王志軍

（中鐵十八局集團(tuán)第四工程公司 天津 300222）

泰寧隧道洋坑斜井進(jìn)正洞專項施工技術(shù)

王志軍

（中鐵十八局集團(tuán)第四工程公司 天津 300222）

結(jié)合泰寧隧道洋坑斜井進(jìn)正洞工程實踐，詳細(xì)介紹了斜井進(jìn)入正洞施工技術(shù)、主洞開挖及支護(hù)技術(shù)、洞內(nèi)排水和通風(fēng)技術(shù)，工程實踐表明，本工程施工技術(shù)安全可靠，保證了施工工期，為同類工程施工提供借鑒。

泰寧隧道 斜井進(jìn)正洞 施工技術(shù)

1 工程概況

泰寧隧道洋坑斜井位于隧道右側(cè)，與主洞左線路中線相交于DK246+643，平面交角60°，斜井綜合坡度為8.5 %，斜井斜長1 256.97 m，斜井與隧道采用斜交單聯(lián)式，無軌運輸單車道+錯車道襯砌斷面。交匯處地質(zhì)圍巖為Ⅱ級，里程為DK243+639.536—DK243+646.464，共計6.928 m。隧道圍巖為黑云石英變粒巖，褐紅色、褐灰色，砂狀變余結(jié)構(gòu)，片狀構(gòu)造，薄層狀，弱風(fēng)化，巖石較完整，裂隙較發(fā)育，洞身穩(wěn)定。

泰寧隧道洋坑斜井正洞施工，需通過斜井喇叭口后轉(zhuǎn)入正洞方能實現(xiàn)。斜井與正洞交匯于DK246 +643由于斷面跨度大，為了確保洞內(nèi)安全，選擇合理的斜井轉(zhuǎn)正洞施工方案顯得尤其重要，也是本工程隧道施工的關(guān)鍵之一。若施工方案選擇不當(dāng)，將直接影響到正洞能否按期展開掘進(jìn)施工。根據(jù)圖紙設(shè)計，泰寧隧道洋坑斜井進(jìn)正洞里程變更為與主洞左線路中線相交于DK246+643，位于隧道前進(jìn)方向右側(cè)，平面交角60°，斜井綜合坡度為8.57 %，斜井斜長1 256.97 m，斜井與隧道采用斜交單聯(lián)式，無軌運輸單車道+錯車道襯砌斷面。斜井設(shè)4處錯車道，錯車道長30 m。為了滿足施工要求，目前隧道施工采用無軌運輸雙車道施工。

2 施工組織方案

洋坑斜井施工至與正洞交界后，以圓曲線形式轉(zhuǎn)體進(jìn)入主洞，由小導(dǎo)洞掘進(jìn)，并繼續(xù)沿相同方向掘進(jìn)一定距離；同時上坡開挖至正洞拱頂高程，形成作業(yè)空間后，轉(zhuǎn)向相反方向施工，擴挖臨時支護(hù)達(dá)到正洞標(biāo)準(zhǔn)斷面。斜井進(jìn)入正洞平面關(guān)系見圖1，正洞立面關(guān)系見圖2。

3 斜井進(jìn)入正洞施工

3.1 施工準(zhǔn)備

圖1 斜井與主洞相交平面圖（單位：cm）

圖2 斜井與正洞相交立面圖（單位：cm）

在斜井即將進(jìn)入正洞時，斜井與正洞交叉口處，里程X1DKO+0OO—X1DKO+030應(yīng)及時加強支護(hù)，并及時施做二次襯砌。在斜井貫通前，主洞開挖臺車的主體結(jié)構(gòu)要加工完畢。主洞開挖臺車采用變截面活動臺車，可以加寬加高。主體框架在洞外加工場加工完后在洞內(nèi)拼裝。由項目部測量班加密導(dǎo)線點，隊測量班配合放出洞內(nèi)的導(dǎo)線點并進(jìn)行復(fù)測，然后進(jìn)行交底。

3.2 施工組織

根據(jù)斜井與正洞相交角度，按照斜井的斷面施工，施工至與正洞交接時，完成斜井中線由相交于60°到平行于正洞中線的過渡。斜井進(jìn)入正洞內(nèi)的導(dǎo)洞施工詳見圖3。

（1）導(dǎo)洞按照斜井?dāng)嗝妫蚯熬蜻M(jìn)至正洞左側(cè)開挖輪廓線后在交叉口施做加強支護(hù)。支護(hù)參數(shù)為：初噴5cmC25混凝土，打錨桿，掛鋼筋網(wǎng)，然后噴射混凝土至設(shè)計厚度。

