公路隧道斜井与正洞交叉口施工方法

科学之友　Ｆｒｉｅｎｄ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ａｍａｔｅｕｒｓ　２０１０年１１月　公路隧道斜井与正洞交叉口施工方法　程高峰　（山西路桥第二ｌ　程有限公司，山西摘临汾０４１０００）　要：文章介绍了国内几种常用的交叉口挑顶施工方法，并对各种方法的优缺点进行　了归纳，指出了各自适用的范围。　关键词：公路；隧道；斜井；交叉口施工　中图分类号：Ｕ４５９．２　文献标识码：Ａ　１隧道发展状况　我国公路隧道修筑技术已有长足的发展，对同岩动态量测　反馈分析技术、组合式通风技术、运营交通简易监控技术、新型　防水、排水、堵水技术、同岩稳定技术、支护及衬砌结构技术等都　有许多成功实例，其中大部分成果已处于周内领先水平，还有一　些成果已达到围际先进水平。在大规模的建设过程中，国内隧道　建设也暴露出一些不足。首先是规范落后于现实。公路中的许多　规范已经陈旧，编写规范的人多属脱离现场较长，深刻了解内在　规律的人不多，理论不结合实际的多，因此不要急于编规范。中　国之大，隧道地处情况之复杂，变化很大，用一本规范是打不了　天下的，所以，要看清目前规范的水平小高，小要急于功利，要在　发展中去总结，有量的积累，才能有质的提高，才能有好的规范　产生，当前，国家要求各行各业，每５年必须修改规范的原因也　在于此。重视隧道动态设计、动态施二ｒ。重视隧道设计前的水文　地质调查、勘测的预设计（初步设计）工作，必须进行施工中的地　质超前预提及变位量测１＿作，及时进行信息化反馈施工设计。这　种动态设计、动态施工、动态管理是符合地下Ｔ程不确定性客观　规律的，是克服施工中不确定性因素的重要手段，是确保安全、　可靠、适用、优质建成工程的关键。　２斜井的重要意义　一般隧道的长度越大，　期越紧，若单独从两头掘进，必然　受只有２个掌子面的施工场而的限制而无法完成任务。假设一　条１０　ｋｍ的隧道，采用两头掘进的方式施Ｔ，丁期假定３年（现　在一般工程的　】　期３年的也很少了）。而一个掌子面的施Ｊ　进度　按１３０　ｍ／月算，３６个月后只能完成４　６８０　ｎｌ，而且还有后续的仰　拱、填充、二衬、电缆沟、路而、附属等工序，必然无法在规定工期　内完成施工任务。若在隧道中部增加１个斜井，掌子面将增加２　个，工期就将近减短１／２，便能轻松完成任务。这就是斜井的重要　意义　３交叉口施工方法的重要意义　（１）交叉口施　ｒ有以下特点：与　洞交接处跨度火；形状不　规则；断而小；比较危险；施工时间较长，进度慢。　（２）根据以上特点，我们首先要控制的是施Ｌ安令，如果安　全上出了问题，就有可能造成人员的伤　、企业的损失、工期的　耽误、成本的增加等不可避免的麻烦。如果在保证安全的前提　一５Ｏ一　文章编号：１０００—８１３６（２０１０）３２—００５０—０２　下，我们主要的任务就是加快施１：的进度。　（３）如果采取合理的施　方案，能加快交叉口的施工进度，就　可以早日进入正洞，快速形成２个掌子而，原来制约我们的掌子　而少、　期压力大的问题就迎刃而解了。这就是交叉口施工方法　的重要意义。下而介绍几种国内常用的交叉口施：［方法。　４几种交叉口的施工方案　４．１直接挑顶法　（１）主洞上导挑顺：以斜井方向开挖进入正洞５　ｍ后，利用　爆破松碴作为作业平台，双向以４５。斜角挑出正洞拱部（上导），　斜片顶部与主洞拱顶高差３．５４　ｍ，开挖５　ｒｆｌ长即可到主洞拱顶，　上导两侧也同时以斜角开挖至设计轮廓线位置。　（２）压顶：斜井与主涮交汇处，拱顶在两侧扩棋时残留部分在　上弧导开挖到轮廓线位置后同头压顶，使交汇处１５　ｒｆｌ范围内主　洞拱部先成型，同时予以支护。　