新建铁路ZTSG-5标

xx隧道

斜井转入正洞挑顶施工方案

二Ο一二年五月

斜井转入正洞挑顶施工方案

一、编制依据

1、《铁路隧道工程施工质量验收标准》TB10417-2003

2、《铁路隧道工程施工技术指南》TZ204-2008

3、《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086）

4、《铁路隧道喷锚构筑法技术规范》（TB10108-2002）

二、工程概况

隧道位于河北省承德市境内，设计为双线隧道。进口里程为DK312+791，出口里程为DK322+243，隧道全长9452m（其中包括明洞及棚架14m），最大埋深583m，隧道设有斜井一座。

斜井位于赵家店村，与正洞大里程方向左侧交角为73.29°，与主线相交于DK318+600，全长1025m，与正洞交接段围岩为砾岩、安山岩，弱风化，岩体完整，呈巨块状结构，设计为Ⅱ级围岩，考虑斜井与正洞相交处围岩应力集中，属于薄弱环节，为加强施工安全和隧道结构安全，隧道正洞与斜井交接点处大小里程方向各30m范围衬砌结构提高一个等级，按照Ⅲ级复合式衬砌进行支护，斜井与正洞相交处正洞增设I20a钢架支撑。

三、斜井转正洞施工方案

1、斜井与正洞过渡形式

为满足施工机械作业、行驶净空，同时保证斜井车辆通行安全、畅通，并保证斜井能快速转入正洞及进入正洞后的施工进度，斜井与正洞交接处扩大断面呈喇叭口形式，斜井与正洞两侧均以96°相交，的施工方案（平面布置如下图）。

2、总体施工方案

根据现场实际围岩情况，斜井进入正洞施工地段采用“小导洞棚架爬坡法”施工。斜井施工至与正洞交界后，以正交喇叭口形式进入正洞，同时上坡开挖至正洞拱顶高程，并继续沿相同方向掘进一定距离；形成作业空间后，转向相反方向施工，扩挖临时支护达到正洞标准断面。

（1）斜井临近正洞施工

斜井临近正洞边30m段斜井设计为Ⅱ级围岩，为保证施工安全，同时考虑喇叭口施工工艺，方案采用I16工字钢架配合系统锚杆、钢筋网片、喷射混凝土的加强型支护代替原设计Ⅱ级围岩模筑衬砌，具体支护参数为：

①斜井在靠近正洞洞口30m范围采用I16型钢钢架，钢拱架间距1.2m，钢架间采用φ22螺纹钢筋纵向连接筋焊接在一起，连接筋环向间距1m，采用φ42锁脚锚管定位。

②斜井拱墙喷射C25混凝土厚24cm，拱部为φ25中空注浆锚杆，边墙设φ22砂浆锚杆，锚杆长3m，间距1.2m×1.0m，按梅花型布置，拱墙挂φ6钢筋网，间距25cm×25cm，搭接1-2个网格，逐点焊接。

（2）斜井钢架与正洞钢架相交处施工

斜井与正洞交界处喇叭口采用3榀并联I20a工字门架加强，并做为正洞钢架落脚支撑。

①为保证正洞钢架有稳固落脚点，将斜井与正洞相交处设I20a工字钢托梁，托梁用3榀I20a钢架焊接而成。正洞钢架落在托梁上并与托梁焊接在一起，拱架间距为1榀/1.0m，共加工11榀。相交处托梁布置如下图。

托梁与斜井拱架连接示意图

②正洞钢架拱脚处加设锁脚锚管，与斜井钢架连接处拱脚设4根（增设两根）长4m的φ42锁脚锚管，以保证拱架稳固。

③斜井纵向拉杆向正洞延伸1m，并与正洞钢架或纵向拉杆焊接牢固，斜井伸入正洞的超前小导管也与正洞钢架焊接在一起（小导管多余部分割掉）。

④斜井与正洞相交处的托梁和钢架之间采用I16钢支撑立柱焊接在一起，I16钢支撑间立柱距为1.0m（与正洞钢架间距一致），正洞钢架落在钢支撑上顶在托梁上，具体布置如下图：

