斜井交叉口挑顶施工方案.docVIP

马家庄隧道3#斜井进正洞挑顶施工方案 1、工程概况 马家庄隧道位于陕西省合阳县马家庄乡境内，起迄里程DK711＋896～DK721＋255，全长9359m，该隧道为双线隧道，除进口2797.302m位于半径为7000m的曲线上，其余地段均位于直线上；洞内纵坡分别为5‰、-3‰的人字坡。隧道除进、出口相向掘进外，还设有4座斜井辅助施工；马家庄隧道三号斜井井口位于线路左侧一冲沟边，与大同方向平面交角87°，井身倾角 5°42′39″，坡度10%。最小埋深3.5m，最大埋深42m。斜井采用双车道断面，最大开挖断面46.5m2，车道净宽6m。斜井Ⅴ级围岩106m，Ⅳ级围岩480m. 2 施工方案 2.1挑顶方案的选定 黄土隧道正洞与斜井交叉口处围岩空间三维受力复杂，尤其正洞横向挑顶开挖支护难度相当大，工作面小，质量安全隐患多，开挖支护不当围岩很容易下沉变形，甚至塌方发生安全质量事故。因此必须制定科学合理的挑顶施工方案，并对交叉口进行加强支护。 经过多种方案比选，确定的方案为：在斜井施工至与正洞设计二次衬砌最大跨度相交时，在交汇面处设置斜井初期支护加强环及托梁和立柱支撑，以解决交叉口处正洞初期支护的钢架落脚问题，及时完成斜井衬砌，衬砌终点端头面应与正洞该侧纵向开挖平行。采用人工风镐配合挖掘机，以4.2m宽的小导坑方式横向垂直进入正洞洞身并进行弧面挑顶开挖，开挖过程中及时采用Ｉ16型钢棚架临时支顶支护。当隧道正洞拱部上导坑开挖面合格后及时初喷，施做正洞设计初期支护，其钢架拱脚落在托梁上，拱顶处纵向棚架横梁保留，拆除临时棚架两侧立撑。按相同方法将交叉口范围拱部上导坑延钝角方向开挖支护两个循环（每循环进尺1.2m）且稳定后，及时施作初期支护，再反方向开挖支护两个循环（每循环进尺1.2m）且稳定后，及时施作初期支护，直至该段9m范围拱部封闭。接着扩挖正洞中部土体并将该段右半幅初期支护接长至起拱线处。最后按环形预留核心土法进行隧道主攻或副攻方向上断面开挖，当上断面开挖达30m后，进行边墙落底及仰拱、填充施工，从而使正洞初期支护封闭成环，具备正常快速施工的安全条件。下面对施工方案方法及工艺工艺措施进行阐述。 2.2 施工步骤、方法及工艺 （1）根据斜井与正洞设计相交角度及复合式衬砌参数，应对交叉口段斜井初期支护进行加强，确保下步正洞跨越斜井提供支护保障。由于斜井与正洞夹角较大87°，所以直接由最后一榀钢架偏立法架立调整到与正洞纵向平行（详见图2、图3）。 图1　斜井进入正洞平面图（尺寸标注单位：cm） （2）考虑斜井初期支护最后一榀拱架也需承受正洞拱架及围岩传递的荷载，为了安全因此必须对其加强。在斜井末端即距正洞二衬最大路跨度内缘15cm处采用两榀Ⅰ20a型钢并焊在一起作为加强环，改善受力条件。 （3）为解决交叉口段正洞上断面拱架落脚位置及牢固性，在斜井衬期支护加强环钢架拱顶上沿正洞方向设置纵向水平托梁，托梁采用I25b型钢，两端联接I25b型钢立柱支撑至主洞墙底。为防基底承载力不够导致支护下沉，先夯实基底，立柱底部加焊30*20*2cm钢板，另加提前预制的钢筋混凝土垫块（50*50*50cm）。型钢托梁顶面按间距0.8m焊接30*20*2cm厚钢板，以解决交叉口段主洞设计拱部钢架左侧落脚问题（详见图2、图3）。 图2　斜井交叉口托梁、支撑安装正面图（标注尺寸单位:cm） （4）对托梁及支撑进行锚、喷防护，锚杆尾部弯折900后与托梁、支撑焊接在一起，按设计厚度喷射混凝土时，托梁范围暂不喷射。 　　（5）及时施作斜井加强段二次衬砌，为交叉口提供有力的支撑。其衬砌终点端头面必须与正洞该侧纵向开挖平行，并伸出加强环5cm。端头斜交三角带采用小块钢模、拱架配合台车加固，另外考虑到衬砌尾端和托梁共同受力。 （6）二衬混凝土施工完24小时后，撤出斜井二衬台车，先回填土修筑斜坡道后， 图3　　交叉口斜井及正洞支护结构尺寸图（标注尺寸单位:cm） 采用临时轮胎式轻型小挖机以4.5m宽的小导坑方式横向垂直进入正洞洞身拱部，并进 行拱顶上导坑弧面挑顶开挖，人工风镐及作业台架进行修边。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及足够的变形量。开挖过程中采用Ｉ16号工字钢临时棚架及时支护。当隧道正洞拱部上导坑开挖面临时支护合格后，移除临时棚架一侧竖撑，施做该侧初期支护（先拆除先支护），其拱顶处纵向棚架横梁将作为永久支护，同样的方法施作另一侧。（详见图3、图4）。 。 　　　 图4　 交叉口段斜井进正洞挑顶开挖顺序示意图（单位：cm） （7）待拱部上导坑初期支护稳定后再采用人工风镐及作业台架向主攻（大同）方向开挖拱部上导坑，进尺1.2m，开挖土方经人工清运至斜井后，由装载机及汽车运至洞外弃碴场。开挖合格后立即初喷，及时施作初期支护。