大断面黄土隧道斜井进正洞施工工艺

1、大断面黄土隧道斜井进正洞施工工艺 1 工程概况 巩义隧道起讫里程 DK63+332- DK66+70Q全长3368m,为客 运专线双线长大隧道。隧道斜井设于DK65+450线路前进方向右 侧，与正洞夹角 45。斜井与正洞相交段下穿市政道路紫荆山 南路，该道路为一新建道路，此处为高填方路基。交叉段地质情 况为第四系地层砂质新黄土，土质疏松，含水量大，最浅处距隧 道洞顶仅 12米（沟底距洞顶），并且路面上车流量大，多为重 型车辆，对隧道产生很大的震动力，增加了施工难度。斜井、正 洞与市政道路相交平面位置见图1。 图 1 巩义隧道斜井、正洞与紫荆南路相交平面布置图 2 施工工艺 2.1 斜井与正洞交

2、叉口加固工艺 考虑到正洞与斜井相交处受力复杂， 应力集中， 当斜井开挖 至此处时，沿正洞方向设置由 I25a 型钢钢架组成的门架，为正 洞拱架提供一个稳固的支撑。门架由托梁和立柱组成，托梁由 3 榀 I25a 型钢钢架并列组成，托梁牢固焊接于立柱支撑上，立柱 每侧由 3 榀 I25a 型钢钢架并列组成，托梁与斜井钢架间空隙设 置I 14型钢钢架立柱，立柱上下端均牢固焊接并在空隙处喷射 C25砼回填密实。 详见图 2、3 图 2 斜井进入正洞立面图 图 3 门架安装示意图 2.2 小导洞施工工艺 在相交处门架施工完毕后， 采用人工开挖爬坡小导洞的方法 挑顶进入正洞施工（如图 4）。小导洞采用风镐

3、开挖，这样可以 减少围岩扰动，保证扩挖段的施工安全。小导洞尺寸为2mK 2m （见图 5），垂直于正洞中线施作，并采用 I18 工字钢棚架进行 临时支护。棚架间距采用 1m /榀，纵向棚架间采用 巾22钢筋焊 接为整体的临时支护体系， 底部用锁脚锚杆固定。 棚架尺寸可根 据围岩稳定状态适时调整。 图4爬坡小导洞及CRD法开挖工序示意图图5小导洞工字钢 棚架示意图 2.3 斜井进正洞施工工艺 小导洞开挖开挖完毕后，进行正洞的施工，正洞采取CRC法 （交叉中隔壁法） 分六部开挖。 首先向正洞西安方向对小导洞进 行扩挖，扩挖1.8m，即3榀正洞钢架的间距，扩挖的部分直接 将正洞部拱顶挖到位，施工部拱

4、部的初期支护，即初喷4?M 厚混凝土，再架立正洞I25型钢钢架（间距0.6m/榀），并复喷 至35cm厚，同时施作中隔壁118临时型钢钢架（间距 0.6m/榀） 支撑，钻设锁脚锚管，详见图 6。 与西安方向的方法相同扩挖郑州方向的土体。 然后分榀拆除 临时棚架，同时将棚架上方的土体扩挖到位。拆除完棚架后，同 上施作部拱部的初期支护。然后开挖部下部未开挖的土体， 接长中隔壁临时支护钢架，并及时施作CRD工法部118型钢钢 架横撑，使部的初期支护封闭成环。接着分别向郑州、西安方 向继续进行部开挖，循环进尺控制在0.6m，并及时施作导坑 周边的初期支护及临时支护： 初喷4?M厚混凝土，架立正洞钢架

5、（0.6m/榀）及中隔壁I18临时钢架，安装巾42锁脚锚管及横撑 I18临时钢架，使之圭寸闭成环，最后复喷混凝土至35?M厚。 部向郑州和西安方向开挖距离都大于斜井宽度2m后，停止开挖， 并喷8?M厚混凝土封闭掌子面。在掌子面处的中隔壁临时钢架上 各预留23榀不喷混凝土，作为以后进入部开挖的门架（如 图7所示）。同时在部拱部及时施作 T60管棚，长度为12m 环向间距为40?M外仰角35,每安装一根及时注浆锚固。 图 6 斜井喇叭口段钢架拼装图 图 7中隔壁门架结构示意图 正洞部直接于斜井处滞后部 2m开挖，采用人工配合小 型机械开挖的方法分别向郑州和西安方向开挖。 每循环进尺控制 在0.6m

