王达飞
中煤三建兰渝铁路项目经理部
【摘 要】辅助坑道进入正洞处，以小断面交大断面并形成三岔口，根据围岩级别和性状确定斜井进入正洞位置，在保证围岩稳定、设计开挖轮廓尺寸，保证质量和安全的前提下，快速进入正洞，并及早形成初期支护。是斜井进入正洞处开挖施工的目的。太中银铁路工程离石隧道1#斜井辅助坑道进入正洞采用在斜井一侧爬坡渐进到正洞顶拱，利用小台架采用台阶法开挖大断面，并及时作好初期支护，取得良好效果。
【关键词】隧道开挖，挑顶施工；
1、工程概况
1#斜井与离石隧道平面45°相交于里程DK168+000，（斜井斜长895.25m，斜井内坡段最大坡度为9%。综合坡度8.33%），此三岔口段在斜井一侧为25米长的错车平台，在正洞一侧其断面为无仰拱的单圆结构形式，开挖直径12.90米，初期支护为素喷普通C25砼，厚度5cm；局部围岩不稳定段按纵环间距1.5×1.5m布置2.5米长的Φ25中空反循环锚杆。
2、结构尺寸、几何关系
三岔口段在斜井一侧开挖断面，宽×高：9.02×7.03米，与正洞相交处宽12.75米；斜井与正洞左侧线路中线相交处高程分别为：斜井底板：1034.46米、正洞内轨顶面高程：1035.36米、内轨顶面以下依次为：道床顶面：1034.79米；底板：1034.44米。斜井进正洞后与顶拱高差3.38米；与底板高差0.02米。
3、施工方法
我们共为斜井进入正洞准备了两套方安。因施工现场围岩特性，在施工中我们采用的是第二套方案。
第一套方案：
1）斜井开挖渐进到正洞左侧边线时，掌子面左侧短进尺、右侧正常进尺，使开挖面发生45度转角，形成与正洞相交的垂直掌子面。按12.75×6.45米断面开挖至正洞右侧边墙，形成贯通掌子面。
2）利用开挖斜井的钻爆台车扩挖形成正洞全断面轮廓，首先向进口方向扩挖，采取分段分片开挖的方法，共计分成5片，首先中导洞先行开挖，开挖断面B×h：6×6.45米；其次两侧跟进开挖，开挖断面宽以至正洞左右边墙为准，高与中导洞相同；中导洞与两侧开挖距离按一个爆破循环约3米左右控制，此3片开挖以8.35%坡比约40米爬坡至正洞顶拱。
3）待40米中部开挖结束后，利用垫碴抬高台车将高差3.38米的部分挖除；清理底板后将底板爬坡部分挖除形成正洞全断面开挖轮廓。
第二套方案：
1）斜井开挖渐进到正洞左侧边线时，自斜井错车道起点8.04%开始爬坡，临近正洞左侧边墙线时斜井开挖掌子面左侧短进尺、右侧正常进尺，使开挖面发生45度转角，形成与正洞相交的垂直掌子面。以12.75米宽将正洞上部6.95米高的断面开挖成型至右侧边墙，形成贯通掌子面。上部开挖进尺40米。（6.95米高是正洞圆弧与下部直线段分界点）
余下底板部分高2.98米，在三岔口处横向拉槽至正洞右侧边墙形成下部开挖掌子面，开挖进尺40米后与上部合并形成全断面开挖轮廓。
从正洞Ⅱ级衬砌断面反应，底板以下有自左右边墙向隧道中线2%的安装排水渗管Φ100mm位置，所以开挖底板时按2%坡比将安制排水盲管的部分一并挖除。
三岔口段向出口方向可以在向进口方向全断面形成后利用大钻爆台车全断面掘进开挖。
三岔口处开挖分段分片顺序见“正洞围岩开挖断面图”，这里以Ⅱ级围岩断面为例。
2）挑顶开挖
待三岔口段分别向进出口掘进一定距离后，在斜井一侧利用小钻爆台车自里程斜0+10.5处开始开挖，在正洞一侧利用大钻爆台车自挑顶终点处向斜井方向开挖。三岔口段挑顶长10米左右，挑顶半径20米。
3）初期支护
三岔口段初期支护视围岩级别采用不同的支护方案。Ⅱ、Ⅲ级围岩采用锚杆、挂网、喷砼的措施；若是Ⅳ级围岩则采用在以上措施基础上支立拱架加强支护。
锚杆、挂网、喷砼支护方式具体设计参数如下：锚杆长度3米，Φ22螺纹钢间排距1.5米梅花型布置，注高强锚固剂粘结；钢筋网采用环向Φ8、纵向Φ6的圆钢，网格间距20×20cm；网片与锚杆点焊牢固，搭接不少于一个网格距离；喷砼采用普通C25砼，喷射厚度10cm。施工工艺、质量严格按《铁规》执行。支护详图见下图：
锚杆、挂网、喷砼加支拱支护方式设计参数：拱架采用I16工字钢按开挖轮廓尺寸加工，随开挖初喷紧跟掌子面支立，支拱距掌子面不小于1米，必要时可局部钻设超前锚杆或是超前小导管注浆，超前锚杆或是小导管端部与拱架焊接牢固，以保证围岩不稳定状态下强支护确保施工安全。锚杆、挂网、喷砼参数同上。
4、施工量测
三岔口段必须加强量测观察，按10米间距布置拱顶下沉和边墙收敛位移观测点，观测及时，频率按《铁规》规定的次数适当增加，做好开挖掌子面的地质素描和超前地质预报工作，为下一循环开挖作业和初期支护提供依据。确保施工进度、质量和安全。
5、施工管理
