斜井与正洞相交段挑顶施工方案

1五尖大山隧道斜井与正洞相交段施工方案1工程概述五尖大山隧道，起于岳阳临湘市西郊外107国道边五尖大山山脚，穿越五尖大山，出于岳阳市云溪区竹山组，走向150°左右。隧道起讫里程为DK1378+868～DK1385+725，全长6857m。隧道的纵断面设计为：5‰的人字坡。斜井位于距隧道进口592米处，与线路（左线）相交里程为DK1379+460，与线路方向夹角为55°，斜井长度128米。斜井与正线相交于缓和曲线上，曲线半径为9000m，斜井轴线为12.6%下坡。斜井中心与正洞右边线相交于XDK0+12.02处，在此处斜井开挖断面拱顶高程为102.889m。正洞DK1379+460处,开挖断面拱顶高程为107.433,比斜井开挖断面拱顶高4.544m。斜井的断面为拱形直墙形式，交接处斜井开挖宽度为6.1m，高度为6.55m。2正洞与斜井交接处地质概况斜井与正洞相交于斜井里程XDK0+012.12处，此处的地质情况为：岩石属于寒武系下统羊楼洞组，为弱风化岩石。表层为粉质粘土，基岩为炭质板岩，节理很发育，多为微张节理，岩层破碎，地下水发育，属于Ⅴ级围岩。实际施工地质情况为弱风化岩层，碳质板岩，局部节理较发育，岩石较破碎，有少量地下水。但整体性趋好，推断为Ⅳ级围岩。3斜井与正线隧道接口处的支护要求由于正线隧道拱部初支在斜井处中断，无法形成闭合结构，为了保证斜井范围内正洞初支受力要求，在斜井位置设临时门式支撑。临时门架支撑横梁、边柱均采用型钢。门式钢架的连接采用焊接的方式。4施工方案斜井进入正洞的施工存在多次断面转换，施工技术较为复杂，且此处地质条件较差，经过充分论证和综合考虑后，施工方案为斜井采用台阶法开2挖，从XDK0+030处变下坡道（设计3‰下坡）为上坡道，按17.4%坡度，其上台阶开挖支护到与正洞交界处后，施工临时门架支撑过梁及边柱；过梁施工完毕，正对斜井在正洞内施工横向导坑，导坑顶初支高于永久初支；横向导坑开挖完成后，为正洞施工提供作业空间，便于正洞安全施工。正洞上部台阶开挖长度超过7.5米（大里程侧）后，方能进行斜井下台阶开挖，之后施工正洞中部台阶；待正洞中部台阶施工到与上部台阶相差1.5m时按设计开挖斜井底部，并及时施作初支。最后短进尺施工正洞下部台阶，形成正常台阶法施工工序。总体施工顺序如下，施工顺序示意见五尖大山隧道斜井与正洞相交处挑顶方案图。斜井上部开挖及支护斜井中部开挖及支护正洞中部开挖及支护正洞下部开挖及支护临时门架施工正洞横向导坑开挖支护正洞上部开挖及支护斜井底部的开挖及支护35主要工序施工方法及技术要求5.1斜井上部开挖及支护斜井拱顶从里程XDK0+030处以17.4%的坡度开始爬坡，在靠近正洞最右侧轮廓线4m范围内设置六榀异型格栅钢架，使斜井轴线改为与正洞轴线正交。然后继续向正洞左线方向开挖，直到斜井拱顶与正洞开挖外轮廓线相交，相交点比正洞开挖轮廓的拱顶低1.0m。开挖时初期支护要紧跟，此段格栅钢架采用与最后一个异型拱架相同的规格，视围岩条件决定格栅钢架的间距。并在斜井底部用水平钻打三个超前探孔（作为地质超前预报及兼顾降低水位之用）。5.2临时门架的施工斜井拱顶与正洞拱部相交处架设的门式钢架采用矩形形式。