托梁与正洞钢架和钢支撑连接布置图。

托梁与正洞钢架连接布置图

（3）正洞加强段施工

与斜井相交的正洞加强段为DK318+570~DK318+630段60m范围，实际为Ⅱ级围岩，按设计降低一个等级采用Ⅲ级围岩复合式衬砌进行支护，其中斜井与正洞相交范围向两侧各1m范围增设I20a钢架支撑。支护参数为：

①正洞DK318+597~DK318+606段范围设置I20a钢架，间距1.0m，钢架间用φ22纵向连接筋焊接在一起，拉杆环向间距1m，钢架上、下台阶拱脚各节点均采用4m长φ42锁脚锚管定位。每个节点设置2根锁脚锚管。

②拱墙喷射15cm厚 C25混凝土（DK318+597~DK318+606段范围喷射28cm厚C25混凝土），拱部为φ25中空注浆锚杆，边墙设φ22砂浆锚杆，两种锚杆均长3m，间距1.0m×1.0m，按梅花型布置，拱墙挂φ6钢筋网，间距25cm×25cm，搭接1-2个网格，逐点焊接。

3、斜井与正洞相交处施工工序安排

因该段交叉口处开挖净空扩大，施工工序多，施工难度大，开挖后支护闭合时间长等诸多不利因素，该段虽为Ⅱ级围岩但仍采用台阶开挖法进行开挖。根据斜井与正洞设计相交角度及复合式衬砌参数，应对交叉口段斜井初期支护进行加强，确保下步正洞跨越斜井提供支护保障。斜井与正洞相交处施工工序如下

（1）斜井掘进接近正洞相交里程时（即掘进至2斜0+06时），开始逐渐抬高斜井拱顶高程，接长钢架。拱顶抬高坡度控制为19%。

（2）斜井掘进至正洞开挖轮廓线后，在交叉口处施做初支加强环及托梁。在斜井衬期支护加强环钢架拱顶上沿正洞方向设置纵向水平托梁，托梁采用I20a型钢（三榀并连焊接而成），托梁两端联接I20a型钢立柱支撑至主洞墙底。喷射C25砼覆盖加强环、立柱钢架，托梁范围暂不喷射，待正洞钢架落脚后一并喷射。及早施作斜井加强型初期支护。

（3）在斜井与主洞相交处，采用棚架进入正洞，棚架斜向上爬坡至洞顶后，以平坡向前开挖至正洞外侧台阶拱脚位置。

正洞挑顶开挖，依据围岩稳定状态时采用Ⅰ16临时棚架支撑顶部，棚架间距为0.8m，棚架间采用φ22钢筋焊接为整体，结合初喷混凝土5cm，临时棚架横梁采用20cm网喷，网格尺寸20×20cm（临时棚架横梁将作为永久支护），形成临时支护体系，棚架结构尺寸见下图，图中H、b，根据现场情况确定尺寸，现场加工。

临时棚架尺寸图

①采用轻型小挖机以小导坑方式横向垂直进入正洞洞身拱部，并进行拱顶上导坑弧面挑顶开挖，人工风镐及作业台架进行修边。

②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加大，以预留临时支护厚度及足够的变形量。开挖过程中采用I16号工字钢临时棚架及时支护。

③当隧道正洞拱部上导坑开挖面临时支护合格后，移除临时棚架一侧竖撑，施做该侧初期支护（先拆除先支护），其拱顶处纵向棚架横梁将作为永久支护，同样的方法施作另一侧。

（4）待拱部上导坑初期支护稳定后再采用作业台架向主攻（进口）方向开挖拱部上导坑，进尺1.0～1.5m。开挖合格后立即初喷，及时施作初期支护。

（5）掉头采用作业台架向次攻（出口）方向开挖拱部上导坑，进尺1.0～1.5m。开挖合格后立即初喷，及时施作初期支护，方法同上。从而拱部上导坑开挖支护范围达到9m。

（6）当拱部上导坑8.4m范围开挖支护完成后，逐段扩挖中上部岩体，并将右半幅初期支护接长至起拱线处，每循环进尺为1.0～1.5m。

（7）在上断面初期支护下，采用台阶法向主攻方向开挖支护10m后，采用相同方法向副攻方向开挖。为确保安全，该段正洞40m范围上弧导分两次开挖支护至最大跨度（起拱线）处。

