云桂鐵路對門山隧道斜井挑頂進洞技術方案

1、云桂鐵路對門山隧道斜井挑頂進洞技術 方案才泳中鐵十七局集團第四工程有限公司摘要：結合i級雙線鐵路大斷面隧道的特點，介紹了云桂鐵路對門山隧道掘進由斜井 安全進入正洞的施工方法，旨在能夠作為類似隧道項目施工的參考，或對類似 隧道的挑頂進洞施工作業(yè)起到一些指導作用。關鍵詞：隧道;鐵路雙線;斜井;挑頂進洞;技術創(chuàng)新;作者簡介：才泳（1983-）,男，遼寧沈陽人，畢業(yè)于華東交通大學。technical proposal for inclinedshaft topping errtering tunnel in yun-gui railway duimenshan tunnelcai yongcr17bg

2、 no. 4 engineering co., ltd.;abstract：based on the characteristics of grade i double-track railway with large section, this paper introduces the construction method of inclined shaft into main tunnel in yun-gui rai 1 way duimenshan tunnel, so as to be ab 1 e to serve as a reference for similar tunne

3、l construction.keyword： tunnel; railway double track; inclined shaft; top entrance hole; technological innovation;0引言隧道施工的輔助坑道一斜井通常是以一定角度與正洞斜交，斜井與正洞相交的 大角度一側會出現(xiàn)一個“扇形體”圍巖區(qū)，其結構受力復雜，施工時容易發(fā)生 變形超限或掉塊，甚者引發(fā)大范圍的塌落現(xiàn)象。如果采取的施工方案及技術措施 不當，極易出現(xiàn)質量及安全問題，造成較大的經濟損失及工期延誤。因此，在斜 井挑頂進洞吋要綜合考慮具體的地質情況、斜井和正洞的結構特點、斜井與正洞 的相互關系

4、，而科學制定挑頂進洞的施工方案，以確保安全、快速的完成斜井進 正洞的施工作業(yè)。1工程簡介云桂鐵路對門山隧道位于丘北縣辛店鄉(xiāng)、沖頭鄉(xiāng)境內，進口位于辛店鄉(xiāng)牛場坪村, 出口位于沖頭鄉(xiāng)窩普寨，本隧道設計為單面下坡。進口里程dk588+056,出口里 程dk597+640,全長為9584m,最大埋深約680m,隧道進口與牛場坪雙線大橋相 接。為加快施工進度，解決施工通風等問題，結合地形，地質條件，于 dk591+580左線線路中線左側設置一座斜井，于隧道出口段 dlk594+550dlk597+645段左線線路中線左側30m設置平行導坑，均采用無軌單 車道運行。斜井長1700m,平面與正洞斜交，斜井與小

5、里程方向交角50° ,斜井綜合坡度 10%。對門山隧道斜井進正洞處地質復雜，巖體破碎，節(jié)理發(fā)育，地下水呈細流，對 隧道圍巖有不良影響;故斜井與正洞斜交處地段圍巖受力復雜，施工難度大，易 形成塌方、突水等地質災害;且施工斷面較小，各種大型機械難以開展，施工進 度較慢，更是提高了斜井進正洞的施工安全風險。斜井與正洞相交處為iv級圍巖，設計采用iv錨型襯砌，開挖方法為三臺階預留 核心土法，采用i20b工字鋼鋼拱架，鋼拱架間距按1.0m棉。2施工方案2.1施工總體方案斜井施工至與正洞交界后，以圓曲線形式轉體進入正洞，同時設置上坡開挖至 正洞拱頂高程，并繼續(xù)往前方掘進一定距離，形成作業(yè)空間后，

