李 明

（中鐵十六局集團路橋工程有限公司，北京市 101500）

1 工程概況

贛深客專位于京九客專最南端，縱貫贛、粵兩省。橫嶺隧道全長7 875 m，位于廣東省河源市源城區(qū)、紫金縣兩地交界，該隧道設有2座斜井。1號斜井設置在隧道右側(cè)，為永久救援通道。該斜井與正洞相交于DK275+600，斜井長度519 m，綜合坡度5.96%，采用無軌運輸雙車道，斜井XJDK0+000～+129.08段與線路大里程方向平面交角90°，XJDK0+129.08～+519段與線路大里程方向平面交角61°01′27″，斜井轉(zhuǎn)彎處采用R=200 m的圓曲線順接。斜井井底設置緩坡80 m，緩坡坡度2%，斜井與正洞斷面最大相交跨度比為9.6 m:14.76 m。

1號斜井井底工程地質(zhì)位于侏羅系砂巖弱風化地層，因受花崗巖侵入的影響，巖體成混合狀，裂隙稍發(fā)育—較發(fā)育，巖體較破碎，無地下水；施工圖判斷為Ⅳ級圍巖地質(zhì)，Ⅴ級復合襯砌結(jié)構(gòu)，初支鋼架Ⅰ20a，間距80 cm，C25初支混凝土厚28 cm，二襯鋼筋混凝土厚度50 cm。

斜井與正洞相交處為三臺階臨時仰拱工法，斜井挑頂進正洞采用臺階法，施工中嘗試了大型機械設備快速進入正洞的做法，取得了較好的經(jīng)濟效益。

2 技術(shù)方案

2.1 挑頂施工單元劃分

施工現(xiàn)場沒有小型挖、裝運碴及濕噴機械設備，若采用以往小斷面挑頂方法，組織笨重的人工扒碴、濕噴作業(yè)將非常困難。因此斜井挑頂方案必須依據(jù)大型機械設備的作業(yè)范圍來確定開挖高度，并將隧道斷面劃分為斜井挑頂進正洞的施工單元：斜井挑頂上臺階按正洞初支鋼架劃分為A、B、C、D單元，E單元施工為正洞中臺階，F(xiàn)單元施工為正洞下臺階及仰拱（見圖1）[1]。

2.2 挑頂進入正洞斷面

采用機械設備挑頂進入正洞施工必須滿足LG230挖掘機進入斜井門架裝碴及臨時支撐門架內(nèi)扒碴的空間，而且具備HPS3016s濕噴機械手伸入到D單元鋼架處噴射混凝土的條件，還應根據(jù)斜井揭示的工程地質(zhì)及開挖單元長度，確定開挖斷面的寬度（見圖2）。

2.3 斜井口鋼門架設置

為了滿足機械設備的作業(yè)高度，避免增加二襯混凝土澆筑時的荷載及回填數(shù)量，斜井口鋼門架應適當加高，但A、B單元鋼架不得出現(xiàn)反拱度。通過現(xiàn)場調(diào)查及推算，將施工機械設備行走路面設置在正洞中臺階，斜井口鋼門架可加高55 cm[2]。

斜井鋼門架設置3榀Ⅰ22鋼門架，鋼門架內(nèi)套3榀Ⅰ22a鋼拱架；為了方便斜井門架橫梁的安裝，將橫梁分為3段；斜井鋼門架與斜井格柵鋼架之間設置1榀I 20a鋼架順接。

2.4 挑頂臨時門架措施

安裝正洞初支鋼架時應在鋼架的端頭設置臨時鋼門架，使正洞初支鋼架定位準確，又能防止拱部掉塊。門架立柱底腳要各設置2根42鎖腳小導管，長4 m；門架中間位置的正洞初支鋼架施作2根42超前鎖腳鋼管，長4 m，門架兩端正洞初支鋼架應按隧道安裝施作50鎖腳鋼管，并貼近初支鋼架施作22中空組合錨桿。

