某隧道斜井进入正洞挑顶法施工技术.doc

.某隧道斜井进入正洞挑顶法施工技术1、 工程概况及施工方案的选择某隧道全长6677公里，中分别在D1K17+000和D1K18+200里程设1#和2#两座斜井。其中1#斜井井身与正洞正交，2#井身与正洞斜交45度，且井身为反坡，坡度9.26，全长280米，施工难度大，最具代表性。与正洞连接处围岩为级白云岩，裂隙发育，较破碎。由于井身中线与正洞中线成斜交45度，斜井井身宽6m，井底与正洞交接处宽8.48m考虑机械交通行驶及转弯有效宽度，无需再向两侧扩宽成喇叭口，只需直接施作到正洞洞身，后沿正洞中线方向向大小里程分别挑顶开挖形成正洞开挖断面。同时考虑此处为三岔口处，受力最为薄弱，在井身施工到正洞后，向大小里程挑顶开挖过程中，采用“短进尺，弱爆破，强支护”手段，并形成上下台阶向前施工。2、 施工工艺2.1 开挖工艺 由于交叉口处为级白云岩，岩质较硬，自稳性姣好，所以采用先开下导小洞，再压顶，同时保留上下台阶的开挖方法。2.1.1 施工测量放线 当施工到井底时，由技术人员现场测量放线确定井底与洞身交接位置AB，确定出b方向，使开挖沿b方向开挖，如图2.1。当沿b方向开挖到一定尺寸后，测量放出正洞洞身中线及正洞洞身断面轮廓线，使b方向继续向前开挖时好确定各炮眼深度，使得开挖时不会使正洞洞身线左形成大的超挖或欠挖，如图2.2。同时在向大小里程扩正洞断面时形成正洞开挖轮廓。2.1.2 “正反向挑顶” 当沿b方向施工到正洞洞身线右AB轮廓线时，即在正洞形成如图2.3和2.4断面。分以下步骤开挖： （1）由于井身向大里程方向为顺角方向，便于机械等进出，故先沿大里程方向，由1部向2部开挖出下导洞，形成继续开挖2部上导顶部的爆破临空面，然后再对2部上导顶钻凿压顶爆破炮眼，放压顶炮对2部进行压顶爆破开挖。如此循环施作，逐步形成向大里程开挖的正洞断面轮廓。由于是受力薄弱段，向2部压顶爆破开挖成功，形成正洞开挖轮廓断面后，继续开挖2部上导，形成向大里程开挖的上下台阶，进行上下台阶开挖，台阶长58m。同时2部的下台阶也为反向向3部施作压顶时提供了开挖工作平台。（2）2部上下台阶形成后反向对3部进行压顶爆破开挖，1部和已开挖的2部上断面为3部的压顶爆破提供足够的临空面。3部压顶的落渣在已开挖的1部，保留这部分渣子在1部，形成在1部的下导台阶，为继续对3部进行向小里程的压顶爆破开挖提供下台阶平台。但在先前对2部开挖时，要及时清除1部的落渣，方便施工机械和开挖台架的进出。（3）对3部压顶施工完成后到4部已基本形成向小里程方向开挖施工的正洞洞身上断面。后继续向小里程4部进行上导开挖，形成向小里程开挖的上下导台阶，台阶长58m。在此开挖过程中不断清除1部的落渣，方便施工机械和开挖台架的进出。（4）完成正洞上导台阶的开挖支护后，清除1部堆渣，逐榀完成1部线右下导支护，再先向大里程进行下导开挖，原因是向大里程顺角，方便机械出渣和施工，形成足够的开挖工作空间后，再反向向小里程方向开挖下导。（5）由于井身与洞身斜交45度，对于整体式开挖台架由井身通过1部进入洞身比较困难，同时压顶施工时，工作空间很小，整体式开挖台架不适合使用，采用拼装式脚手架，便于进出洞身。2.1.3 开挖进尺 开挖进尺遵循“短进尺、弱爆破”的原则。每次开挖下导洞的循环进尺2.0m，压顶开挖1.5m。并采用周边眼用导爆素光面爆破，减少对周边原岩的扰动，不形成应力集中点。