隧道斜井加宽段与行车横洞之优劣

2012-07-06周建波

科技传播 2012年8期

周建波

中铁二十局集团第三工程有限公司，重庆 401121

1 工程概况

大梁隧道位于青海省门源县，地处祁连山中高山区，平均海拔3600m～4200m，最高海拔为4430m。隧道起讫里程DK328+820～DK335+370，全长6550m，为双线隧道。设置辅助坑道1处（大梁隧道斜井），斜井长度1070m，进入正洞里程DK331+900处，平面角度67°11′4″，坡度12%。洞身经过砂岩、板岩及F5断层破碎带等，地下水发育，涌水量达800m3/t，工程地质条件差，结构采用曲墙式衬砌结构。

2 施工条件

大梁隧道斜井长1070m，斜井断面采用宽7m×高6m的形式，斜井采用无轨运输，因斜井较长，且坡度较大，为了便于出渣车、装载机、挖机等一系列施工设备掉头、错车，现根据施工现场采用每300m增设一处掉头、错车位，分别采用了加宽、设置横洞这2种形式，现同为Ⅴ级围岩，同为进尺15m，就2种形式的优劣性做以比较。

3 施工技术

3.1 加宽段施工

大梁斜井在X8+00～X7+85段处设置了1处加宽段，在隧道右侧加宽，原有7m宽度的基础上，增加了5m，成型后斜井宽12m（如图1）。

3.1.1 测量放线

原斜井为1心圆结构，加宽后，斜井由2个圆控制其位置，同时该段15m采用平坡形式，确保施工车辆安全性。

3.1.2 洞身开挖

开挖前，先放样出开挖轮廓线，控制好超欠挖。每循环进尺控制在1m，杜绝长进尺。如采用爆破形式，控制好周边眼的间距，一般控制在50cm以内，周边眼药量控制在0.5kg内。

3.1.3 初期支护

开挖轮廓线完成以后，先排险后素喷，对欠挖部分用小型风镐进行处理，钢架间距采用I18工字钢50cm，同时超前支护必须每循环施作。

3.2 停车横洞施工

大梁隧道斜井X3+50处设置行车横通道，X3+57.5～X3+42.5为变截面加宽段，X3+52.5～X3+47.5设置横通道（图2附后），与斜井成90°角进洞，采用深5m×高4.8m×宽5m的断面形式。

3.2.1 定线

X3+57.5～X3+42.5不设纵坡，横坡设置为向左侧2%，前后衔接段的纵坡提前设置缓和段，由测量班测出炮孔位置、钢架位置、路面标高等，确保线型的顺畅和路面的平整。

3.2.2 加宽段施工

X3+57.5～X3+42.5设置变截面加宽段，最大加宽2m，具体步骤如下：

图1 加宽段断面示意图

图2 横洞断面示意图

1）每次开挖前，测量班定出开挖断面位置；开挖班开挖至设计断面，注意避免超欠挖情况；开挖完成后，素喷混凝土；

2）立架班开始立架，采用I18工字钢，钢架间距50cm，注意控制连接筋、钢筋网焊接及钢架的垂直度；

3）超前支护及布置锁脚，超前间距40cm，拱部140°设置，长4.5mφ42小导管，锁脚长3m，外插脚45°，注单液浆，施工时加强锁脚和钢架的连接，以便控制沉降；

4）喷射混凝土，采用C30混凝土，厚度23cm。

3.2.3 洞口段施工

在X3+52.5～X3+47.5段与斜井呈90°开口，采用台阶法，具体步骤如下：

1）先转化后开口，先完成 X3+42.5～X3+47.5、X3+52.5～X3+57.5为2段变截面加宽段及两段底板的施工；

2）测量班定出开口位置；开口处先做临时锁口支护再开口，即门拱单独设置，在门拱立柱处设置双立柱形成独立的门拱，（见大样图）。施工时，严格控制爆力，尽力保护临时支护。加大开口位置处的锁脚锚杆，每根钢架处设置4根，长3m；

3）凿出开口位置；立钢架并及时闭环，并用锁脚锚杆锁紧，加设纵向连接筋，待稳定后再开挖前进下一榀。

3.2.4 横洞施工

洞口段处理完成后，施工横洞，具体步骤如下：

1）每次开挖前，测量班定出开挖断面位置；

2）开挖完成后，素喷混凝土；

3）立架班开始立架，采用I16工字钢，钢架间距50cm，横洞口不少于2m长度的钢架通过φ22钢筋环向加密后双股满焊，以加强纵向连接与对应加宽段钢架形成整体，注意控制连接筋、钢筋网焊接及钢架的垂直度；

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4）超前支护及布置锁脚，超前小导管间距40cm，拱部140°设置，长4.5mφ42小导管，锁脚长3m，外插脚45°，注单液浆，施工时加强锁脚和钢架的连接，以便控制沉降；

5）喷射混凝土，采用C30混凝土，厚度23cm。

3.3 施工注意事项

1）注意该段监控量测点布置按照5m/组布置，量测数据采集1次/天，及时分析，指导施工；

2）不能有超欠挖或空洞；

3）根据围岩情况，及时增强支护参数。

4 方案的对比

4.1 安全质量方面

加宽段施工完成后，在原有基础上增加二次支护，增加其安全质量效果；横洞在开口时，存在极大的安全隐患。

综上所述，安全质量方面，加宽段由于横洞施工。

4.2 进度方面

加宽段施工，每循环进尺1m，每天2循环，共计15m，花费8天；

横洞施工，每循环进尺1m，每天2循环，共计15m，花费8天，其次还有横洞施工5m，花费3天时间，同为进尺15m，花费时间11天。

综上所述，进度方面，加宽段优于横洞施工。

4.3 效益方面

根据现场施工用量情况，加宽段15m，人工费： 8天×7000元/天=5.6万元，材料费：开挖15m×60m3×50元+立架15m×0.395kg×4900元（钢材价格）×2+喷混凝土15m×6.8m3×550元（喷浆料价格）+超前支护15m×0.18t×5200（小导管价格）=17.3万元；人工费+材料费共计22.9万元。横洞15m，人工费： 11天×7000元/天=7.7万元，材料费：（开挖15m+横洞5m）×55m3×50元+立架20m×0.365kg×4900元（钢材价格）×2+喷混凝土20m×4.3m3×550元（喷浆料价格）+超前支护20m×0.18t×5200（小导管价格）=19.3万元；人工费+材料费共计27万元。加宽段较横洞节约4.1万元。

综上所述，效益，加宽段优于横洞施工。