圖3 斜井進(jìn)正洞開挖步驟圖

至正洞開挖輪廓線后，繼續(xù)向前開挖直到正洞左側(cè)開挖輪廓線。從正洞右側(cè)開挖邊線，斜向上挑頂開挖至正洞拱頂設(shè)計標(biāo)高。挑頂開挖后及時進(jìn)行支護(hù)，支護(hù)參數(shù)按照Ⅲa圍巖支護(hù)參數(shù)。完成拱部挑頂及擴挖后，對邊墻進(jìn)行擴邊，直至設(shè)計開挖輪廓線，然后按照Ⅲa圍巖支護(hù)參數(shù)進(jìn)行支護(hù)。按正洞設(shè)計要求斷面尺寸進(jìn)行隧底開挖，正洞落底后要及時進(jìn)行正洞底板的施工，以便初期支護(hù)與仰拱盡早成環(huán)，確保施工安全。向莆田方向按正洞Ⅱ級圍巖開挖方法施工，同時按照設(shè)計要求完善相應(yīng)支護(hù)；施工20 m后，暫停此掌子面開挖。然后調(diào)頭（向向塘方向）按正洞Ⅱ級圍巖施工方法開挖，開挖20 m后，則倆個掌子面可同時進(jìn)行作業(yè)。

4 主洞開挖及支護(hù)

4.1 開挖

在斜井進(jìn)入正洞后，泰寧隧道斜井與正洞交接的地段圍巖較好，為二級圍巖；采用全斷面開挖。由于是變斷面段施工，應(yīng)加強初期支護(hù)，設(shè)計參數(shù)應(yīng)比正常斷面相應(yīng)提高，相應(yīng)圍巖按照降低一級圍巖進(jìn)行加強處理。隧道正洞DK246+628—DK246+668考慮降低一級圍巖進(jìn)行加強處理，均由原設(shè)計“向莆隧參02（W）-03”變更為“向莆隧參02（W）-06”處理。拱部帶排氣裝置的注漿錨桿，邊墻Φ22砂漿錨桿或全螺紋砂漿錨桿；L=3.0 m，間距（環(huán)1.2×縱1.5 m），梅花型布置；φ6鋼筋網(wǎng)，網(wǎng)格間距0.25×0.25 m；噴射C25砼，厚度12 cm。

4.2 錨噴支護(hù)

4.2.1 錨網(wǎng)作業(yè)

先施工錨桿再掛網(wǎng)，最后噴混凝土至設(shè)計厚度。系統(tǒng)錨桿：拱部帶排氣裝置的注漿錨桿，邊墻Φ22砂漿錨桿或全螺紋砂漿錨桿；L=3.0 m，間距（環(huán)1.2 m×縱1.5 m），梅花形布置；φ6鋼筋網(wǎng)，網(wǎng)格間距0.25×0.25 m；噴射C25砼，厚度12 cm。

鋼筋網(wǎng)為現(xiàn)場綁扎，鋼筋搭接長度不小于20 cm。錨桿采用干鉆法進(jìn)行鉆孔施工，避免施工用水對坡面產(chǎn)生破壞作用，影響坡面穩(wěn)定。所用材料經(jīng)監(jiān)理工程師檢驗合格后方可安裝。

4.2.2 素噴混凝土作業(yè)

根據(jù)開挖高度采取分層、分段、分片進(jìn)行噴混凝土作業(yè)。

噴射厚度和平整度控制：在坡面突出部位，首先預(yù)埋設(shè)φ6鋼筋頭，使其外露長度與設(shè)計噴射混凝土厚度相等，當(dāng)噴射混凝土完畢后，無φ6鋼筋頭外露即可。表面平整度通過2 m直尺進(jìn)行檢查，對于凹陷較大的需要進(jìn)行補噴。噴射混凝土施工前，需先向現(xiàn)場監(jiān)理進(jìn)行報檢。

4.2.3 噴混凝土養(yǎng)生

混凝土終凝2 h后，開始灑水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時間不小于7 d。

注意事項：噴混凝土?xí)r正確操作，控制好風(fēng)壓和水壓，減小回彈量，保證噴混凝土質(zhì)量。嚴(yán)格控制水灰比，噴到巖面上的混凝土應(yīng)濕潤光澤，粘塑性好，無干裂或流淌現(xiàn)象。噴混凝土要保證連續(xù)供料，避免堵塞管路。突然斷水或斷料時，噴頭應(yīng)迅速偏離噴射面，以避免高壓風(fēng)、水沖擊尚未終凝的混凝土。