6、轉向相反方向 施工，擴挖、臨時支護達到正洞標準斷面。斜井進正洞時平面關系如圖1所示, 斜井進正洞時立面關系如圖2所示，施工順序安排詳見表k昆明右線圖1斜井進正洞平面圖下載原圖圖2斜井進正洞立面圖下載原圖 根據(jù)斜井與洞的交角，從斜井左側距正洞邊緣lm處開始實施扇形支扌掌支護的施 工作業(yè)，將斜井左側型鋼拱架調整間距為20cm,左側型鋼拱架間距述是保持為 loocmo施工期間，密切進行圍巖狀態(tài)的監(jiān)控量測，并根據(jù)圍巖的實際狀態(tài)及時 調整支護參數(shù)及施工工藝。施工 順序示意圖i1.a*斜井拱頂爬坡正洞正面圖正洞ix1xix1-1（爬坡導坑縱斷而）圖2. 2施工步驟及采取的技術措施(1) 根據(jù)斜井與正洞相交

7、角度，在斜井右側間距l(xiāng).oni安裝異型鋼架，完成由垂 直于斜井中線到平行于正洞中線的過渡(如圖1所示)。同吋在此范圍內對斜井 圍巖進行加強支護，每棍異型鋼架每側拱腳安裝2根鎖腳錨桿，準22砂漿錨桿 的長度由2. 5m加長至4. 0mo(2) 斜井與正洞交叉口段兩側各架立3根i25a異型鋼架立柱，其間距分別按 0. 6m,以保證相交地段圍巖三維受力狀態(tài)的穩(wěn)定。在異型鋼鋼架立柱上設置 2t25a型鋼橫梁，t25a型鋼橫梁與t25a異型鋼鋼架立柱間采用螺栓連接牢固形 成門架。設置型鋼門架的目的是為了給正洞鋼架提供一個支扌掌的平臺，見圖3 所示。正洞i25a型鋼鋼架落腳點i25a?內軌頂廠4q_j-.

8、ii2072025圖3交叉口正洞平面圖下載原圖此段正洞鋼架安裝時，其鋼架左側支撐點需落在型鋼橫梁上，故正洞不需安裝 在斜井側的n2、n3鋼架節(jié)段，即i25a異型鋼架立柱取代了 n3節(jié)段，而n2節(jié)段 則換成了 i25a型鋼直線型斜梁，便于支撐在橫梁上，見圖2所示。正洞的仰拱 鋼架則與預埋在斜井仰拱i25a型鋼焊接連接。當正洞上臺階開挖形成標準斷面 后，對于因找頂而在鋼架后岀現(xiàn)的超挖部位采取冋填措施，冋填材料為c25噴 射混凝土。(3) 斜井進入正洞內的導洞施工。1）導洞設計凈寬為9m,其結構設計參數(shù)如圖4所示。導洞采用間距為lin的 hw125型鋼鋼架;釆用長度30m的22錨桿,按梅花型布置，間

9、距l(xiāng).oxl.om; 網格大小為0.2x0. 2m的準6鋼筋網；噴射厚度為18cm的c20絵。嚴格按相關施 工規(guī)程、指南進行支護結構的施工，確保鋼拱架以及其縱向連接筋、鎖腳錨管的 施工質量。圖4導洞結構圖下載原圖2）根據(jù)土質情況及便于機械施工的要求進行導洞爬坡坡度的設計，以能夠確保 快速完成導洞的施工，減少施工安全風險為原則，本項目爬坡坡設計為21%。3）完成爬坡導洞的掘進后，進行昆明方向正洞上部弧行導坑掘進，掘進按iv級 圍巖的開挖方法、支護參數(shù)進行。掘進長度達10m后，噴射混凝土封閉導坑的撐 子面。反向進行南宇端正洞的掘進，每循環(huán)先開挖上部，架設完成上部鋼架后， 再拆除導洞鋼架。4）反向開

10、挖及支護。反向掘進按正洞iv級圍巖上部弧形導坑的高度進行，先進 行頂部的掘進，再擴挖兩側，掘進過程中拆除產生干擾的導洞鋼架，依照相關 支護要求開展鋼拱架的施工，并完善其它初支結構。開挖分部分序如圖5所示。圖5進入正洞分部分序開挖斷而圖 下載原圖5) 正洞掘進至標準斷面后盡早澆筑仰拱，以盡早使初支與仰拱成環(huán)，確保結構 及施工安全。3施工控制要點隧道正洞與斜井相交地段為承受復雜應力的三維狀態(tài)，為了確保安全順利地完 成斜井挑頂進正洞的施工作業(yè)，正洞的鋼拱架需支撐于穩(wěn)固的平臺上，同時也 要加強該段正洞鋼拱架鎖腳錨桿的施做，以避免鋼拱架沉降。仃)在輔助坑道斜井進入正洞的交界面布設一道加強環(huán)，加強環(huán)為3棉