所以在立门架之前就要给其提供足够的施工空间，其开挖断面尺寸以恰好能支立钢门架为宜。(钢架采用20a型工字钢)，为减少门式钢梁中部受力，可在此处斜井钢拱架上部焊埋3根长2m的I20工字钢，并在斜井侧增设I20斜撑，以支撑门式横梁。门式钢架的连接采用焊接的方式。横梁长3.5m，以确保至少有四榀正洞的格栅钢架能支撑于其上。开挖至左线上半断面边缘时，在门架下方支立正洞拱部格栅钢架，并在拱脚及各单元连接处施作锁角锚杆（管）不少于2根,然后进行二次锚喷支护。5．3正洞横向导坑的开挖和支护横向导坑是为了保证施工安全，以小断面进入正洞施工而采用的一种断面转换过渡措施，导坑采用矩形断面，净宽2.5m,顶部以正洞拱顶为开挖线成弧形变化。横向导坑的开挖采用全断面法向正洞的左线开挖，I20门式钢架结合网片锚喷支护，钢架间距暂按1m计算，横梁与横梁之间用Φ22螺纹钢筋连接，横向间距0.5米。开挖顶部高程用正洞拱顶开挖高程加工字钢高度进行控4制。5.4正洞上部开挖及支护横向导坑内正线隧道初支完成后，在大里程侧沿拱顶施作超前小导管并注浆，完成后拆除大里程侧除第一榀和中间一榀外其他门架立柱，开挖正洞上部台阶。在开挖正洞之前要重点做好矩形段支护、喷锚,以确保安全。进入正洞后采用正台阶法施工，开挖的同时要及时进行喷锚支护,如有地下水或地质较差时,要继续施做超前小导管并注浆，必要时预留核心土。开挖断面形成后要即时施作格栅,格栅钢架的一端焊接在门式钢架的横梁上,另一端支撑在基岩上。此段要形成沿正洞纵向不少于10排格栅钢架支护的长度(计7.5m),正洞格栅纵向间距按0.75m支立。5.5正洞中部开挖及支护正洞上部台阶向大里程方向开挖7.5m后进行斜井的下断面开挖及支护，完成后进行正洞中部台阶的开挖和支护，开挖高度约3m,向大里程方向开挖3.75m，与上部形成短台阶，此时可视实际情况继续短进尺开挖上部。格栅钢架接长和初期支护要及时跟进，同时拆除斜井上断面与正洞连接段侵入正洞的钢架，必要时在拆除前用锚杆或小导管加固钢架上部。待该段10排格栅钢架初期支护全部完成以后，再彻底拆除门式钢架立柱及其他辅助设施，恢复原设计。5.6斜井底部开挖及支护按要求进行开挖，及时施做初期支护。5.7正洞底部开挖及支护当正线隧道上部和中部沿大里程方向开挖长度超过7.5m后按斜井的设计标高开挖斜井下部，并及时施作初支。完成后进行正线隧道下部台阶的施工。正洞下台阶开挖时沿斜井轴线向里拉槽（槽宽2.5m）待下部初支与上部初支在左侧闭合后方能继续下部台阶的开挖。左侧钢架的不断接长过程中，钢架的端部应设临时支撑，并喷锚稳固。下部台阶开挖进尺不得超5过两榀格栅钢架，边开挖边进行初支施工，初支按设计参数施作。6超挖回填措施斜井里程XDK0+030到正洞右侧交界处的二次衬砌仍按原设计断面和坡度施工，抬高段与设计纵坡之间的阴影部分用同级混凝土回填密实。7防排水措施7.1斜井衬砌背后要设置排水盲沟，并铺设防水板。7.2斜井与正洞相交段的斜井排水通过右侧排水沟实现。进入正洞开挖时，正洞的临时排水沟应和斜井的排水沟设置在同侧，使地下水流入集水井，并及时将集水井的水抽出洞外。开挖正洞底部时，采用水泵抽水外排。附：五尖大山隧道斜井与正洞相交处挑顶方案设计图。中铁一局武广客运专线SDⅠ标项目经理部2005年10月29日