5 洞內(nèi)排水

由于斜井綜合坡度為8.5%，長度達(dá)到1 257 m，如果洞內(nèi)排水做不好，將會嚴(yán)重影響主洞的正常施工。在斜井與主洞的相交處設(shè)置一座蓄水池，將斜井與主洞內(nèi)的積水全部引到蓄水池內(nèi)，在用高壓水泵梯級排至洞外。分別在主洞及斜井兩側(cè)設(shè)置20×30 cm的排水槽，洞內(nèi)積水利用排水槽引到蓄水池內(nèi)，然后排出。正洞內(nèi)同時要充分利用埋設(shè)的中心水溝，將排水槽內(nèi)的水引到中心水溝里，然后匯集到蓄水池內(nèi)，最后排出。

6 洞內(nèi)通風(fēng)

6.1 工作面風(fēng)量

（1）按允許最低平均風(fēng)速計算工作面風(fēng)量。正洞：Q=AVmin=0.15×60×60=540 m3/min；斜井：Q=AVmin=0.25×60×40=600 m3/min。

（2）按排除炮煙計算，以正洞為例。取單位炸藥用量為1.5 kg/m3，循環(huán)進(jìn)尺3.0 m，則一次爆破的炸藥用量G=1.5×60×3=270 kg。炮煙拋擲長度L=15+G/5=69 m。取爆破后通風(fēng)時間t=20 min，工作面要求風(fēng)量：Q= 640 m3/min。

（3）稀釋內(nèi)燃廢氣所需通風(fēng)量。以無軌運輸距離2 000 m為例，越間隔1 000 m有空車一輛，則總共有重車2輛，取每輛車載重20 t，配用柴油機功率170 kW，取功率風(fēng)量系數(shù)3.0 m3/min.kW，則4輛自卸車需供風(fēng)量Q=4×170×3=2 040 m3/min。

取風(fēng)量供風(fēng)量2400 m3/min，是滿足要求的。

6.2 斜井的通風(fēng)量

圖4 臺車組裝擴挖段開挖尺寸圖 （單位：cm）

斜井的總通風(fēng)量原則上應(yīng)大于所服務(wù)的各工作面風(fēng)量之和，但考慮當(dāng)工作面較多時，各工序并不同時，因而可酌情減少，一般應(yīng)滿足二個工作面同時爆破排煙、出渣、其他工作面輔助作業(yè)需要。無論是斜井還是工作面，供風(fēng)量多時對改善作業(yè)環(huán)境顯然有利，但風(fēng)量大時，通風(fēng)管直徑也要大，所需的電用量也會增加，我們必須在改善作業(yè)環(huán)境和通風(fēng)費用兩方面求得平衡。對于洋坑斜井，采用兩臺設(shè)計風(fēng)量為2 400 m3/min的風(fēng)機，已完全滿足2個工作面施工要求。

7 二襯臺車組裝

在主洞向小里程掘進(jìn)20 m后，開始擴挖，拱頂向上擴挖1.5 m，邊墻左右兩側(cè)各擴挖1.5 m，擴挖段長30 m（DK246+623—DK246+593，擴挖尺寸圖見圖4），用于洞內(nèi)二襯臺車組裝場地。擴挖段按照Ⅱa下錨段支護(hù)參數(shù)進(jìn)行支護(hù)。支護(hù)前要做好掛鉤的預(yù)埋用于以后吊裝二襯臺車模板。

8 結(jié)語

隧道施工時，禁止無水鉆孔，做好隧道內(nèi)的通風(fēng)、排煙設(shè)施，所有設(shè)施必須有足夠的工作能力和必要的備用系統(tǒng)，每排炮后進(jìn)行有效的降塵處理，控制隧道內(nèi)的煙、塵及有害氣體對施工人員的影響和對大氣環(huán)境的污染，隧道排煙根據(jù)洞口植被和居民情況，采取改變排風(fēng)口位置或提高排風(fēng)口高度等措施。

On Specific Construction Technologies of Yangken Slant Hole Going into Positive Hole in Taining Tunnel

WANG Zhi-jun

（No.4 Engineering Corporation Limited of China Railway 18th Bureau Group Co. Ltd Tianjin 300222 China）

In connection with the construction practice of Yangken slant hole going into positive hole in Taining Tunnel， this paper clearly introduces the construction technologies of slant hole going into positive hole， excavating of main hole and maintaining technologies， and drainage and ventilation technologies. The construction practice indicates that this project meets requirements of safety and stability， guarantees the construction period， and can be referred for similar projects.

Taining Tunnel； slant hole going into positive hole； construction technologies

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：11673-1816（2015）02-0049-05

2015-03-18

王志軍（1972-），男，研究方向隧道施工。