（３）一台阶施　作业：上导开挖成型后，双向同时推进，中导和　下导分别滞后６　ｍ及５　ｍ相应跟进，初步形成双向开挖作业能力。　（４）组装台架：二台阶双向开挖相距６０　ｍ后，大里程方向上　导停止开挖，中、下导向前开挖形成全断面，在掌子丽附近组装小　里程方向掘进和支护台架。同时，小里程方向以三台阶法继续开　挖，　车组装成型后，小里程方向上导停止，中、下导跟进，形成全　断面，利用组装好的台架全断面作业。此时，大里程方向掌子面继　续加　副攻方向掘进和支护俞架，加工好后进行全断而作业，从　而形成双向全断面正常作业。　４．２转体扩挖法　４．２．１施工方法　斜井施【：至与上Ｅ洞交界后，以圆曲线形式转体进入正洞，同　时上坡开挖至正洞拱顶高程，并继续沿相同方向掘进一定距离；　形成作业空间后，转向相反方向施工，扩挖临时支护达到正洞标　准断面。斜井进入正洞平面、屯面关系见图１、２。　４．２．２施工步骤　（１）根据斜井与正涮相交角度，以间距１．０ｍ安装异型钢架，　完成南垂直于斜井中线到平行于正洞中线的过渡，见图１。　（２）斜井与正洞交叉口段以０．６　ｍ间距架立Ｉ２５ａ异型钢钢　架，保证相交地段三维受力状态同岩的稳定。　在此型钢钢架　焊接１２５ａ型钢横梁，并在横梁两端螺栓连　接Ｉ２５ａ型钢直柱，为正洞钢架提供落脚平台。以后在此处安装正　洞钢架时，用Ｉ２５ａ划钢斜梁代替正洞的Ｎ２钢架，用Ｉ２５ａ型钢立　杜代替正洞的Ｎ２、Ｎ３钢架。　科学之友　Ｆｒｉｅｎｄ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ａｍａｔｅｕｒｓ　４．３．２施工步骤　２０１０年１１月　（１）根据斜井与正洞设计相交角度及拱顶高差，确定斜井扩　挖起始里程ＨＫ０＋Ｌ１，其拱顶抬高坡度控制在３０％左右，同时并　对该段斜井初期支护应进行加强，确保下步正洞跨越横洞提供支　护保障。　进入正洞范围后其开挖及初期支护需比正洞拱部相应设计　标高加大，以预留临时支护厚度。　（２）考虑横洞到正洞上导拱架落脚位置的牢固性，横洞拱架　必须提供一个牢固的落脚平台。　在正洞右侧边墙与横洞交界里程ＨＫ０＋Ｌ２处时，沿正洞方向　设置拱顶纵向托梁，托梁采用Ｉ２５ａ型钢，牢固焊接于横洞钢架拱　顶，托梁与横洞钢架间空隙设置Ｉ　２５竖向立柱，立柱与正洞拱架　位置相对应，牢固焊接并喷射Ｃ２５砼回填密实。　（３）横洞施工至正洞右侧边墙即Ｌ２时，采用人　１开挖掏小　洞（２　ｍ　ｘ　２　ｍ）的施－［方法，棚架临时支护及时跟进；与正洞走向　垂直上坡到拱顶中线位置后，再逐步扩大施工断面，直至正洞的　标准断面。　４．３．３施工要点　正洞与横洞相交地段处于复杂的三维受力状态，为保证正洞　安全挑顶施工的完成，正洞初期支护必须座落于一个牢固的落脚　平台，同时应加强该段正洞初期支护的锁脚锚杆施工，防止拱架　下沉。　图２斜井进入正洞立面图　４．２．３斜井进入正洞内的导洞施工　（１）导洞设计净宽９ｍ；支护参数为：ＨＷ１２５型钢钢架，间距１　榀／ｍ，中２２锚杆，长度３．０　ｍ，间距１．０×１．０　ｍ，梅花型布置；ｄ）６钢　筋网，网格间距０．２　Ｘ０．２ｍ；喷射Ｃ２０砼，厚度１８　ｃｍ。支护施工中　要严格按施工指南操作，保证锁脚锚杆和纵向连接筋的施＿ｒ质量。　（２）爬坡道的坡度设计，应根据土质情况及机械施工需要进　行调整，以加快爬坡导坑施Ｔ进度，减少不安全　素为原则。　（３）完成爬坡后，按照线路设计坡度向西安方向按Ⅳ级围岩　开挖方法、支护参数继续进行弧行导坑掘进，施Ｔ　１０　ｍ后，喷砼　封闭西安方向掌子面，反向向郑州方向开挖正洞，每循环先开挖　上部，立上部钢架后，再拆除导洞钢架。　