同时人工风镐修边配合。2.2 钻爆工艺由于采用先开下导小洞，再进行上导压顶，故对此两步爆破方式和爆破参数选择尤为重要，有助减小对原岩的扰动，节省炸药。2.2.1 小导坑钻爆工艺 当井身开挖到AB轮廓线后，转为沿b方向钻爆掘进，开挖尺寸为8.486.49m。爆破工艺采用如下：掏槽眼采用级上下垂直楔形掏槽，掏槽眼上下间距60，级掏槽水平间距0.86m,掏槽眼深0.86m,级掏槽眼水平间距1.26m,眼深1.49m,级掏槽眼水平间距1.66m,眼深2.13m，角度分别为级60度、级65度、级70度，如图2.5所示。2.2.2周边眼沿开挖轮廓线布置，间距40，周边眼最小抵抗线60，眼深2.0m。辅助眼布置在周边眼与掏槽眼之间，布置两环，环向间距分别为70、80，眼深2.0m。炮眼布置如图2.6所示。2.2.2 压顶钻爆工艺 当完成小导坑开挖后就为上导的顶部的压顶爆破提供了临空面。一般情况下，正常洞身掘进时，爆破的临空面为垂直的掌子面；而进行压顶爆破时的临空面就相当于将掌子面旋转90度而成的水平面。当临空面为垂直的掌子面时，采用楔形或直眼掏槽眼进行掏槽；相应，当临空面为水平面时，采用“扇形”掏槽眼进行压顶。其炮眼布置如图2.7所示，起爆顺序由1至4。其压顶可能要经过多次才能彻底完成，形成正洞洞顶轮廓，并需人工风镐修整配合。2.3 支护工艺 整个交叉口处支护采用喷锚支护，并采用拱架加强。2.3.1 井底支护 当井身开挖进入正洞洞身，形成AB轮廓后，及时施作井底AB处支护。由于正洞洞身此段线左支护重量完全由井底AB处支护承担，故在AB处施作18#工子钢拱架进行加强支护，并反向向井身方向采用格栅钢架加强支护，其余支护参数如表2.1：同时由于AB处支护即为井底支护，又不能侵入正洞洞身衬砌，故施作AB处井底支护钢架时，现场跟踪测量放线，使AB钢架刚好与正洞洞身开挖轮廓线相切，如图2.8。2.3.2 临时支护 完成井底支护后，在沿方向向正洞1部开挖时，每开挖完成后及时初喷35厚喷射C20砼封闭围岩，形成临时支护，待稳定后继续向前开挖。在完成1部开挖后，由1部向2部下导洞开挖和对2部压顶，再由2部向3部压顶及由3部向4部开挖上导的每一循环，都及时初喷35厚喷射C20砼封闭围岩，形成临时支护。2.3.3 正洞洞身初支 虽然此处为级白云岩，但由于此段不仅受力薄弱，而且到正洞施工的最后才能完成衬砌，故先采用格栅钢架加强支护。支护方法由开挖方法确定为上下导支护，具体步骤如下：（1）1部向2部施工开挖形成上导台阶后，及时施作上导格栅钢架，支护参数如表2.2：（2）当向3部反向压顶时，每完成一循环及时施作上导格栅钢架。该拱架为异型架，线左连接在井底AB处钢拱架上，采用钢板夹焊，线右落在下台阶上，采用22a槽钢垫实，如图2.9，其余支护参数如表2.3：（3）完成向大小里程的上导支护后，清除1部堆渣，逐榀完成1部线右下导支护。再先向2部下导开挖并完成支护，后再反向完成4部下导开挖和支护。3、安全措施在有井身进入正洞洞身挑顶施工过程中要求加强现场指挥力量，现场专人指挥，同时要求严格按照设计和施工方案要求进行，在井身支护完成后方可向正洞掘进。在挑顶开挖过程中，严格遵循“短进尺、弱爆破、强支护”原则，开挖后及时施作C20喷射砼，形成临时支护。同时在开挖施工过程中，采用加长炮眼超前探测前方围岩，以便及时调整施工方法。3、 结语通过对某隧道2#斜井采用挑顶法