块石土隧道斜井进正洞挑顶施工技术

・３４４・　第３６卷第２７期　２　０　１　０年９月　山　西　建　筑　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ　Ｖ０１．３６　Ｎｏ．２７　Ｓｅｐ．　２０１０　文章编号：１００９．６８２５（２０１０）２７．０３４４—０２　块石土隧道斜井进正洞挑顶施工技术　武晓东　程摘裕和锋刚　要：以某隧道斜井进入正洞施工为工程背景，介绍了块石土围岩下斜井进入正洞的施工方案，通过采用扇形过渡、设　置喇叭口、正洞门架挑顶施工的方法，成功实现了块石土围岩下斜井到正洞的安全转化，预防了隧道塌方，为在块石土地　段进行斜井到正洞的转化施工提供了经验。　关键词：隧道工程，交叉口，块石土，挑顶施工　中图分类号：Ｕ４５５．４　文献标识码：Ａ　１　工程概况　作了小喇叭口，喇叭口的施工增大了开挖断面，给施工安全带来　排前２号隧道斜井位于线路右侧一山坳处，斜井全长１３１　ｍ，　了隐患。另外，正洞拱顶比斜井拱顶高约２．９　ｍ，斜井喇叭口沿正　ＩＴＩ，开挖宽度达１３　１ＴＩ，斜井口部型钢拱架将承　主要为１３％下坡，设计在ＤＫ１２７＋０７６与线路６０。相交，如图１所　洞走向跨度达到９　示，斜井ＸＤＫ０十６０～ＸＤＫ０十１３１位于块石土围岩，围岩以粉质　受来自围岩及正洞钢架的压力，因此加强口部支护及保证喇叭口　　黏土夹杂石灰岩，块石直径从３５　ｃｍ～１５０　ｃｍ不等。在斜井掘进　处围岩的稳定是交叉口施工的关键所在。过程中，围岩坍落掉块现象较多，围岩稳定性差，斜井开挖宽为　２．２施工步骤　５．５　ｎｌ，高度６．４２　ｍ，设计为Ｖ级，如开挖跨度过大，容易引起塌　方；斜井距正洞２５　ｍ处开始采用Ｖ级加强衬砌断面。　线！隧　路！道　中：中　１）在斜井开挖到距离正洞边缘２．５　１ＴＩ处后，开始向正洞方向　扇形转化，转化过程中逐步扩大开挖断面，形成喇叭口。２）斜井　与正洞交汇处加强钢架设立，该钢架既是斜井本身的支护手段，　也承受该区域正洞钢架传递的荷载。３）斜井至正洞过渡段支护　结构完成后，用砂袋回填喇叭口施工带来的超挖坑道，保证挑顶　导洞施工中的围岩稳定。４）采用门架式爬坡导洞法进入正洞顶　ｆ　ｉ＇￣　ｌ心：心交汇点Ⅺ　０＋００ｏ　，ＤＫＩ２５＋嘶　部，初支成型后向两方向掘进，逐步形成三台阶开挖。　３施工组织实施　图１　斜井与正洞斜交示意图　２斜井转入正洞施工技术　２．１　施工难点　３．１　斜井转化段及喇叭口施工　在距离正洞边界２．５　ｍ处（斜井中线里程），采用六榀Ｉ　ｌ８工　字钢完成斜交到正交的过渡。结合块石土围岩情况，拟采用扇形　排前２号隧道斜井与正洞交汇段位于块石土围岩中，围岩坍　过渡的方式…１。钢架过渡方案如下：钢架中心拱顶间距６０　ｃｍ，每　落掉块现象较多，围岩稳定性差，如开挖跨度过大，容易引起顶部　榀（次）钢架转向近５。，共６榀完成３０。的转向，ｃ２５喷混凝土厚　塌方，危及人身安全；同时，为了保证将来运输车辆的行驶便利，施　２５　ｃｍ；怊ｉｎｔｏ双层钢筋网，网格２５　ｃｒｎ×２５　ｃｒｒｌ；睨２　ＩｎＩｎ纵向连接　燕明．部分斜拉桥的概念与结构设计［Ｊ］．交通科技与技　防洪》全国高峰论坛专辑，２００６（４）：３７—３８．　术，２００６（３）：２４—２６．　［５］　李继东．超宽桥面矮塔斜拉桥设计及施ｘ－概况［Ｊ］．铁道建　筑，２００６（８）：３５—４１．　［６］　丁仁军，陈［７］　郑一峰，黄Ｊ］．　［２］　陈从春，肖汝诚．用索梁活载比界定矮塔斜拉桥的方法［同济大学学报（自然科学版），２００７（６）：１－７．　涛，谢志恒，等．株洲湘江四桥部分斜拉桥设计　侨，孙永明．部分斜拉桥合理成桥状态的研究　［３］　胡　永．超宽桥面部分斜拉桥主梁线形控制分析［Ｊ］．铁道　工程学报，２００７（９）：１４—１９．　［Ｊ］．公路与汽运，２００８（６）：８－１５．　