分水岭隧道横洞进正洞挑顶施工技术探讨

2019-10-14

福建质量管理 2019年17期

(中石化重庆天然气管道有限责任公司重庆 400000)

一、工程简介

分水岭隧道位于武隆区鸭江镇，穿越长度2382米,隧道最大埋深约206m,隧道断面为直墙圆拱形,净宽3.8m,净高3.3m。为减少隧道施工工期,在整个隧道的约1/3处设置横洞,用以增加作业段。横洞长 158.4m,隧道最大埋深约75m,隧道断面为直墙圆拱形,净宽2.7m,净高2.75m。

二、施工步骤

(一)挑顶施工

横洞与正洞设计相交采用90度正交于K1+534.4(正洞桩号)，拱顶高差0.8m，横洞扩挖起始里程K0+150(横洞桩号)，采用8米过渡段，为保证隧道内出渣车的通行高度3.5m，顶部过渡坡度设置为2.5%。同时对该段横洞初期支护进行加强，确保下步正洞跨越横洞提供支护保障。

(二)分步开挖

横洞与正洞交叉段位于Ⅳ级围岩内，初始可采用全断面法开挖，接近正洞时应提前调整底板高程，使横洞底板与正洞底板交界处顺接，保证交接洞口加固支撑落于实处。

进入正洞范围后其开挖及初期支护需比正洞拱部相应设计标高变大，以保证增加钢拱架后的拱顶支护厚度(增加10cm)。见下图:正洞与横洞连接处断面图(加强环中3榀钢架高度一致)。

(三)正洞拱架落脚平台

考虑横洞到正洞上导拱架落脚位置的牢固性，横洞拱架必须提供一个牢固的落脚平台。在正洞右侧边墙与横洞交界里程 K0+158.4处时，沿正洞方向设置拱顶纵向托梁，托梁采用Ⅰ20b 型钢，牢固焊接于横洞钢架拱顶，托梁与横洞钢架间空隙设置Ⅰ20b型钢竖向立柱,立柱与正洞拱架位置相对应，牢固焊接并喷射 C25 砼回填密实。

见图:交叉口正洞钢架落脚平台立面图:

(四)形成设计断面

横洞施工至正洞右侧边墙后，横洞和正洞横断面处打超前小导管(6米长)注浆，然后正洞采用分段开挖，每次开挖宽度(正洞纵向方向)不超过1m，再逐步扩大施工断面，直至正洞的标准断面，喷射3～5cm厚混凝土临时防护。

为方便出渣车等施工设备、车辆通行转弯(最长车辆最小转弯半径为4.3m)，在横洞施工渐变段(6m)范围内进行扩宽，扩宽长度为1m，即横洞两侧各扩宽0.5m，在横洞与正洞交接横洞方向2m处开设喇叭口，喇叭口宽度为8.3m；横洞与主隧道连接处如图所示：

三、施工要点

正洞与横洞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，同时应加强该段正洞初期支护的锁脚锚杆施工，防止拱架下沉。

(一)提高支护参数

横洞变断面段施工，应加强初期支护，通过加设钢拱架的方法提高断面支护参数。按V级围岩标准，钢拱架间距1米。

(二)设置加强环

由于正洞开挖断面较大，为确保扩顶段正洞施工安全，在横洞与正洞交接处设置一加强环，加强环由 3 榀Ⅰ20b型钢钢架组成，3榀钢架焊接在一起，相邻钢架采用Φ22纵向钢筋连接，喷 22cm 厚混凝土覆盖钢架。

I20b型钢钢架由横梁和立柱组成，横梁与横洞Ⅰ20b型钢钢架之间的空隙，从两侧对称焊接竖向Ⅰ20b型钢立柱短撑，钢架安装后该空隙喷射混凝土回填密实。在横梁上按照正洞拱架的间距纵向设置Ⅰ20b钢柱头，作为正洞拱架的支撑点，门型钢架每侧增设至少4根Φ42锁脚锚管(锚管为φ42小导管，小导管长度4.0m)和系统锚杆，并与钢架焊接牢靠。

(三)设置托梁，为正洞拱架提供落脚平台

在正洞与横洞拱顶交界里程处，沿正洞方向设置拱顶纵向托梁，托梁采用Ⅰ20b型钢，牢固焊接于横洞加强钢架拱顶，托梁与横洞钢架间空隙设置Ⅰ20b 竖向立柱,立柱与正洞拱架位置相对应并牢固焊接，间隙喷射 C25 砼回填密实。

(四)加密设置正洞初期支护锁脚锚管

每榀钢架单侧不少于 4 根锁脚锚管，锚管为φ42小导管，小导管长度4.0m，注水泥砂浆，锁脚锚管与钢架牢固焊接，防止拱架下沉。