马家山隧道上罗斜井三岔口挑顶施工技术

2012-07-30吴发展

山西建筑 2012年9期

秦召吴发展

(1.中铁隧道集团二处有限公司，河北三河 065201; 2.兰州理工大学，甘肃兰州 730050;3.中铁隧道集团兰渝铁路指挥部，甘肃岷县 748400)

0 引言

铁路隧道工程，为安全生产、快速施工，设置斜井开辟工作面成了长大隧道施工经常采用的方法［1］，斜井进正洞三岔口挑顶施工技术的安全合理性是施工中的一个关键环节，李本［2］对大断面湿陷性黄土隧道斜井进入正洞的安全、进度和经济方面进行了研究，史振宇［3］对大断面斜井进入正洞从超前支护、分部开挖、加强支护等方面进行了阐述，赵勇［4］对太行山隧道8号斜井膏溶角砾岩地层三岔口挑顶的开挖、支护施工技术进行了总结。本文根据马家山隧道工程特点，对上罗斜井进入正洞三岔口挑顶施工技术进行了总结，积累经验，以期为同类项目提供借鉴。

1 工程概况

马家山隧道位于秋末河左岸哈达铺镇西北侧，线路基本呈北向南走向。隧道起讫里程:DK242+696～DK247+131，全长7 435 m，为双线隧道。隧道洞身最小埋深42 m，最大埋深494 m。上罗斜井位于兰渝铁路线路右侧，与正洞左线交点里程DK242+347.898，平面交角90°，内轨顶面高程2 178.988 1 m。斜井全长991.3 m，双车道无轨运输，斜井综合坡度－2.23%，井口高程2 156.846 m，井口与正线高差22.142 m。

2 三岔口施工技术

2.1 三岔口与正洞联接方案

由于正洞为双线单洞，根据本工程特点，斜井与正洞采取直接进洞，不设副联。斜井与正洞平面交角为90°，见图1。

2.2 斜井进正洞三岔口加强段设计

斜井进正洞交叉口段30 m设计采用Ⅳ级模筑衬砌支护，拱墙局部架立Ⅰ16型钢钢架。根据实际情况考虑断面加大等因素，斜井与正洞交叉口5 m范围内加强初期支护，采用曲墙断面，架立Ⅰ16型钢钢架，增强交叉口地段初支受力状态。在斜井与正洞交接处，采用并排架立两榀Ⅰ16型钢钢架，并在拱架顶部设置门梁来支撑正洞上部拱架，门梁采用Ⅰ20b工字钢，门梁与斜井钢架焊接在一起，按照设计图纸位置安设，保证立柱、横梁位置准确。采用φ22锁脚锚杆，分别与立柱和横梁焊接牢固，锚杆长度为3 m。保证锚杆施工质量，防止因施工不当导致横梁下沉引起安全和质量事故，见图2，图3。

2.3 挑顶施工步骤

小导洞开挖至上台阶→正洞上台阶支护→正洞上台阶向兰州方向开挖支护→正洞上台阶向重庆方向开挖支护→正洞中(下)台阶开挖支护。施工示意图见图4，图5。

2.4 小导洞施工方法

小导洞支护参数:顶部喷混凝土采用 C25混凝土，厚度20 cm，边墙厚度5 cm～8 cm;拱架采用Ⅰ16钢架，间距1.0 m/榀;φ8钢筋网，网格间距20 cm×20 cm;纵向连接筋设φ22连接筋，环向间距1.0 m。

1)斜井岔口段施工:从斜井上台阶(台阶高度4.0 m)拟采取向上爬行至正洞上台阶进入正洞施工，与正洞正交进入，在井口正洞大跨处开始向上开挖，采用边向上挑口边进行门型钢架锚喷支护，开口宽度4.5 m，进尺按1.0 m进行控制。斜井挑顶平面位置示意图见图6。

2)开挖后及时架设工钢门架，间距按1.0 m进行布置。边墙及时施作锚杆，环向间距按1.0 m进行布置。门型钢架拱顶位于正洞开挖轮廓线外侧，预留变形量10 cm。门型钢架立柱采用定位锚杆将直立工字钢锁在边墙上，以保证门架受力的稳定性，及时喷混凝土将拱部封闭。

3)开挖时逐渐将底板抬高至大跨线标高，按正洞上断面开挖尺寸进行开挖，待开挖至正洞另侧开挖限界后，按设计要求架设正洞钢架(至少四榀)，将锚杆及钢筋网施作完成，并增设局部定位锚杆及系统锚杆、喷射混凝土封闭，形成环向立拱锚喷支护。

4)待喷射混凝土达到一定强度并观察稳定后，进行正洞上断面的开挖支护，拆除直立工钢，按正洞上半断面向兰州方向开挖，上台阶形成一定台阶后进行中部开挖。在每个开挖、支护面形成10 m～15 m长的工作面后再反方向开挖、支护，形成两个工作面施工。

5)小导洞进正洞施工步骤:小导洞开挖至正洞上台阶→设立正洞上台阶拱架、网喷支护→正洞上台阶向重庆方向开挖支护→正洞上台阶向兰州方向开挖支护→斜井进正洞后中台阶开挖支护→斜井进正洞后下台阶开挖支护。

3 施工注意事项

小导洞采用控制爆破，挖掘机扒碴，装载机装碴，自卸汽车运碴，开挖循环进尺1.0 m。小导洞开挖时，注意控制拱顶标高，顶部初支内侧沿正洞开挖轮廓线布置，并预留10 cm施工误差及沉降变形量。小导洞采用矩形断面，断面内净宽4.5 m，高度根据正洞开挖轮廓线标高计算并进行控制，拱脚严禁悬空，必须落在坚实基础上。

开挖过程中加大监控量测频率，根据量测数据指导施工，保证施工安全。