浅谈长大隧道斜井三岔口施工技术

浅谈长大隧道斜井三岔口施工技术

作者：冯存志

来源：《城市建设理论研究》2013年第07期

摘要：斜井进入正洞三岔口处受力条件复杂、工序转换多，施工难度较大。本文以某工程实例为例介绍长大隧道斜井进入正洞施工的方案、主要施工工法以及监测、排水、安全等施工需注意要点，与隧道施工的同仁们共享。

关键词：长大隧道；斜井三岔口；安全；监测；排水

Abstract: the slope into the positive hole SanChaKou complicated stress conditions, process, construction is difficult. This article brought up with a project example as an example to introduce the tunnel slope into positive hole of construction plan, main construction methods and monitoring points, should pay attention to construction, drainage, security and other Shared with colleagues in tunnel construction.

Key words: grew up in the tunnel; Slope SanChaKou; Safety; Monitoring; drainage.

中图分类号：U453.1文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）

前言

为了有效缩短长大隧道施工工期，实现“长隧短打”的理念，设置斜井进入正洞施工成为其中的一种重要施工方法。斜井与正洞交叉口，施工复杂，临空面大，围岩容易失稳坍塌。另外，斜井作为正洞施工的唯一通道，洞内交通运输繁忙，交叉口成为斜井进入正洞施工运输的“瓶颈”。因此，斜井与正洞交叉口合理设置、安全施工是斜井进入正洞安全、快速施工的关键。

一、三岔口施工方案

斜井与正洞联接方式

根据工程特点，结合以往施工经验，斜井与正洞采取双联方

式进洞，使斜井底部两交叉口形成循环通道，解决井底交叉口为洞内交通运输“瓶颈”的难题，提高洞内运输能力，缩短工程工期。

斜井双联段与正洞夹角均为600，两交叉口净距38m(注：计划模板台车长度12m，正好施工3组台车，两端各留1m搭接)，双联段断面与斜井井身断面一致。双联段支护参数也与井身参数一致，初期支护参数为：

锚杆间距为1.2m×1.2m，锚杆采用φ22钢筋，锚杆长度为2.5m；喷射混凝土采用C20砼，喷层厚度为15cm。根据地质情况，遇到围岩较差时，设Ⅰ12.6拱架，拱架间距为1榀

/m。详见图1。

图1斜井与正洞联连接平面图

斜井与正洞交叉口5m范围内加强初期支护，采用立Ⅰ16异形钢架，共计9榀，增强交叉口地段初支受力状态。在斜井与正洞连接处，正洞一侧采用型钢门架来支撑正洞上部拱架，立柱采用Ⅰ25工字钢，每边3榀，钢架间距为1m。横梁采用一根Ⅰ30型钢，立柱与横梁采用螺栓连接。在施工过程中，必须按照设计图纸位置安设，保证立柱、横梁位置准确。采用φ22锁脚锚杆，分别与立柱和横梁焊接牢固，锚杆长度为3m，施工过程中，必须保证锚杆施工质量，防止因施工不当导致横梁下沉，引起安全和质量事故。具体详见图2、3所示。

图2斜井与正洞联连接平面图

图3斜井与正洞联连接处门架示意图

三岔口处施工横通道布置方案

将距斜井口前后最近的施工横通道位置调整至斜井交叉口处，施工横通道与正洞交角同斜井与正洞交角一致。此处施工横通道断面采用斜井单车道断面，断面净宽为5.2m,支护参数参见《关角隧道横通道支护参数表》。以便于横通道顶部安装通风管。详见图4。

图4斜井底施工横通道平面图

图5斜井底施工横通道断面

3、斜井进入正洞施工方案

以斜井断面直接进入Ⅱ线正洞，并继续向前开挖完成施工横通道。然后返回进行Ⅱ线正洞交叉口扩挖施工。Ⅱ线正常进入正洞开挖后，在开挖Ⅱ线正洞同时，开始进行Ⅰ线正洞交叉口开挖。

斜井口或施工横通道口5米范围内及正洞交叉口段采取加强支护措施，设Ⅰ16型钢拱架，拱脚、拱腰及上下台阶连接处设置φ32锁脚锚管，锁脚锚管长3m，喷射混凝土厚度

20cm。

井底水仓设置

在斜井底Ⅱ线两斜井交叉口之间的仰拱内设置水仓，水仓尺寸8m×4m×2m（长×宽×深），容积64立方米，上部用栈桥跨过，在隧道侧墙增设洞室作为抽水机房，洞室尺寸

3m×2.5m×2m（宽×高×深），顺坡地段利用水沟将水排至水仓内，反坡地段采用水泵将水抽至水仓内。详见图7、图8。

图7井底水仓位置平面图

图8井底水仓剖面图

井底车场及设备洞室设置

将正洞Ⅱ线两斜井叉口之间位置作为井底停车场，开挖完成后及时衬砌。将正洞Ⅰ线两横通道叉口之间位置作为变压器、及空压机安放位置，正洞向前掘进长度超前1000米以后，将变压器及空压机移至前方横通道内。详见图9 。

图9井底车场、变压器及空压机房布置图

主要施工方法

斜井进入Ⅱ线施工方法

①斜井先以导洞进入Ⅱ线正洞施工，导坑断面尺寸与斜井断面尺寸一致，支护参数为：Ⅰ16型钢钢架，间距1榀/m,φ22锚杆，长度3m，间距1.2×1.2m，梅花型布置；φ8钢筋网，网格间距0.2×0.2m；喷射C25砼，厚度2 3cm。

②在Ⅱ线正洞导坑施工时，导坑拱顶标高在正洞开挖轮廓线以外，以便于正洞交叉口拱架架设，考虑到围岩变形量较大，实际开挖尺寸比设计拱顶标高提高10~12cm。开挖进尺严格控制在0.5~1m以内，施工中做到边开挖边支护。

③待导坑通过Ⅱ线正洞段后，直接进入施工横通道施工，施工横通道施工至与Ⅰ线交叉口段时，停止向前施工，返回进行Ⅱ线正洞交叉口段扩挖。

④Ⅱ线正洞交叉口段扩挖时，先用拱架加固拱部，然后先向西宁方向开挖，采用台阶法开挖，先开挖上台阶，边开挖边支护，开挖时遇到对正洞断面净空有影響的导洞钢架进行拆除，开挖长度达到15~20m后，再以相同方法向格尔木方向开挖正洞。

⑤在上台阶开挖后，作业面允许情况及时进行下台阶施工，正洞落底后要及时进行正洞仰拱施工，以便初期支护与仰拱尽早成环，确保施工安全。

图6正洞施工示意图

施工横通道进入Ⅰ线施工方法

①Ⅰ线正洞交叉口开挖时，采取台阶进入正洞，与正洞正交进入，宽度为4.5m，横通道口段采用异型拱架进行过渡后，临时拱架与正洞中线平行，间距为50cm，在横通道口正洞大跨处开始向上开挖，采用边向上挑口边进行钢架锚喷支护，开口宽度按4.5m进行开挖，进尺按1.0m进行控制。

②开挖后及时架立横向及直立工字钢，横向I16的工字钢，沿隧道正洞方向进行布置，横向工字钢位于正洞开挖轮廓线外侧，并考虑12cm的预留变形量。两侧采用I16工字钢架立与横向工字钢焊接牢固，并采用定位锚杆将直立工字钢锁在边墙上，以保证直立工字钢的刚度及受力的稳定性，并及时将拱部喷砼封闭。