公路隧道斜井與正洞交叉口施工方法

1、公路隧道斜井與正洞交叉口施工方法程高峰（山西路橋第二工程有限公司，山西 臨汾 041000）摘 要： 文章介紹了國內(nèi)幾種常用的交叉口挑頂施工方法，并對各種方法的優(yōu)缺點進行了歸納，指出了各自適用的范圍。關(guān)鍵詞：公路；隧道；斜井；交叉口施工中圖分類號：U459.2文獻標識碼：A文章編號：1000- 8136(2010)32- 0050- 02下，我們主要的任務就是加快施工的進度。（3）如果采取合理的施工方案，能加快交叉口的施工進度，就可以早日進入正洞，快速形成 2 個掌子面，原來制約我們的掌子面少、工期壓力大的問題就迎刃而解了。這就是交叉口施工方法 的重要意義。下面介紹幾種國內(nèi)常用的交叉口施工方法

2、。1隧道發(fā)展狀況我國公路隧道修筑技術(shù)已有長足的發(fā)展，對圍巖動態(tài)量測 反饋分析技術(shù)、組合式通風技術(shù)、運營交通簡易監(jiān)控技術(shù)、新型 防水、排水、堵水技術(shù)、圍巖穩(wěn)定技術(shù)、支護及襯砌結(jié)構(gòu)技術(shù)等都 有許多成功實例，其中大部分成果已處于國內(nèi)領先水平，還有一 些成果已達到國際先進水平。在大規(guī)模的建設過程中，國內(nèi)隧道 建設也暴露出一些不足。首先是規(guī)范落后于現(xiàn)實。公路中的許多 規(guī)范已經(jīng)陳舊，編寫規(guī)范的人多屬脫離現(xiàn)場較長，深刻了解內(nèi)在 規(guī)律的人不多，理論不結(jié)合實際的多，因此不要急于編規(guī)范。中 國之大，隧道地處情況之復雜，變化很大，用一本規(guī)范是打不了 天下的，所以，要看清目前規(guī)范的水平不高，不要急于功利，要在 發(fā)展中

3、去總結(jié)，有量的積累，才能有質(zhì)的提高，才能有好的規(guī)范 產(chǎn)生，當前，國家要求各行各業(yè)，每 5 年必須修改規(guī)范的原因也 在于此。重視隧道動態(tài)設計、動態(tài)施工。重視隧道設計前的水文 地質(zhì)調(diào)查、勘測的預設計（初步設計）工作，必須進行施工中的地 質(zhì)超前預提及變位量測工作，及時進行信息化反饋施工設計。這 種動態(tài)設計、動態(tài)施工、動態(tài)管理是符合地下工程不確定性客觀 規(guī)律的，是克服施工中不確定性因素的重要手段，是確保安全、 可靠、適用、優(yōu)質(zhì)建成工程的關(guān)鍵。4幾種交叉口的施工方案4.1 直接挑頂法（1）主洞上導挑頂:以斜井方向開挖進入正洞 5 m 后，利用爆破松碴作為作業(yè)平臺，雙向以 45°斜角挑出正洞拱部

4、（上導）， 斜井頂部與主洞拱頂高差 3.54 m，開挖 5 m 長即可到主洞拱頂，上導兩側(cè)也同時以斜角開挖至設計輪廓線位置。（2）壓頂：斜井與主洞交匯處，拱頂在兩側(cè)擴拱時殘留部分在上弧導開挖到輪廓線位置后回頭壓頂，使交匯處 15 m 范圍內(nèi)主洞拱部先成型，同時予以支護。（3）三臺階施工作業(yè)：上導開挖成型后，雙向同時推進，中導和下導分別滯后 6 m 及 5 m 相應跟進，初步形成雙向開挖作業(yè)能力。（4）組裝臺架：三臺階雙向開挖相距 60 m 后，大里程方向上導停止開挖，中、下導向前開挖形成全斷面，在掌子面附近組裝小里程方向掘進和支護臺架。同時，小里程方向以三臺階法繼續(xù)開挖，臺車組裝成型后，小里程

