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浏阳河隧道竖井进入正洞过渡段施工技术1、工程概况浏阳河隧道全长10.115km，是武广客运专线的重点控制性工程，也是我国第一条穿越市区及河流的采用钻爆法施工的大断面隧道。全隧辅助坑道共设3个竖井、1个斜井。为施工方便，3个竖井均采用矩形断面型式，且位于线路正上方，竖井的内净空尺寸为8m16.8m。其中3竖井处于DK1568395里程处，井深51.03m，南北方向施工长度分别为496m、969m，竖井井身采用明挖逆筑法施工。2、工程特点3#竖井辅助坑道进入正洞过渡段所穿越的地层为弱风化泥质粉砂岩，围岩等级为级。3#竖井泥质粉砂岩层厚约43m，上覆第四系松散覆盖层，其中夹56m厚砂砾石富含水层。（1）地质条件差。泥质粉砂岩地层弱含孔隙裂隙水，遇水易软化，上覆砂砾石富含水体，从施工情况来看，掌子面自稳时间较短，需及时支护。（2）施工工序转化复杂。竖井与正洞垂直，要实现从矩形断面向圆形断面、从小断面向大断面、垂直方向向水平方向施工的转变，其工序转换复杂；且过渡段结构形式及支护参数的转变复杂、过渡段围岩受力变形条件复杂。（3）施工条件困难。竖井井深51.03m，出碴运料仅能依靠井口的提升设备；另受井身空间限制，无法使用大型机械设备，只能采用人工及小型机具，施工条件困难。3、施工技术方案3.1 总体施工技术方案根据设计3#竖井C-C段为进入正洞过渡段施工（见图1），此段隧道正洞采用三台阶法施工，当竖井开挖至正洞三台阶法开挖的上台阶底标高处时，在正洞开挖轮廓线范围以外按设计施做超前支护，然后分别向进、出口方向开挖上台阶并施作初期支护。当上台阶断面开挖3040m后，开挖竖井至正洞中台阶底标高处，施做超前支护后向进、出口方向开挖，与上台阶距离控制在2030m，形成正常开挖工作面以后，再开挖竖井落底至设计标高，最后开挖下台阶。3.2 关键工序及技术要求竖井井身采用明挖逆筑法施工，围护结构采用喷锚支护型式，锚杆和初期支护中的格栅钢架每0.75m一环，每4.5m为一节段，做完一节段初期支护后，现浇该节段的内衬结构，按此循环至隧底。但过渡段施工需做到分步开挖，步步为营并及时做好支护，其主要步序及控制要点为：第一步:竖井开挖至正洞上台阶底（标高-7.97m）处，除正洞及导向墙预留孔外，先施作竖井井身25cm厚初期支护，然后施作1.0m*1.0m洞口导向墙，洞口导向墙施工采用组合钢模板及木模板，砼采用C25砼，砼一次浇筑成型，然后施作洞口108管棚，管棚长40m，共47根。管棚完成后施工上台阶段竖井井身二衬，该段高度5.926m。洞口40m长管棚及竖井上台阶段井身二衬完成后，在竖井与正洞交界处打设长8m的20mm玻璃纤维锚杆，锚杆间距：0.75m*1m(竖*横)，分进口和出口分别施工。图2（一）。第二步：玻璃纤维锚杆完成后分别向进、出口方向开挖上台阶，当正洞上台阶开挖面距离竖井3035m时，开始开挖中台阶。图2（二）。第三步：开挖竖井井身到中台阶底（标高-11.67m），开挖高度3.7m，并完成竖井井身中台阶段初期支护。图2（三）。第四步：在开挖正洞中台阶的过程中施作竖井井身中台阶段二衬3.7m，上、中台阶控制的开挖距离为20m，正洞中台阶开挖面距离竖井3035m时，开始开挖下台阶。图2（四）。第五步：开挖竖井井身到下台阶底（标高-15.45m），高度3.78m，完成竖井井身下台阶初期支护。图2（五）。第六步：在开挖正洞下台阶的过程中施作竖井井身下台阶段二衬3.78m，正洞下台阶开挖面距离竖井3035m时，施作竖井井身剩余2.75m初期支护及二衬，并完成竖井底板混凝土。为保证施工中机械设备及出碴方便上、中、下台阶的台阶长度控制在1520m。施工中开挖采用松动爆破，人工风镐修整断面，龙门吊配碴斗吊运出碴。图2（六）。4、辅助施工措施4.1 竖井陀螺定向控制测量方案竖井井深较大，井口小，施工长度大，竖井进入正洞中线测量先采用激光投点器投点，并确定洞口位置，标高采用精密水平仪配合50米钢卷尺测量。在进入正洞开挖后采用铅锤仪、陀螺经纬仪联合定向法进行竖井联系测量。3竖井往武汉方向开挖长度约969米，往广州方向开挖长度约496米，故在开挖至100米、300400米及贯通前各进行一次竖井联系测量（共进行不少于3次竖井联系测量），以确保隧道的顺利贯通。4.2 竖井内集碴坑及集水坑的设置竖井内集碴坑设置在底板右侧小里程端，基坑高2.3m，宽2.5m，长3.5m，共设置1个，在集碴坑四周设置水沟并在底部设小集水坑。大集水坑设置在竖井左侧小里程端，集水坑几何尺寸为：2.5m*2m*1.5m。集碴坑及集水坑同底板混凝土一同施工，竖井底板混凝土向出口方向设置为上坡且四周设置水沟，保证洞内积水汇入大集水坑。4.3 监控量测根据竖井周边环境及其自身施工特点，在施工过程中采用的监测项目见表1。表1 现场监测主要项目及方法序号 监测项目 方法及仪器 测点布置 测量频率变形速度（mm/d） 量测频率1 地层及支护情况观察 现场观察及地质素描 每次开挖后进行 每次开挖后进行3 地表沉降 精密水准仪 沿竖井开挖方向及井周布置 0.20.5 1次/3d0.2 1次/7d4 净空收敛 JSS30A数显收敛计 井身及正洞 0.20.5 1次/3d0.2 1次/7d通过监控量测发现，地表最大累计沉降为12.3mm，最小累计沉降值10.1mm，过渡段竖井井身收敛最大值为15.5mm，正洞入洞口处收敛变形最大达18.2mm。竖井井身整体性良好，竖向变形正常，由于竖井向正洞开挖后，矢跨比发生变化，结构发生转换，而造成洞口处应力变形集中。4.4 超前支护及预加固（1）超前支护。在进行正洞开挖前，按照设计要求，采用长管棚超前支护，环向间距40cm，上台阶开挖成形前，及时按设计施作超前支护。洞内管棚施工，空间小，施作困难，施钻时采用2台KR80412-3钻机钻孔（可机械定向），钻机同时作业，间隔钻孔，成孔后及时顶管，防止孔口变形后孔内掉碴造成顶管困难。为加固隧道周边围岩，控制地表下沉，充填钢管周边空隙，对每根钢管进行注浆，注浆结束后用M30水泥砂浆填充。（2）掌子面超前预加固过渡段围岩受力条件复杂，为保证开挖后正洞掌子面围岩稳定，在拱顶施作完管棚超前支护后，对掌子面施作8m长20mm玻璃纤维锚杆，锚杆间距：0.75m*1m(竖*横)，整个掌子面打设共40根。5、结束语过渡段由于结构型式、支护参数发生变化，特别是在竖井进入正洞的“马头门”开挖时岩体出现两面凌空，局部出现应力、变形集中，应合理把握施作时机及支护强度。施工中应严格按照“管超前、严注浆、强支护、短进尺、勤量测”的原则组织施工，根据围