第９期 北 方 交 通 ・１０５・ 茅荆坝隧道斜井与正洞交叉口段施工 于淼 （辽宁省公路工程监理咨询有限公司，沈阳 １ １０００５） 摘要：根据现场围岩实际情况，结合超前地质预报结果及监控量测数据，总结出斜井快速进入正洞的挑顶、 支护等施工经验，为同类工程施工提供参考。 关键词：隧道斜井；正洞；挑顶；支护 中图分类号：Ｕ４５５ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１６７３—６０５２（２０１２）０９—０１０５—０３ １工程概况 二衬台车的拼装等工作留出足够空间，然后正式开 始向承德方向正洞的开挖、支护等各项工作。施工 时根据超前地质预报及监控量测结果，采用随挖随 支、加强支护、及时封闭、加强监测的原则控制施工。 ３ 施工方法 ３．１ 斜井距正洞交叉口过渡段开挖与支护 大庆至广州高速公路赤峰至承德段茅荆坝特长 隧道位于内蒙古自治区赤峰市与河北省承德市交界 处，全长６７７４ｍ，采用上下行双洞四车道分离式 隧道，为满足工期需求及隧道运营后的正洞通风，在 内蒙古自治区赤峰市境内设一座斜井，是工程的关 键节点，如何能够实现斜井快速、安全的转入正洞施 工，对隧道正洞及工程总体能够在合同工期内按时 交工具有十分重要的意义。 由于该处围岩为中一微风化凝灰岩，且交叉口 处为各界面交汇处，应力复杂，为保证结构安全，在 该段３０ｍ加强支护，施工采用上下台阶法，上下台 阶距离不宜过长，台阶距离控制在５～６ｍ，下台阶及 时跟进，封闭成环，每循环进尺不超过１．Ｏｍ。支护 措施：超前支护采用中５０×５ｍｍ热轧无缝钢管，长 斜井长度８０２．５ｍ，纵坡坡率１３．５９％，井底设 置１００ｍ长１％的缓坡与主线相交，宽度６．Ｏｍ，高度 ６．Ｏｍ。正洞开挖宽度１１．７２ｍ，高度８．４８ｍ，斜井与 正洞右洞正交，正对正洞６样车行洞，车行洞宽 ５．Ｏｍ，高６．１Ｏｍ，利用车行洞对正洞左洞进行开挖 施工。 度４．５ｍ，环距４０ｃｍ的注浆导管，施工角度为延隧道 前进方向向上ｌ２。，注水泥砂浆；初期支护采用Ｉ１４ 工字钢，间距ｌＯＯｃｍ，系统锚杆为 ２２药卷锚杆，长 度３ｍ，环纵间距ｌＯＯｃｍ×ｌＯＯｃｍ，梅花布设，＠２０ｃｍ ×２０ｃｍ的 ８钢筋网，喷射Ｃ２５混凝土，厚度 １８ｃｍ，如图１所示。 ３．２ 交叉口过渡段挑顶施工 斜井与主洞交叉段岩性为凝灰岩，中一微风化， 围岩整体性较好，裂隙不发育，岩体含水较少，但岩 石强度较低，该处埋深约１８０ｍ。 ２施工程序 根据现场围岩实际情况，结合超前地质预报结 果及以往石质隧道的施工经验，首先，在斜井距主洞 斜井台阶法施工至接近正洞右边缘，仍利用上 下台阶法施工，台阶长度为４—５ｍ，拱部向上按 １０％一２０％进行挑顶斜井拱部上抬，达到与正洞相 交界处３０ｍ段落，对斜井初支采取钢拱架加固。然 后，采用小导洞从斜井进入正洞右洞，采用台阶法对 正洞右洞挑顶、刷帮，做至正洞拱顶处，开始对斜井 与正洞交界处进行加固，并为正洞初期支护钢架施 切部位，下半断面底部高程仍按平坡控制，施工中遵 循“短进尺，弱爆破，随开挖，随支护”的原则，每循 环进尺控制在０．５～１ｍ。 当施工至与正洞相交位置时，开始对正洞上弧 做落脚平台，然后进行正洞上台阶挑顶、刷帮，扩至 正洞的设计断面后进行上台阶的初期支护，然后开 始斜井与正洞的下台阶施工，待对右洞两侧施工一 定空间后，再按设计断面打通６＃车行横洞，然后按 斜井进入正洞右洞的施工方法进入正洞左洞。施工 完成后，正洞向赤峰方向开挖８０ｍ，以为正洞开挖及 挑顶施工，由于进入正洞断面加大，如仍按上下台阶 法施工，则临空面过大，安全系数降低，所以此时施 工方法调整为三台阶施工法，台阶高度均为３ｍ左 右，要保证机械操作空间，上台阶挑顶根据测量放样 正洞开挖轮廓，采用人工钻爆法，斜向上开挖，每循 ・１Ｏ６・ 北 方 交 通 ２０１２ 环进尺控制在０．