5、方向上導停止，中、下導跟進，形成全斷面，利用組裝好的臺架全斷面作業(yè)。此時，大里程方向掌子面繼續(xù)加工副攻方向掘進和支護臺架，加工好后進行全斷面作業(yè)，從而形成雙向全斷面正常作業(yè)。4.2 轉(zhuǎn)體擴挖法4.2.1 施工方法斜井施工至與正洞交界后，以圓曲線形式轉(zhuǎn)體進入正洞，同時上坡開挖至正洞拱頂高程，并繼續(xù)沿相同方向掘進一定距離； 形成作業(yè)空間后，轉(zhuǎn)向相反方向施工，擴挖臨時支護達到正洞標準斷面。斜井進入正洞平面、立面關(guān)系見圖 1、2。4.2.2 施工步驟（1）根據(jù)斜井與正洞相交角度，以間距 1.0 m 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，見圖 1。（2） 斜井與正洞交叉口段以 0.6

6、 m 間距架立 I25a 異型鋼鋼架，保證相交地段三維受力狀態(tài)圍巖的穩(wěn)定。在此型鋼鋼架上焊接 I25a 型鋼橫梁，并在橫梁兩端螺栓連接 I25a 型鋼立柱，為正洞鋼架提供落腳平臺。以后在此處安裝正洞鋼架時，用 I25a 型鋼斜梁代替正洞的 N2 鋼架，用 I25a 型鋼立柱代替正洞的 N2、N3 鋼架。2斜井的重要意義一般隧道的長度越大，工期越緊，若單獨從兩頭掘進，必然 受只有 2 個掌子面的施工場面的限制而無法完成任務。假設一 條 10 km 的隧道，采用兩頭掘進的方式施工，工期假定 3 年（現(xiàn) 在一般工程的工期 3 年的也很少了）。而一個掌子面的施工進度 按 130 m/ 月算，36 個月

7、后只能完成 4 680 m，而且還有后續(xù)的仰 拱、填充、二襯、電纜溝、路面、附屬等工序，必然無法在規(guī)定工期 內(nèi)完成施工任務。若在隧道中部增加 1 個斜井，掌子面將增加 2 個，工期就將近減短 1/2，便能輕松完成任務。這就是斜井的重要 意義。3交叉口施工方法的重要意義（1）交叉口施工有以下特點：與正洞交接處跨度大；形狀不 規(guī)則；斷面??；比較危險；施工時間較長，進度慢。（2）根據(jù)以上特點，我們首先要控制的是施工安全，如果安 全上出了問題，就有可能造成人員的傷亡、企業(yè)的損失、工期的耽誤、成本的增加等不可避免的麻煩。如果在保證安全的前提- 50 -科學之友Frie nd of S cie nce A

8、mate urs2010年11月4.3.2 施工步驟（1）根據(jù)斜井與正洞設計相交角度及拱頂高差，確定斜井擴挖起始里程 HK0+L1，其拱頂抬高坡度控制在 30%左右，同時并對該段斜井初期支護應進行加強，確保下步正洞跨越橫洞提供支 護保障。進入正洞范圍后其開挖及初期支護需比正洞拱部相應設計標高加大，以預留臨時支護厚度。（2）考慮橫洞到正洞上導拱架落腳位置的牢固性，橫洞拱架必須提供一個牢固的落腳平臺。在正洞右側(cè)邊墻與橫洞交界里程 HK0+L2 處時，沿正洞方向設置拱頂縱向托梁，托梁采用 I25a 型鋼，牢固焊接于橫洞鋼架拱頂，托梁與橫洞鋼架間空隙設置25 豎向立柱,立柱與正洞拱架位置相對應，牢固焊

9、接并噴射 C25 砼回填密實。（3）橫洞施工至正洞右側(cè)邊墻即 L2 時，采用人工開挖掏小 洞（2 m×2 m）的施工方法，棚架臨時支護及時跟進；與正洞走向垂直上坡到拱頂中線位置后，再逐步擴大施工斷面，直至正洞的標準斷面。4.3.3 施工要點正洞與橫洞相交地段處于復雜的三維受力狀態(tài)，為保證正洞安全挑頂施工的完成，正洞初期支護必須座落于一個牢固的落腳平臺，同時應加強該段正洞初期支護的鎖腳錨桿施工，防止拱架下沉。（1）斜井變斷面段施工，應加強初期支護，設計參數(shù)應比正常斷面相應提高。（2）交叉處加強環(huán)設置由于正洞開挖斷面較大，為確保擴頂段正洞施工安全，在橫洞與正洞交接處設置一加強環(huán)，加強環(huán)由