［Ｊ］．公路交通科技，２００６（１１）：２５—２８．　［４］　陈智仁．浑河上的新型桥梁［Ｊ］．“ＳＭＥＤＩ”２００６（城市道桥与　Ｄｅｓｉｇｎ　ｓｕｍｍａｒｙ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｃａｂｌｅ－ｓｔａｙｅｄ　ｂｒｉｄｇｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｉｎｇｌｅ　ｃａｂｌｅ　ｐｌａｎｅ　ｏｆ　ｕｌｔｒａ－ｗｉｄｅ　ｄｅｃｋ　ＷＡＮＧ　Ｘｉｎ、ＶＵ　Ｐｉｎｇ　ＪＩＡＮＧＪｉｎ－ｂｉｎ　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔａｋｉｎｇ　ｃａｂｌｅ－ｓｔａｙｅｄ　ｂｒｉｄｇｅ　ｏｆ　７６　ＩＴＩ＋７６　１ＴＩ　ｔＷＯ　ｃｒｃ￣ｓ－ｓｅｃｔｉｏｎ　ｓｉｇｌｎｅ　ｃａｂｌｅ　ｐｌａｎｅ　ｏｎ　Ｚｕｉｌｉａｎｇｉｉａｎｇ　Ｂｒｉｇｅｄ　ａｔ　Ｚｈｏｎｇｓｈａｎ　ｒｏａｄ　ｉｎ　Ｙｕｙａｏ　ｃｉｔｙ　ａｓ　ｔｈｅ　ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ，ｉｔ　ｄｅｓｃｒｉｂｅｓ　ｔｈｅ　ｂｒｉｄｇｅ　ｌａｎｄｓｃａｐｅ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ｕｎｉｑｕｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｂｒｉｄｇｅ　ｄｅｓｉｇｎ．Ｔｈｒｏｕｇｈ　ｆｌｅｘｉｂｌｅ　ｃａｂｌｅ　ｎｄ　ｂｅａｍ　ｌａｏａｄ　ｒａ—　ｔｉｏ，ｉｔ　ｖｅｒｉｆｉｓ　ｅｔｈｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｏｆ　ｓｏｍｅ　ｃａｂｌｅ－ｓｔａｙｅｄ　ｂｒｉｄｇｅｓ，ａｎｄ　ＳＵｌＴＩＳ　ｕｐ　ｄｅｓｉｎ　ｇｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ　ｎｄ　ａｄｅｓｉｇｎ　ｆｅａｔｕｒｓ　ｅｏｆ　ｔｈｉｓ　ｋｉｎｄ　ｏｆ　ｂｒｉｇｅ，ｗｈｉｄｃｈ　ｗｉｌｌ　ｈａｖｅ　ｓｏｍｅ　ｇｕｉｄａｎｃｅ　ｆｏｒ　ｓｉｍｉｌａｒ　ｂｒｉｄｇｅ　ｄｅｓｉｇｎ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｕｌｔｒａ－ｗｉｄｅ　ｄｅｃｋ，ｓｉｇｌｎｅ　ｃａｂｌｅ　ｐｌｎｅ，ｂｒｉａｄｇｅ　ｌｎｄｓｃａｐｅ　ａａｎｄ　ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ　ｄｅｓｉｎ，ｆｇｌｅｘｉｂｌｅ　ｃａｂｌｅ　ａｎｄ　ｂｅａｍ　ｌａｄ　ｒａｔｉｏｏ　收稿日期：２０１０—０５—２４　作者简介：武晓东（１９７７一），男，工程师，中铁电气化局集团东南公司，江西南昌程３３００３８　３３００３８　￣（１９８５．），男，助理工程师，中铁电气化局集团东南公司，江西南昌和锋刚（１９８２一），男，硕士，中铁电气化局集团东南公司，江西南昌３３００３８　荤　背　武晓东等：块石土隧道斜井进正洞挑顶施工技术　・３４５・　筋，环向间距１　ｍ；砂浆锚杆Ｌ＝３ｍ，１　ｍ×１　ｍ，梅花形布置，每榀　采用相同方法进行小里程方向施工，直至小里程形成三台阶施工　停止掘进，施作交叉口部正洞仰拱，使支护及早成环，稳　设１７根；姐２　ｌＴｉＩｎ锁脚锚管，Ｌ＝４　ｍ，每榀设８根；似２　ｍｍ钢管超　平台后，前小导管，环形间距４０　，Ｌ＝３．５ｍ，每环设２１根，纵向间距２ｍ。　定交叉口的围岩应力变化，确保结构安全。　斜井与正洞交汇处钢架不仅是斜井本身的支护手段，同时也　３．５监控量测　承受该区域正洞钢架传递的荷载。