（４）反向开挖支护，反向开挖按正洞Ⅳ级嗣岩上部弧形导坑　的高度进行，先开挖顶部，再开挖两侧，开挖时仅对有影响的导　洞钢架进行拆除，按正洞设计要求间距进行钢架施＿ｒ　，相应完善　其他支护。　．　（５）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。　４．３导洞棚架法　４．３．１施工方法　（１）斜井变断面段施工，应加强初期支护，设计参数应比正常　断面相应提高。　（２）交叉处加强环设置由于正洞开挖断面较大，为确保扩顶　段正洞施］－安全，在横洞与正洞交接处设置一加强环，加强环由　３榀Ｉ　２５ａ型钢钢架组成，钢架间采用　２２钢筋连接，喷３５　ｃｍ　厚混凝土覆盖钢架，并应及早施作斜井二次衬砌。　（３）设置托梁，为正洞拱架提供落脚平台在正洞与横洞拱顶　交界里程处，沿正洞方向设置拱顶纵向托梁，托梁采用　Ｉ　２５ａ型　钢，牢固焊接于横洞钢架拱顶，托粱与横洞钢架间空隙设置Ｉ　２５ａ　型钢竖向立柱，立柱应与正洞拱架位置相对应，牢固焊接并喷射　Ｃ２５砼回填密实。　（４）加密设置正洞初期支护锁脚锚杆，每榀钢架单侧不少于　４根锁脚锚管，锚管长４．０　ｍ，注水泥砂浆，锁脚锚管与钢架牢固　焊接，防止拱架下沉，。　（５）正洞扩顶开挖，顶部支撑Ｉ　１８临时棚架，棚架间距依据　围岩稳定状态采用０．６～１．０　ｍ，棚架间采用由２２钢筋焊接为整　体，挂设钢筋网后复喷Ｃ２５砼２０～２５　ｃｍ，形成临时支护体系。　４．３．４施工注重事项　（１）施工中必须加强围岩量测，根据量测结果及时反馈支护　信息，确保支护措施安全合理。　（２）交叉口段斜井衬砌应及早施作，挡头板沿正洞线路方向　安设。　在斜井接近与正洞相交里程时，逐渐抬高斜井拱顶高程，接　长钢架长度。于正洞与斜井相交里程起，采用小导坑进入正洞洞　身开挖，于正洞中线处达到正洞拱顶高程，施工中应预留变形沉　落量和临时支护厚度，然后再逐步扩挖至正洞标准断面。　（３）斜井与正洞掌子面施工时，应设专人值班，随时观察围岩　及支护状态的的稳定性。　（４）制定挑顶施＿ｒ的安全应急预案，做好应急材料、物资的储备。　Ｈｉｇｈｗａｙ　Ｔｕｎｎｅｌ　Ｓｌａｎｔ　Ｈｏｌｅ　ａｎｄ　Ｈｏｌｅ　ｒｏａｄ　Ｉｎｔｅｒｓｅｃｔｉｏｎ　Ｊｏｂ　Ｐｒａｃｔｉｃｅ　Ｃｈｅｎｇ　Ｇａｏｆｅｎｇ　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ａｒｔｉｃｌｅ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ｔｈｅ　ｄｏｍｅｓｔｉｃ　ｓｅｖｅｒａｌ　ｋｉｎｄ　ｏｆ　ｃｏｍｍｏｎｌｙ　ｕｓｅｄ　ｒｏａｄ　ｉｎｔｅｒｓｅｃｔｉｏｎｓ　ｓｅｌｅｃｔ　ｇｏ　ａｇａｉｎｓｔ　ｔｈｅ　ｊｏｂ　ｐｒａｃｔｉｃｅ，ａｎｄ　ｈａｓ　ｃａｒｒｉｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ　ｔｏ　ｅａｃｈ　ｍｅｔｈｏｄ’ｓ　ｇｏｏｄ　ａｎｄ　ｂａｄ　ｐｏｉｎｔｓ，ｈａｓ　ｐｏｉｎｔｅｄ　ｏｕｔ　ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ　ｔｈｅ　ｓｕｉｔａｂｌｅ　ｓｃｏｐｅ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｒｏａｄ；ｔｕｎｎｅｌ；ｓｌａｎｔ　ｈｏｌｅ；ｒｏａｄ　ｉｎｔｅｒｓｅｃｔｉｏｎ；ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｓ　一５１—