横通道挑顶施工

横通道挑顶施工方案

一、工程概况

广大铁路重点控制工程普棚一号隧道位于云南省楚雄州南华县至祥云县境内，为加快施工进度，满足工期，解决通风、排水及防灾救援需求，设臵横通道及放在救援通道连接正洞与平行导坑。

二、水文地质条件

2.1地形地貌

隧道属构造剥蚀，侵蚀低中山地貌，地表植被发育。

2.2 地层岩性

隧区上覆第四系残积粉质黏土，下伏基岩为侏罗系泥岩，砂岩，泥灰岩，局部地段有黑云母闪长岩不规则侵入。隧道穿越地层岩体节理裂隙叫发育，较破碎，风化强烈，完整性较差。

2.3水文地质特征

地表季节性沟水，地下水主要为基岩裂隙水，。

2.4气象特征

隧道所在区域常年温度较高，日夜温差小，极端气温变幅不大。

三、横通道开挖

3.1. 横通道位臵选定

1、鉴于平导IV级围岩没有衬砌，充分考虑横通道与正洞相交时横通道位于正洞一板衬砌之间（以第一个横通道为例），横通道中线与平导中线相交里程为PDK78+970.615，与正洞左线相交里程为DK78+987.935。此时，横通道中线与平导边墙交点里程为PDK+972.26，，与正洞边墙交点里程为DK78+985.37，恒通道长7.34m，DK78+985.37这一里程为正洞衬砌施工至此段时一板衬砌中心里程，

横通道平面图

2、选择横通道开挖位臵时，尽量选择围岩较好及围岩整体性较好地段。

3.2横通道施工前准备工作

3.2.1支护拱架加工

经计算，恒通道与正洞及平导相交处，衬砌内轮廓宽度变化由590cm到510cm，长度为左侧65.01cm，右侧360cm，故做三榀异形拱架，拱架半径从大到小分别为338cm、316cm、303cm，第四榀为正常段拱架，半径为298cm。对应拱架尺寸如下图所示：

第一榀

横通道拱架支护示意图

3.2.2正洞及平导施工时横通道口的预留

正洞施工到横通道口里程时,在正洞横通道口一侧,测量放出横

通道与正洞相交的断面轮廓,用红油漆标出。由于正洞是三台阶开挖，该轮廓也是分台阶、随着正洞的开挖逐步放样。对横通道轮廓内的正洞支护参数进行适当调整:钢拱架、纵向连接钢筋正常施做,不做锚杆,不挂网,初喷混凝土5 cm。预留的横通道口采用套拱法施工。先将横通道轮廓内的拱架用氧焊割除,再把横通道口一号钢拱架架立到位,

使正洞位于横通道上方的拱架坐在1号钢拱架上,焊接牢固。1号钢拱架的架立要注意:由于正洞为弧形边墙, 1号钢拱架的直墙要取正洞边墙的最宽点垂直架立, 1号钢拱架拱部沿最宽点高程以上的正洞支护自然顺接,这样可以保证正洞净空和整体受力。把1号钢拱架和其四周原正洞拱架焊接牢固,并用间距50 cm的φ22连接钢筋加固。紧贴横通道1号钢拱架外侧施做超前小导管或超前锚杆,并和1号钢拱架焊接牢固。采用φ42钢管或φ22钢筋,间距≤30 cm,长度350 m。然后挂网喷混凝土,使1号钢拱架和正洞的支护成为一个整体。

平导施工到横通道里程时,由于平导与横通道拱顶高程一致，所以在平导过恒通道段采用异形拱架，以方便留出横通道口，异形拱架如下图

平导过横通道支护拱架示意图

在平导过横通道段，对横通道轮廓内的平导右侧直墙支护参数进

行适当调整:钢拱架、纵向连接钢筋、锚杆正常施做,不挂网,初喷混凝土5 cm。预留的横通道口在平导全部施工过后，拆除平导右侧直腿，架立门架及第一榀拱架，打设锁脚锚杆，并及时喷锚支护，门架与第一榀拱架间以50cm间距焊接I16工字钢，使门架与第一榀拱架牢固联结。紧贴横通道1号钢拱架外侧施做超前小导管或超前锚杆,并和1号钢拱架焊接牢固。采用φ42钢管或φ22钢筋,间距≤30 cm,长度350 m。然后挂网喷混凝土,使1号钢拱架、门架和平导的支护成为一个整体。

3.3横通道开挖

横通道的开挖分一般段和通道口段,这里重点介绍通道口段的施工。横通道口的开挖时间选在正洞下导开挖过去横通道口5～15 m,

和正洞一起进行钻眼、爆破、扒碴、出碴、支护等。太近则正洞边墙支护还不到位,安全不能保证;太远则横通道爆破与正洞的开挖、出碴、仰拱等施工干扰较大。

3.3.1测量放样

开挖前,测量放出横通道的中心方向线,利于工人控制钻眼方向。开挖轮廓利用1号钢拱架轮廓控制。

3.3.2进尺控制

横通道口段分三个循环开挖,每个循环架立1榀,拱架间距根据图(横通道拱架支护示意图)调整,连续三榀间距左侧51.67cm，右侧150cm。依次将2号、3号及正常段第一榀拱架架立到位,横通道一般段的开挖为每个循环进尺240 cm架立2榀正常段拱架。

3.3.3爆破开挖

横通道采用上下台阶法施工。要根据测量放样和进尺控制来定钻眼的角度和深度,严格控制超欠挖。考虑到通道口与正洞相交处受力复杂,容易塌方,要采用控制爆破,减少对通道口围岩的扰动。

3.3.4出碴

横通道口段采用HITACHI-200挖掘机扒碴,一般段采用柳工50装载机运碴至正洞,然后由HITACHI-200装碴,自卸车出碴。横通道出碴的时间安排在正洞出碴后、爆破前进行,以减少与正洞施工的干扰。

四、横通道支护

钻爆开挖后,及时施做初期支护,重点为横通道口上导拱架的架立。

(1)先把拱部3根拱架螺栓连接,立起拱架,使拱架中线对齐横通道中

线。

(2)按进尺控制的要求,控制两侧拱架间距。

(3)拱架法线方向的控制。由于与正洞斜交,必须现场测量,严格控制

初支拱架的通道宽度。

(4)通过吊垂线控制拱架的垂直度。

然后施做锚、网、喷联合支护。

五、横通道衬砌

横通道衬砌采用小型钢模板施工,正洞采用10.5m长全断面液压台车的正洞衬砌施工。正洞衬砌施工在横通道口附近适当调整,使正洞衬砌施工缝错开横通道位臵。

六、结语

斜交横通道与正洞交叉口受力复杂,开挖前预留1号钢拱架;开挖时控制弱爆破;开挖后及时支护。因受横通道口斜交的影响,通道口段开挖和衬砌时要严格控制净宽,避免超欠挖,必须做好开挖支护施工前的放样和施工后的复测。以正洞施工为主,横通道施工为辅,将横通道的施工合理地穿插在正洞施工中,协调好正洞和横通道两工作面的爆破、出碴、支护、衬砌等,尽量减小横通道对正洞的施工干扰。