6、，并及时施作部导坑周围的临时支护，部开挖至两 侧斜井宽度时停止开挖， 并将部导坑掌子面修成斜坡， 这样即 有利于施工人员施工方便， 顺利进入部作业， 也为部开挖时 弃碴提供清理场所。 部开挖由部中隔壁预留门架进入， 从郑州和西安方向同 时进入部开挖，如图8所示，进入部同样采用小导洞法施工， 小导洞沿部拱部开挖至部底部，开挖小导洞用人工风镐开 挖，开挖过程中，同时进行拱顶初期支护，小导洞施工完毕后方 可由郑州、西安方向同时向中间扩挖中心土，直至贯通，每循环 进尺控制在0.6m，并及时施作初期支护。 图8部开挖示意图图9部开挖示意图 在DK65+450处开同样大小的门架，如图 9所示，由部进 入部

7、开挖，进入部后同时向西安和郑州两个方向进行开挖， 循环进尺保持在0.6m，并及时施作初期支护。 在以上施工完毕后进行部、 部的开挖， 两部间距保持在 23m为宜，部、部可采用小型挖掘机进行开挖施工，以加 快施工进度，及时封闭成环。在开挖部、部的过程中，及时 接长中隔壁钢架， 迅速使初期支护封闭成环。 每循环进尺挖制在 0.6m左右，成环长度至3m左右时施作仰拱，以增加洞体钢架的 整体稳定性。 2.4 辅助施工措施 为增加隧道洞内整体刚度，采取打设T60管棚的方法进行超 前支护。管棚长度为12m 一环，两环之间的搭接长度不小于 2m 管棚体采用T60自钻式注浆钻进锚杆，钻进、安装、注浆和锚固 同

8、时进行，每节杆体长 4m,杆段之间采用连接套相连，在拱顶 140的范围内打设，环向间距40?M每环45根，外插角35。 3 监控量测措施 现场监控量测是隧道施工管理的重要组成部分。隧道开挖 时，加强对洞顶路面的沉降与及洞外水平净空收敛监测， 随时掌 握监控点的变化情况，监控每一施工步骤对周围环境、围岩、支 护结构的影响，并据此预报险情，指导安全施工。 挑顶施工前，在正洞及斜井开挖断面对应地表按间距5m共 布置了五个主要沉降监控量测点，见图10。每天进行两次测量， 在取得监测数据后，及时整理分析监测数据。结合围岩、支护受 力及变形情况，进行分析判断，将实测值与允许值进行比较，及 时绘制水平相对净

9、空变化时态曲线、 拱顶下沉时态曲线、 净空水 平收敛与距开挖工作面关系图、拱顶下沉与距开挖工作面关系 图，预测变形发展趋向及围岩和隧道结构的安全状况。 公路路面沉降观测点平面布置示意图见图 11，路面主要沉 降监控点变化规律曲线见图 12。由主要受控点的沉降情况可以 看出，斜井喇叭口段即桩号 XDKO+OO0及桩号XDK0+005受偏压 及道路自身沉降的应力集中作用，沉降分别达83mm和80mm 图 10 洞内观测点、收敛点布置图图 11 公路路面沉降观测 点平面布置示意图图 图 12 洞顶路面主要监控点沉降曲线图 4 施工注意事项 初期支护及时成环封闭，仰拱紧跟。 考虑到交叉处顶部为高填方的市政道路，因此隧道开挖 时预留了 20cm的沉降量，确保此处二次衬砌的厚度。 重视CRM临时支撑体系和各钢架的锁脚锚杆的施工质 量。 5 结束语 大断面暗挖黄土隧道在特殊地层、 特殊地段下的斜井进正洞 挑顶施工， 要面对湿陷性黄土土质疏松、 含水量大、 自稳能力差、 易坍塌的危险以及承载力低、 蠕变时间长， 造成地面沉降明显等 种种不利条件，