该区域钢架跨度大、受力复　排前２号隧道斜井与正洞交汇段处，应力集中点多、结构受　杂，只有提高支护强度才能有效抑制围岩变形，因此，在斜井与正　力复杂。为了更好掌握围岩变化情况，施工监控量测方案和现场　洞交叉口段，设立两榀Ｉ　２５ａ型钢拱形钢架［２－６　Ｊ，钢架法线与正洞　实施尤为重要。在斜井向正洞转换施工过程中，尤其重视监控量　中心线垂直，在此型钢钢架上焊接Ｉ　２５ａ型钢横梁，并在横梁两端　测工作。该段施工过程中，拱顶沉降量测采用贴反射膜片配合全　螺栓连接Ｉ　２５ａ型钢立柱，为正洞钢架提供落脚平台，正洞仰拱钢　站仪量测，水平收敛采用ＪＳＳ３０Ａ型数显收敛计进行量测。该段　架连接在斜井仰拱预埋的Ｉ　２５ａ型钢上，其结构如图２所示。　皇塑　钢架落脚点　施工量测结果表明：围岩稳定后，隧道拱顶沉降最大值９．３　ｃｒｎ，水　平收敛最大值８．０　ＣＩＴＩ，整个施工过程中处于稳定状态。　垄　至塑荭　焊正洞钢架横梁　２根Ｉ　２５工　字钢立柱　４结语　排前２号隧道斜井与正洞交叉口施工，采用扇形过渡、设置　喇叭口、正洞门架挑顶施工的方法，成功实现了块石土围岩下斜　１￥工字｛　竖向支撑　ｌ斜井１５部２榀Ｉ　１８　ｌ工字钢并焊异型钢架　２根Ｉ　２５　工字钢立柱　井到正洞的安全转化，预防了隧道塌方，为在块石土地段进行斜　井到正洞的转化施工提供了借鉴经验。通过本次施工，表明块石　土围岩下，控制开挖临空面是保证安全施工的前提，块石土围岩　下隧道交叉口施工有如下几点建议：　１）排前２号隧道斜井交叉口隧道施工于２００９年１１月４日仰　拱浇筑完成，现在已安全通行７个月，实践证明挑顶施工方案在　块石土围岩下隧道交叉口施工是安全可行的。　底板顶　标高　图２　斜井进入正洞交汇处支护加强示意图　３．２喇叭口处施工安全技术措施　喇　ｌ口施工时，门架设立带来了较大的开挖面，同时此种围　２）隧道交汇段施工中应尽可能减小开挖面，控制开挖进尺，　岩下，容易形成超挖，最宽处达到１３　ｍ，纵向２　ｍ的临空面，虽然　以减小大块石的掉落，造成塌方；隧道施工中要及时进行初次支　交汇处钢架成功设立，但较大开挖Ｉ临空面给下一步正洞挑顶施工　护，并确保喷射混凝土质量。　带来了安全隐患，严重危及施工安全。对门架两侧的超挖坑道采　３）交叉段施工中要及早施工底拱，以形成封闭的支护圈体　用砂袋堆码临时回填并进行了喷混凝土防护，使暴露临空面仅为　系，保证运输咽喉的安全。　导洞口大小，有效的保证了下一步正洞挑顶的安全施工。实践表　４）同时，为使斜井顺利向正洞过渡，减小正洞挑顶施工的难　明对于块石土围岩，有效控制开挖临空面和做好超前支护是保证　度，保证施工中的通风顺畅，在接近正洞时应逐步抬升斜井高程，　安全施工的前提。　使斜井到达正洞时拱顶与正洞拱顶顺接。　参考文献：　３．３正洞上导坑门架挑顶施工　Ｊ］．　喇叭口处门架设立并回填超挖坑道后，采用小导坑门框式钢　［１］张智军．双线黄土隧道斜井进正洞挑顶施工技术研究［山西建筑，２００７，３３（１２）：３１３—３１４．　架爬坡进入正洞洞身，于正洞中线处达到正洞拱顶高程，施工中门　２］付国宏．７号斜井进正洞挑顶施工技术［Ｊ］．铁道标准设计，　框顶梁按正洞支护外弧控制并预留１５　ａｎ变形量，门框顶横梁将作　［２００９（９）：７７—７９．　为永久支护考虑，扩挖至正洞上台阶标准断面后安装正洞钢架。　在斜井至正洞过渡段临时棚架支护完成后，施作正洞上导挑　［３］　戴文革．施工隧道斜井与正洞交叉段施工技术探讨［Ｊ］．水　利与建筑学报，２００８，３（６）：８２—８４．　顶段初期支护。正洞钢架直接安设于棚架横梁底部，正洞钢架支　护拱脚一侧坐于上台阶底面，另一侧坐于工字钢纵梁顶。　［４］　肖勇华．乌鞘岭隧道１号斜井进正洞施工技术［Ｊ］．铁道标　准设计，２００４（８）：５９—６０．　建筑，２００６，３２（８）：１２８—１２９．　３．