11、間距 60cm的t25a鋼架構成，鋼架間沿斜井洞身設置環(huán)向準22mm鋼筋連接，并噴射 c20碗覆蓋型鋼。(2) 門架頂部的橫梁與輔助坑道斜井鋼架拱頂牢固焊接，橫梁與加強環(huán)拱架間 的空隙加焊125a斜撐，然后噴射混凝土回填密實。以加強門架的牢固性，提高 其承載能力。加強環(huán)上半斷面套拱施做完畢后，及時進行下半斷面的施作，并澆 注此段仰拱，使支護結構閉合成環(huán)。(3) 增設正洞初期支護鋼拱架的鎖腳錨管，每棉鋼拱架單側鎖腳錨管設置4根 以上，錨管長為400cm,注水泥砂漿，鎖腳錨管與鋼拱架間焊接連接，以控制 拱架變形及下沉。(4) 進行隧道正洞擴挖后，按照iv級圍巖，ivb錨型復合式襯砌進行初期支護的

12、加強，加強段落為40叫即前后各20嘰4圍巖變形監(jiān)控量測為了確保安全，進行隧道圍巖水平收斂及拱頂下沉等監(jiān)控量測采用了無接觸圍 巖的量測新技術，不僅確保了監(jiān)控量測的速度，也提高了量測精度。4.1測點布設在正洞與斜井交界處前后的正洞及斜進內各設置3個監(jiān)測斷面，每個斷面各布 設一處拱頂下沉觀測點，2條水平凈空收斂量測基線。4.2量測方法按照監(jiān)控量測方案的頻率要求，采用全自動多測回全圓觀測法進行隧道圍巖位 移的觀測，觀測吋獲得各測點的坐標值，根據(jù)坐標值計算岀各觀測點的距離， 以第一次量測的距離值為基準，繪制隧道圍巖變形量與時間的s-t曲線圖，獲 取得足夠的觀測數(shù)據(jù)后，進行隧道圍巖變形量進行曲線回歸分析，

13、再由回歸曲 線進行位移值的預測，以判別所采取的防護方案及施工措施是否合理，并進行 相應調整。4. 3數(shù)所處理及分析對正洞與斜井交界處所布設的6個監(jiān)測斷面進行了時長達2個月的監(jiān)控量測作業(yè), 經對獲得的量測數(shù)據(jù)進行了曲線冋歸分析，所有測點變形均已趨于穩(wěn)定，由冋 歸曲線進行位移值最終分析得：(1) 正洞拱頂下沉量預測值最大值分別為:3861mm、3351mm、37. 64mm。(2) 正洞圍巖水平收斂預測值最大值分別為:23.59mm、18.64mm、28.19mm、19.57mm> 2& 18mm> 23.77mmo(3) 斜井拱頂下沉量預測值最大值分別為:29.19mm、21

14、. 58mm、19. 04mm。(4) 斜井圍巖水平收斂預測值最大值分別為:1832mm、12. 93mm、1& 17mm、18.46mm> 26.16mm、 24.37mm。經對監(jiān)控量測的數(shù)值進行分析，按相關規(guī)范的要求，均達到了變形穩(wěn)定性的要 求。5結束語(1) 挑頂進洞過程屮需加強圍巖監(jiān)控量測，對量測結果進行分析并及時反饋信 息，以確采取了合理有效的支護措施。(2) 盡早澆筑交界處的斜井襯砌，擋頭板沿正洞縱向安裝。(3) 斜井與正洞掌子面施工時，為保證圍巖及支護狀態(tài)的穩(wěn)定性，應安排專人 進行值班。(4) 準備好齊項應急材料及物資，并制定科學的挑頂施工安全應急預案。參考文獻1 關寶樹隧道工程