10、3 榀25a 型鋼鋼架組成，鋼架間采用 22 鋼筋連接，噴 35 cm厚混凝土覆蓋鋼架，并應及早施作斜井二次襯砌。（3）設置托梁，為正洞拱架提供落腳平臺在正洞與橫洞拱頂交界里程處，沿正洞方向設置拱頂縱向托梁，托梁采用25a 型鋼，牢固焊接于橫洞鋼架拱頂，托梁與橫洞鋼架間空隙設置25a型鋼豎向立柱，立柱應與正洞拱架位置相對應，牢固焊接并噴射C25 砼回填密實。（4）加密設置正洞初期支護鎖腳錨桿，每榀鋼架單側(cè)不少于4 根鎖腳錨管，錨管長 4.0 m，注水泥砂漿，鎖腳錨管與鋼架牢固焊接，防止拱架下沉，。（5）正洞擴頂開挖，頂部支撐18 臨時棚架，棚架間距依據(jù)圍巖穩(wěn)定狀態(tài)采用 0.61.0 m，棚架間

11、采用 22 鋼筋焊接為整體，掛設鋼筋網(wǎng)后復噴 C25 砼 2025 cm，形成臨時支護體系。4.3.4 施工注重事項（1）施工中必須加強圍巖量測，根據(jù)量測結(jié)果及時反饋支護信息，確保支護措施安全合理。（2）交叉口段斜井襯砌應及早施作，擋頭板沿正洞線路方向安設。（3）斜井與正洞掌子面施工時，應設專人值班，隨時觀察圍巖及支護狀態(tài)的的穩(wěn)定性。（4）制定挑頂施工的安全應急預案，做好應急材料、物資的儲備。圖 1 斜井進入正洞平面圖圖 2 斜井進入正洞立面圖4.2.3 斜井進入正洞內(nèi)的導洞施工（1）導洞設計凈寬 9 m；支護參數(shù)為：HW125 型鋼鋼架，間距1榀 /m，22 錨桿，長度 3.0 m，間距 1

12、.0×1.0 m，梅花型布置；6 鋼筋網(wǎng)，網(wǎng)格間距 0.2×0.2 m；噴射 C20 砼，厚度 18 cm。支護施工中 要嚴格按施工指南操作，保證鎖腳錨桿和縱向連接筋的施工質(zhì)量。（2）爬坡道的坡度設計，應根據(jù)土質(zhì)情況及機械施工需要進行調(diào)整，以加快爬坡導坑施工進度，減少不安全因素為原則。（3）完成爬坡后，按照線路設計坡度向西安方向按級圍巖開挖方法、支護參數(shù)繼續(xù)進行弧行導坑掘進，施工 10 m 后，噴砼封閉西安方向掌子面，反向向鄭州方向開挖正洞，每循環(huán)先開挖上部，立上部鋼架后，再拆除導洞鋼架。（4）反向開挖支護，反向開挖按正洞級圍巖上部弧形導坑的高度進行，先開挖頂部，再開挖兩側(cè)

13、，開挖時僅對有影響的導洞鋼架進行拆除，按正洞設計要求間距進行鋼架施工，相應完善其他支護。（5）正洞落底后要及時進行正洞仰拱施工，以便初期支護與仰拱盡早成環(huán)，確保施工安全。4.3 導洞棚架法4.3.1 施工方法在斜井接近與正洞相交里程時，逐漸抬高斜井拱頂高程，接長鋼架長度。于正洞與斜井相交里程起，采用小導坑進入正洞洞身開挖，于正洞中線處達到正洞拱頂高程，施工中應預留變形沉 落量和臨時支護厚度，然后再逐步擴挖至正洞標準斷面。Highway Tunnel Slant Hole and Hole road Intersection Job PracticeChe ng Gaofe ngAbstract: This article introduced the domestic several kind of commonly used road intersections select go agains