５～１．Ｏｍ，待向前施做３ｍ左右，停 止向前挑顶，开始对斜井与正洞交叉处进行加固，并 为正洞初期支护的工字钢施做落脚平台。考虑到现 场实际围岩状况较好，且临空面较小，在加固交叉处 前，对已挑顶完毕的围岩进行临时喷锚支护，喷射 毗２药卷锚杆。Ｌ＝２．５ｍ，７５￣１２０ Ｃ２５混凝土厚度不小于ｌＯｃｍ，系统锚杆采用为ｑｂ２２ 药卷锚杆，长度２．５ｍ，环纵间距１００×ｌＯＯｃｍ，以及 ＠２０ｃｍ×２０ｃｍ的ｑｂ８钢筋网，待正洞整体挑顶完成 后再施做正洞初期支护的钢拱架，见图２。 ０ ２药卷锵杆．Ｌ＝３ｍ．１ＯＯｘ１００ １１６型钢，间距７５ ｍ，菇尝躲杯Ｔ：９ １ｍ １，ｎ １１４趔钢，间距１００ 一 要 ０一 哼一ｌ 右 ， ＿●—ｆ 幅 测 ｌ 设 线 、 、 — ＼ 嘶ｈ％ ～ － 、 ｒ ＾－ ～ 』…ｌ ｛｛Ｉ ｌｊ Ｉ ｌｊ ｉｌ｝ｌ Ｉｆ … ● ， ， ／ 幸符据； ＊Ｉ ４．６６ 、一 图１ 斜井与正洞位置及支护结构图 图２ 斜井进正洞不意图 ３．３ 斜井与正洞交叉处加固 正洞与斜井相交地段处于复杂的三维受力状 态，为保证正洞安全挑顶施工的完成，正洞初期支护 必须座落于一个牢固的落脚平台。在正洞右侧边墙 与斜井交界处，架设一道加强环。沿斜井与正洞交 图３ 托梁与钢架不意图 ３．４ 正洞上导挑项及初期支护 在做好托梁拱架结构后，继续沿正洞横向进行 正洞上导的挑顶施工，直至将上导全断面施工完毕， 再进行正洞初期支护。正洞初期支护采用Ｉ１６工字 接边缘设立３根１１８工字钢立柱，作为支撑立柱，为 保证支撑立柱及钢拱架的牢固性，加密设置钢架锁 钢，钢架间距１ｍ／榀，系统锚杆为ｑｂ２２药卷锚杆， ２．５ｍ／根，间距１．Ｏｍ×１．Ｏｍ，梅花布设，＠２０ｃｍ× 脚锚杆，每榀钢架单侧不少于４根药卷式毗２锁脚 锚杆，锚杆长３．Ｏｍ，锁脚锚杆与钢架牢固焊接，防止 ２０ｃｍｑｂ８钢筋网，Ｃ２５喷射混凝土厚度２４ｃｍ，钢拱架 靠斜井侧与钢托梁对应的支撑梁位置焊接牢固，另 一拱架下沉。沿正洞方向在斜井钢架顶设纵向托梁， 托梁采用Ｉ１８工字钢，牢固焊接于钢架拱顶，托梁与 侧坐在上台阶底面，用锁脚锚杆固定，锁脚锚杆采 钢架间空隙设置１１８工字钢，作为竖向支撑梁，以达 到均匀分布应力的作用，支撑梁按正洞初期支护钢 拱架间距设置，并与之对应，且与托梁及斜井钢架焊 用中２２药卷锚杆，长度３．Ｏｍ／根，见图４所示。 ３．５ 正洞台阶法施＿ｖ．－．ｚＬ支护 正洞上台阶支护完成后，跨过斜井３ｍ，由斜井 接牢固，之间空隙喷射Ｃ２５混凝土回填密实。见图 ３所示。 向正洞开辟中台阶工作面，开始中台阶施工，中台阶 达到５ｍ时，开始下台阶施工，视当时围岩状况相对 第９期 于淼：茅荆坝隧道斜井与正洞交叉口段施工 ９ ・１０７・ 正洞初期 结构处于安全稳定状态，为后续的主洞开挖及二衬施 图 工创造了良好条件和安全保障，见图５、图６所示。 ｌ ５ ５ 施工注意要点 （１）在进正洞挑顶前认真阅读审核施工图纸， 精确计算出正洞坐标及标高、结构尺寸。制定施工 安全保证措施及应急预案。对施工人员进行技术交 图４ 正洞上导初期支护图 底，对参加施工人员上岗前进行技术培训，施工过程 中要设专职人员查看围岩状态变化，并及时通报前 方施工人员，使人员处于安全状态下工作。 （２）斜井与正洞交叉为渐变断面，处于复杂的 较稳定。为了加快开挖速度，在做完斜井至主洞下 台阶后，正洞开挖逐步由三台阶过渡到上下台阶法 施工，支护形式在渡过交叉段后，依据围岩状况，动 态调整，既保证结构稳定、安全，又保证了施工进度。 ４ 监控量测 三维受力状态，考虑到因施工进度等因素，二衬不能 及时施做，所以应加强该段落的初期支护，设计参数 应比正常断面相应提高。 （３）对斜井与正洞交界处设立的加强环及钢托 由于斜井与主洞交叉处结构复杂，应力集中点 较多，为更好地掌握围岩变化情况，保证施工安全， 在该段落施工过程中重点进行了隧道拱顶下沉和围 岩水平收敛量测，从进入斜井过渡段开始，每三榀钢 拱架布设监测点，每天量测３次，该段落的监控量测 结果为：隧道（选取正洞与斜井正对应的断面，该断 面应力最为集中）拱顶沉降累计最大值为４．３ｍｍ， 梁要严格控制施工，为保证该处拱架的稳定性，要加 强锁脚锚杆的施工，每榀钢架单侧一定不少于４根 锁脚锚杆，拱脚处一定要用混凝土填充密实。钢托 梁与钢拱架一定要焊接牢固，支撑立柱与托梁及钢 拱架的间隙一定要用喷射混凝土填充密实。 （４）由于该段受力情况复杂，所以在斜井向正 水平收敛累计最大值为２．２ｍｍ，从监控量测的结果 来看，斜井与主洞交叉段施工期间，隧道围岩与支护 洞转换过程中，尤其要重视监控量测工作，按变形速 率及时调成监测频率，及时汇总监测结果，并通知现 场及时调整支护参数。 ６ 结束语 麟：： ２—２３ ２—２５ ２—２７ ２—２９ ３ ３—４ 茅荆坝隧道斜井既起到通风通道作用又起到加 快隧道主体施工进度的作用，而斜井能否顺利安全 的转人正洞施工，成为影响施工进度的关键。施工 中强调在确保安全的前提下加快施工进度，加强支 Ｅ三三玉亚匿三圈 时间（ｄ） Ｋ１０６ ４－７８０断面拱顶变形曲线 旨 ２．０ １．５ １．０ Ｏ．５ ０．０ 护，重视超前预报及监控量测的原则。该斜井遵照 上述方法施工，既加快了施工进度，又确保了结构安 全，从监控量测的数据来看，交叉段围岩的各项变形 数据均属安全变化，且从开始交叉段施工，到进入隧 ２－２１ ２—２３ ２—２５ ２—２７ ２—２９ ３—２ ３—４ 匿 Ｏ．５ 巨要匝瞳量 圈 时问ｄ 道正洞正常施工只用了２２ｄ，为确保隧道能够按计 图６ Ｋ１０６十７８０断面周边收敛曲线 划工期完工起到了决定性作用。 Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｒｏｓｓｉｎｇ ｂｅｔｗｅｅｎ Ｓｈａｆｔ ａｎｄ Ｍａｉｎ Ｔｕｎｎｅｌ ｏｆ Ｍａｏｊ ｉｎｇｂａ Ｔｕｎｎｅｌ Ａｂｓｔｒａｃｔ Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ｓｕｒｒｏｕｎｄ ｒｏｃｋ ａｔ ｓｉｔｅ，ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ａｄｖａｎｃｅ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｆｏｒｅｃａｓｔ ｒｅｓｕｌｔ ａｎｄ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｄａｔａ，ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ ａｂｏｕｔ ｔｏｐ ｂｒｕｓｈｉｎｇ，ｓｕｐｐｏ￣ａｎｄ ｅｔｃ． ｏｆ ｓｈａｆｔｇ ｒａｐｉｄ ｅｎｔｅｒｉｎｇ ｉｎｔｏ ｍａｉｎ ｔｕｎｎｅｌ ａｒｅ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ，ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ ｆｏｒ ｓｉｍｉｌａｒ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｃｏｎｓｔｕｃｔｉｒｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ Ｔｕｎｎｅｌ ｓｈａｆｔ；Ｍａｉｎ ｔｕｎｎｅｌ；Ｔｏｐ ｂｒｕｓｈｉｎｇ；Ｓｕｐｐｏ￣