４正洞交汇段仰拱施工　锚喷支护到位后，先向正洞大里程方向，沿上台阶拱部开挖轮廓　用弱爆破、短进尺，循环进尺控制在０．８　ｍ以内。待正洞形成三　台阶施工平台，交叉口部正洞下部钢架落底后，封闭掌子面。然后　　张金锋．张茅隧道１号斜井进正洞挑顶施工技术［Ｊ］．山西　保证正洞与斜井交汇段的结构安全，交汇段正洞上台阶拱部　［５］６］李线打设单层超前注浆小导管，Ｌ＝３．５　ｍ，环向间距４０　ｅｍ，开挖采　［静．竖井横通道转正洞施工方案比选［Ｊ］．铁道建设，　２００８，３（６）：８２—８４．　Ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　ｏｆ　ｒｕｂｂｌｅ　ｓｔｏｎｅ　ｔｕｎｎｅｌ　ｓｌａｎｔ－ｗｅｌｌ　ｐｕｌｌｉｎｇ　ｉｎｔｏ　ｔｈｅ　ｔｏｐ　ｈｏｌｅ　ＷＵ　Ｘｉａｏ－ｄｏｎｇ　ＣＨＥＮＧ　Ｙｕ　ＨＥ　Ｆｅｎｇ＝ｇａｎｇ　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｓ　ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｕｒｍｅｌ　ｓｌａｎｔ—ｗｅｌｌ　ｐｕｌｌｉｎｇ　ｉｎｔｏ　ｔｈｅ　ｔｏｐ　ｈｏｌｅ　ｆｏｒ　ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ，ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｓｃｈｅｍｅ　ｏｆ　ｓｌａｎｔ—ｗｅｌｌ　ｐｕｌｌｉｎｇ　ｉｎｔｏ　ｔｈｅ　ｔｏｐ　ｈｏｌｅ　ｕｎｄｅｒ　ｔｈｅ　ｒｕｂｂｌｅ　ｓｔｏｎｅ　ｗｉｔｈ　ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ　ｒｏｃｋ．Ｔｈｒｏｕｇｈ　ｕｓｉｇ　ｔｈｅ　ｆａｎ－ｓｈａｐｅｄ　ｔｒａｎｓｉｔｎｉｏｎ，ｓｅｔｔｉｎｇ　ｂｅｌｌｍｏｎｔｙ，　ｍａｉｎ　ｔｕｎｎｅｌ　ｂｕｉｌｄ　ｒｉｐｐｉｎｇ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄｓ，ｉｔ　ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙ　ｒｅａｌｉｚｅｓ　ｔｈｅ　ｓｅｃｕｒｉｔｙ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｌｎｔ—ｗｅｌａｌ　ｐｕｌｌｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｔｏＤ　ｈｏｌｅ　ｕｎｄｅｒ　ｔｈｅ　ｕｂｂｌｒｅ　ｓｔｏｎｅ　ｗｉｔｈ　ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ　ｒｏｃｋ．Ｔｈｅ　ｔｕｒｍｅｌ　ｃｏｌｌａｐｓｅ　ｉｓ　ｐｒｅｖｅｎｔｅｄ．Ｉｔ　ｐｒｏｖｉｄｅｓ　ｔｈｅ　ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ　ｏｆ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｏｎ　ｓｌａｎｔ—ｗｅｌｌ　ｐｕｌｌｉｎｇ　ｉｎｔｏ　ｔｈｅ　ｔｏｐ　ｈｏｌｅ　ａｔ　ｒｕｂｂｌｅ　ｓｔｏｎｅ　ｌｏｃａｔｉｏｎ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｔｕｎｎｅｌ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｉｎｔｅｒｓｅｃｔｉｏｎ，ｒｕｂｂｌｅ　ｓｔｏｎｅ，ｒｉｐｐｉｎｇ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