隧道正洞与横通道交汇处施工技术探讨

2013-08-15旷远许

黑龙江交通科技 2013年8期

旷远许

(贵州省高速公路开发总公司)

隧道施工中，横通道是为了能够增加隧道工作面、缩短工期、改善施工通风、排水和运输条件等所加的隧道附属工程。但是，横通道与正洞和平导交叉地段(三岔口地段)的施工(尤其是横通道与正洞三岔口地段)是隧道施工中的一个薄弱环节，交叉口处的施工须加强支护，地质条件较差时，应作加强衬砌。本文对锡铁山隧道正洞与19#横通道交汇处施工情况进行简要介绍，为以后隧道三叉口地段的施工提供一些经验参考。

1 工程情况

锡铁山隧道出口1#横通道与正洞交叉的夹角为40°，横通道长度为45.8 m。横通道从平导往正洞方向为2.65%的上坡。正洞与1#横通道交叉口处地质情况较为复杂:在施工1#横通道时至+032 时发生突水涌砂，封堵后进行注浆加固，并打设三个排水孔泄水近4 个月。在+032 处打设超前地质探孔，发现前方存在多条宽张裂隙，向正洞方向延伸，尺寸不明。

2 施工方案

2.1 总体方案

正洞上台阶里程开挖到DK1887 +620、下台阶到DK34+630 后，暂停施工，将掌子面后方仰拱施作封闭完成。然后在上台阶打设三个30 m 深、下台阶打设两个40 m 深超前地质钻孔，探明前方地质的同时进行排水减压。正洞开挖班转移到19#横通道施工，根据探孔水量和19#横通道泄水孔水量变化情况，选择以下两种工况之一进行作业:

工况1、若横通道泄水孔水量明显减小、水压降低，则采取横通道全断面开挖、支护方式，施工至横通道与正洞相交处，架立最后一榀异型钢拱架，打好锁脚锚杆、喷射混凝土封闭，确保支护稳固牢靠。

工况2:若横通道泄水孔水量无明显减小迹象，或第一环开挖揭示前方地质仍较差，则采取上、下台阶法开挖，上台阶高度2.5 m 左右。打好超前小导管注浆后每次开挖一榀钢架距离，随挖随护、稳步推进。上台阶型钢拱架底部用枕木或槽钢支垫(待开挖下台阶后取下重复使用即可)，防止钢架下沉造成侵限。

根据现场施工情况综合分析，选择工况2 进行施工。在进行上下台阶施工时，上台阶长度控制在3 ～5 m。横通道开挖至与正洞交界里程后，再打设3 ～5 个5 m 深的泄水孔，把正洞水源截流到横通道水沟排出。做好各方面的安全措施(施工正洞超前注浆导管、锁脚锚杆、排水引流等)后再恢复正洞开挖。此间在横通道口靠正洞处浇注一环混凝土衬砌，以确保正洞过此段时的施工安全。

2.2 横通道支护参数

根据变更设计纪要要求，横通道设I14 工字钢钢架，纵向间距1.0 m，拱部设双层φ42 mm 超前小导管注浆加固，每根长4.0 m，环向间距0.3 m，水平小导管和斜上450 小导管纵向间距1.0 m 交错布置。

横通道现剩余8 榀钢架未架设，其中2 榀为标准断面钢架、6 榀为异型钢架。在横通道进行开挖时，技术人员对异型型钢的架设严格按技术交底的中线、水平进行控制;现场施工人员应严格按技术交底进行开挖、支护，确保施工安全。

2.3 正洞加强支护措施

正洞开挖时每次须预留核心土3 m 左右，保证掌子面围岩的稳定性，确保施工安全。坚持每循环在掌子面打设10 个以上5 m 长钎探孔，探明前方地质情况，保证前方有3～5 m稳定岩盘，以便及时采取针对措施保证施工安全。

正洞在开挖该段时，全环设格栅钢架，纵向间距0.6 m，拱部设φ42 mm 超前小导管注浆加固，小导管每根长4.0 m，环向间距0.3 m，纵向间距1.2 m;径向φ22 mm 砂浆锚杆每根长4.0 m，环距0.8 m，纵向间距0.6 m，呈梅花形布置.