本项目部设施工技术室，在指挥部总工和工程部的领导下，负责各工序的施工技术管理工作。工程部设置精测组，负责洞内精密导线的测设复核工作。利用断面测量仪加强对喷射砼前后进行检查，减少超挖，杜绝欠挖。采用围岩收敛仪等方法对围岩进行监控量测，及时整理量测数据为支护和二次衬砌提供科学参数。技术室和工程部设专人负责内业资料的管理工作，及时归档保存多种隐蔽工程检查证明和各种施工记录。地质工程师作好隧道地质描述，运用超前钻孔等措施进行地质构造的预报，并将钻探资料及时报业主、设计和监理单位，以便及时做好不良地质条件下的施工设计和施工方案进行变更处理。
6、施工质量控制
1）.开挖根据围岩情况灵活采用全断面或是台阶法，分段爆破，严格控制各类炮孔的装药量，单响最大药量控制在16Kg以内。钻孔应按技术交底的炮孔布置图进行施工，控制好超欠挖现象，做到超挖不超限，不欠挖，尤其是拱脚和墙脚上下各1米范围内严禁欠挖。
2）.喷砼按施工组织设计采用湿喷法，拌制用原材料必须经复检合格后方可使用，拌合严格按照施工配合比进行，开盘后试验人员要及时跟踪检查，看砼是否符合设计要求，及时调整配合比，并按规范要求进行现场取样；喷砼分段分片由下至上进行，若围岩顶拱不稳时，宜先喷拱部后喷边墙。喷砼厚度设标志，控制反弹料在25％左右。
3）.钢筋网按设计网格尺寸加工成片，网格采用点焊牢固，制安时搭接1~2个网格，钢筋网制安在初喷和锚杆制安后开始，网片和锚杆绑扎牢固，制作钢筋网片的钢筋必须拉直、除锈、无油渍和裂痕。
4）.锚杆制安必须在初喷后及时施做，孔位偏差控制：孔距±150mm、孔深±50mm；注浆饱满，待孔口返浆后及时封闭孔口并安设垫片用螺母拧紧，拧紧后勿扰动锚杆。
7.安全措施
7.1．开挖
1）.进入施工现场的施工人员必须佩带安全帽；
2）.超过2m的高空作业按高空作业施工，配戴安全防护设备。
3）.从事钻爆作业的施工人员必须有爆破合格证，持证上岗。
4）．用震动疏通的方法处理喷管时，喷射手和辅助操作人员要紧握喷射枪，以免喷射枪甩动伤人。处理堵管时，料罐工作风压不能超过0.4MPA。
6）.从事钻爆作业的工人在爆破后到达工作面时，首先应观察开挖后围岩的实际状况，然后认真对开挖后的围岩进行找顶，确保无危石的存在。
7）.掌子面必须有足够的照明度；严禁非电工人员私自接电、开启或关闭任何电器开关；用电设备应设置安全警示牌；洞内外的输电线路和用电设备应由专人定期检查，保证用电设备及电线路的绝缘良好。以防发生触电或电击事故。
8）.爆破前，将掌子面的照明设施和施工机具移至爆破安全距离或进行安全防护，必须设置专职安全防护员，对爆破工作区域进行封锁防护警戒，在安全员的统一指挥下，通知洞内的所有人员撤离至的200 m以外的爆破安全距离，然后统一起爆。
9）.爆破后等炮烟散尽才能进入掌子面后才能，根据现场的实际情况采取合理的施工支护措施。
7.2支护
1）.开挖后及时对自稳差的围岩采用设计钢拱架进行加固，并安设超前锚杆。
2）．严禁将喷枪对准施工人员，以免突然出料时伤人。
3）．喷射作业时，如压力表指针突然上升，并出现往复摆动时，可能出现有大块堵住喷射机出弯管，此时应立即停机排除。
4）．用震动疏通的方法处理喷管时，喷射手和辅助操作人员要紧握喷射枪，以免喷射枪甩动伤人。处理堵管时，料罐工作风压不能超过0.4MPA。
5）．处理出弯管堵塞或清理料罐时，严禁再开动电动机，分配盘运转的情况下，严禁将手伸入喷出弯管或工作罐内。
6）.平行作业中处理堵管时，应通知附近工作人员避开喷枪出口方向。
7）.喷射手应佩带防护面罩或防护眼镜、胶皮雨衣和手套，加速凝剂的工作人员应佩带胶皮手套。
8）.严肃劳动纪律，严禁在工作台架上打闹、嬉戏。
9）.现场施工员在洞库内应加强现场管理力度，施工中应仔细观察已初支完成的地段及裸露围岩的变化情况，发现问题及时向工区汇报，争取把安全隐患消灭在萌芽状态。
10）.进一步加强施工车辆管理，杜绝安全事故的发生。
8、成效
在以往的斜井与正洞交叉口施工中，一般均采用导坑返挑法进行施工，即先采用小断面导坑掘进，然后返回来处理扩挖，这样一来时间担搁太长，据统计正常情况下采用导坑返挑法至少需要30天的时间方可达到正洞正常循环的工作要求。我们这挑顶施工，仅需20天的时间，就可达到正常工作循环，大大节约了工作时间，且加强了施工安全的控制，为全隧道按期贯通打下了基础。
论文作者:王达飞
论文发表刊物:《低碳地产》2015年第13期
论文发表时间:2016/8/17
标签：斜井论文; 围岩论文; 断面论文; 岔口论文; 进尺论文; 底板论文; 至正论文; 《低碳地产》2015年第13期论文;