出正洞设计开挖线 20cm，过 正洞中轴线后，再向正洞中轴线右侧平 坡开挖 6.9m，棚洞临时支护及时跟进。 临时支护为架立型钢钢架、挂网喷锚联 合支护，以确保导洞开挖的安全。 4.1 正洞初期支护施工 棚洞施工完毕以后，在棚洞内侧 按正洞初期支护参数进行正洞初期支护 施工。正洞钢架右侧落脚于斜井加强环 门形钢架的横梁上。 首先，往大里程方向掘进及支护， 再往小里程方向掘进及支护，在施工完 斜井与正洞相交段正洞初期支护时，停 止正洞小里程方向上导掘进。开挖及支 护大里程方向 DK256+698DK256+703 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 段上导，每次开挖不超过 1 米。开挖及 支护小里程方向 DK256+687DK256+672 段上导每次开 挖不超过 1 米。同样的工序大里程掘进 至 DK256+708，小里程掘进至 DK256+677，停止上导掘进，同时开始 中导掘进及支护。中导从 DK256+692.5 向两边分别掘进支护，待大里程至 DK256+703，小里程至 DK256+682，停 止中导掘进，开始下导掘进及支护。下 导从 DK256+692.5 向两边分别掘进支护， 待大里程至 DK256+698，小里程至 DK256+687，停止下导掘进。开挖及支 护小里程方向 DK256+677DK256+673 段上导，并同时开挖及支护 DK256+682DK256+677 段中导，及时 开挖及支护 DK256+687DK256+682 段下导，中、下导每次开挖不超过 1 米。 开挖及支护大里程方向 DK256+708DK256+712 段上导，并同 时开挖及支护 DK256+703DK256+708 段中导，及时开挖及支护 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 DK256+698DK256+703 段下导，中、 下导每次开挖不超过 1 米。开挖 DK256+682DK256+703 段仰拱，根据 围岩地质条件，仰拱每次开挖长度不超 过 68m，施作此段仰拱混凝土，支护 封闭成环。在两端下导相距 60 米时， 可同时开挖及支护。仰拱离下导距离始 终控制在 10 米左右。根据围岩量测情 况及时施作二衬混凝土，保证结构安全。 4.2 施工注意事项 （1）初期支护及时封闭成环， 交叉口正洞 60m 内每 5 米做一个断面围 岩监控量测，按规范要求频率实施围岩 监控量测。 （2）交叉段地质情况为第四 系底层砂质新黄土，土质疏松，含水量 大，因此隧道开挖时预留了 20cm 沉降 量，确保此处的二次衬砌厚度