正洞开挖至与横通道相交处下台阶，需挂网喷浆，并适当增加喷射混凝土厚度，以加强初期支护。在开挖DK34 +611.71 ～DK34 +604.55 时对每榀钢架(线左，即进洞右侧)的上台阶B 单元格栅钢架底部打设长4m 的注浆锁脚小导管(比照横通道拱部格栅钢架轮廓线成圆弧形打设)，每榀格栅钢架设置2 根锁脚小导管，并与钢架焊接在一起，防止钢架下沉。

3 安全措施

(1)开挖横通道爆破前，要用方木、钢筋网片、废旧防水板、背顶柴等对电力线和风水管线进行防护，以免其被爆破飞石砸坏。

(2)横通道内施工要遵循“短开挖、弱爆破、强支护、早封闭”的原则。每次开挖进尺控制在1 榀钢架内(最长边不超过1.5 m)，以便初期支护紧跟开挖面，防止围岩因长时间暴露后失稳，减少安全隐患。

(3)1#横通道爆破前15 min，开挖班必须通知平导值班施工员，同时施工员应在平导两侧安全距离处设置警戒线，此时平导所有施工人员在经过横通道时，必须停留在警戒线外，不得强行通过。施工员确认所有人员都已撤离的到安全地点后，方可通知开挖班放炮。开挖班必须经过值班施工员允许后方可点炮，决不允许擅自点炮。如需补炮，则另行安排。

(4)加强放炮后的找顶工作，对已松动的石块，必须及时进行处理，以保证后部工序施工人员安全。

(5)电工要经常对洞内电力电缆进行检查，电力线要求挂设在边墙上，对已破损的电缆要及时更换，杜绝触电事故的发生。

(6)喷混凝土及注浆作业时，要按规定带好防护用品。

4 质量措施

(1)横通道的位置要严格按工程部测量放样交底确定，工班要按放样交底进行开挖、架立钢拱架，不得对横通道的位置进行改动。

(2)正洞与横通道的施工顺序要按交底施工，即先施工横通道，交汇处三角区先施作一环横通道衬砌后再施工正洞。详见附图:19#横通道施工流程图。

(3)要严格控制正洞、横通道的超欠挖，开挖后及时施作支护，防止围岩发生塌坍。超前小导管应严格按交底要求进行施工，确保施工到位，严禁小导管侵入隧道净空，保证施工质量和安全。

(4)横通道和正洞的底部标高要按交底尺寸开挖，不得时高时低而造成底部积水，如有积水，把积水和泄水孔的水一起引排到水沟。

(5)正洞开挖到与横通道相交的地段时，支护措施必须按设计做到位，并且要加强，要加密加长超前小导管及挂网喷射混凝土支护。

(6)开挖后及时喷射混凝土进行支护，喷混凝土厚度，强度要达到设计要求，对开裂、松动、剥落的喷射混凝土要凿除后补喷，喷射混凝土终凝后要洒水养护。

5 施工注意事项

(1)超前支护:必须保证超前支护的质量，掌子面斜上方对隧道的稳定具有很大的影响，由于该施工段地质条件较差，开挖前必须改善此地质情况，增加围岩的稳定性。此处施工设计采用超前小导管注浆加固进行超前支护。即沿隧道开挖轮廓线以外5 cm，外插脚3 ～5°打入φ42 mm 超前小导管(小导管安设数量和长度均应满足设计要求)作为超前支护(在实际施工过程中根据围岩的破碎程度可选择注浆或不注浆)，使小导管与周围围岩形成拱部的环向支撑，从而提高围岩自身的强度和稳定能力。

(2)注浆完成后，进行开挖，开挖时应严格控制炮眼数量、炮眼深度和装药量，周边采用光面爆破;在开挖后及时施作钢拱架支撑，径向打系统锚杆(系统锚杆能够提高围岩的力学性能，增强围岩的整体性，因此必须保证系统锚杆的施工质量)和锁脚小导管(两侧拱脚中45°斜向下打入围岩形成“撑脚导管"型钢拱架，采用φ42 mm 锁脚小导管相互支撑牢固，确保钢架的整体稳定性)，并及时进行喷锚封闭，有效地避免塌方的发生.

(3)通过每一个循环在掌子面随机布置10 个5 m 长的长钎探孔，探明前方地质情况，提出施工建议和进行防塌工程施工。施工时采用动态手段，根据不同的围岩地质情况随时调整支护参数，做到“石变我变、随挖随护”稳步推进，从而保证施工顺利进行。