（8）当上断面主副掌子面距达到40m时，开始下半断面边墙落底施工。落底施工按主、次攻方向，拉开下断面中槽，左右边墙前后错开3~5m进行落底开挖支护，每循环进尺2.4m，同时向前推进。与此同时，主副上断面掌子面继续向前短进尺掘进。

（9）当左、右侧边墙连续落底支护达到30m时，分段开挖全幅仰拱，每次开挖不大于6m，及时施作仰拱混凝土及填充混凝土，利用仰拱栈桥保证掌子面继续施工。当仰拱混凝土及填充混凝土施工30m后，立即在洞内既定位置组装衬砌台车施作二次衬砌，将交叉口处11.5m（衬砌台车长12m）长范围衬砌预留至最后封堵。至此，斜井交叉口段正洞全断面支护封闭成环形成受力结构，为下步主洞正常快速开挖施工创造了良好的安全条件。

交叉口段斜井进正洞挑顶开挖顺序示意图

四、隧道排水措施

为保证斜井水流不排入正洞，斜井路面从2斜0+30起向正洞方向调整为3%的上坡，并在2斜0+30处右侧边墙开挖一处集水坑，正洞及斜井均由路侧边水沟将水引流至集水坑中，并设置150m扬程污水泵2台，将边沟汇入的水及主洞抽入的水一次性排出。

五、三管两线布置

为确保斜井向正洞形成两个工作面时管线顺利过渡，同时尽量减小弯头，斜井转正洞处三管两线布置见下图。通风采用一台2×110KW轴流通风机,在斜井与正洞联接处设置三通，并设置调节阀，根据需要对两个工作面用风量进行控制。高压风、水管沿斜井右侧设置，在与正洞相交处设置60×60cm暗沟横跨正洞，在正洞线右位置设置三通，分别通向两个工作面。供电线路沿斜井左侧设置，在与主洞相交处分叉，其一向左转向出口方向正洞，其二沿斜井拱部布设，过渡到斜井右侧并沿正洞线右通向进口方向。

 斜井转正洞处三管两线布置图

六、主要人员、机械设备配置

1、斜井转正洞方案实施阶段主要劳动力计划表

1、施工过程中必须严格按照隧道工程施工技术规范进及施工技术交底书的要求和规范进行。

2、 认真贯彻执行质量保证体系。

3、对关键工序施工安排技术员现场值班，全程监督控制

4、每道工序完成后必须严格按照程序进行验收，先由工班自检，再由现场施工员检查合格后报质检工程师复检，复检合格后由质检工程师向驻地监理工程师报验，验收合格后方可进行下道工序施工。                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              

八、安全保证措施

1、由于斜井与正洞交界处交叉口段净空较大，开挖过程必须严格遵循“弱爆破、短进尺、快封闭、强支护、勤量测”的原则，各项支护加强措施必须落实到位。

2、加强该段的监控量测，增大量测频率（每天1-2次），增设量测点（5m/个），随时观察围岩变化，如发现围岩变形加快等迹象时及时加强支护，待围岩变化稳定后再进行下步施工。

3、施工过程中设专职安全员随时注意观察围岩的变化情况，如有险情，人员及设备必须及时撤离至安全位置，并立即通知现场管理人员。

4、爆破作业时作业必须撤离到安全位置。

5、各道工序施工严格按照技术交底书的要求进行施工。

6、严格按照施工技术交底书进行初期支护和施工支护，确保施工安全。

7、随时保证作业面照明充足。

8、进行喷射和处理堵管过程中，禁止喷嘴对人，以免射伤人员。喷射作业人员，均应配戴防尘口罩。操作喷头的人员，应配戴防眼罩，雨衣、长桶乳胶手套等劳保防护用品。

9、作业平台的搭设必须牢固可靠，确保施工安全。

10、施工用电必须严格按照施工用电操作规程进行，不能私自搭接线，必须要由专门电工进行。下载本文