2.5 機械設備

施工所用機械設備見表1。

表1 機械設備表

3 施工步序與方法

3.1 施工步序

施工步序流程如下：施工準備→測量放樣→安裝斜井口鋼門架→鉆眼爆破→扒裝運碴→安裝臨時支撐鋼門架→連接正洞初支鋼架→鎖腳錨管→超前小導管→中空錨桿→掛鋼筋網(wǎng)片→噴混凝土→A單元挑項結(jié)束→B單元挑項→C單元挑項→D單元挑項→錯開拆除D單元門架接長正洞初支鋼架→錯開拆除C單元門架接長正洞初支鋼架→錯開拆除B單元門架接長正洞初支鋼架→錯開拆除A單元門架接長正洞初支鋼架→挑項正洞上臺階結(jié)束→過渡到隧道正洞施工。

3.2 安裝斜井口鋼門架

（1）開挖支護1.6 m，初期支護1榀斜井格柵鋼架和1榀I 20a加高鋼架。

（2）短進尺開挖斜井門架位置，先采用斜井作業(yè)臺架安裝3榀斜井門架立柱及鋼拱架，后安裝斜井橫托梁及門架內(nèi)支撐鋼架。3榀鋼架側(cè)面焊接22連接筋，間距1 m，左右側(cè)拱腳及拱腰各施作2組2根50鎖腳錨管8根，每根長度4 m[3]。

（3）開挖斜井鋼門架時應預留部分碴體堆放在斜井緩坡道兩側(cè)，作為堆墊搭設鉆爆作業(yè)臺架及滿足挖掘機、濕噴機械手的作業(yè)高度。

3.3 斜井挑頂至正洞上臺階

（1）從斜井鋼門架之下約36°上挑正洞①部A單元鋼架位置，采用50鋼管臨時搭設的作業(yè)臺階，鉆爆按2個循環(huán)，進尺2.55 m，每個循環(huán)均初噴厚4 cm混凝土后及時架立Ⅰ20a臨時支撐門架，門架立柱底腳各施作2根42，長4 m的鎖腳錨管，然后把正洞A單元鋼架逐榀放置在Ⅰ22a斜井門架的托梁上和掌子面Ⅰ20a臨時門架的頂面，采用連接螺栓逐根栓牢焊接，并在初支鋼架的端頭施作42超前鋼管及初支鋼架中間部位施作22中空組合錨桿，鋪掛6鋼筋網(wǎng)片，焊接22連接鋼筋，采用HPS3016s濕噴機械手濕噴混凝土至28 cm。

（2）在A單元初支鋼架的端頭開挖②部B單元鋼架位置，按2個循環(huán)開挖支護，進尺3.02 m。②部B單元7榀正洞鋼架與①部A單元正洞初支鋼架對接，開挖斷面及支護方法與①部類同。

（3）C單元鋼架位于隧道頂部，為了防止拱部開挖掉塊，將③部開挖斷面寬度減少到3.5 m，開挖支護仍按2個循環(huán)，進尺4.03 m，安裝臨時鋼門架與正洞初支鋼架、錨掛噴支護方法與前單元鋼架相同。

（4）D單元鋼架開挖支護長度4.23 m，位于斜井口對面，為了快速形成正洞上臺階初期支護，將④部開挖斷面寬度調(diào)整到2.2 m，先開挖安裝3榀正洞初支鋼架，使正洞上臺階初支鋼架先期閉合。

（5）從斜井對面按D、C、B、A單元鋼架順序，錯開拆除臨時支撐門架，開挖正洞鋼架位置，并接長隧道初支鋼架，完成斜井挑頂中間部位的上臺階初期鋼架支護。

3.4 上臺階隧道初支工藝轉(zhuǎn)換

（1）當完成斜井口門架正洞上臺階9榀鋼架后，托梁兩端各剩余的3榀正洞初支鋼架是斜井挑頂進入正洞上臺階工藝轉(zhuǎn)換的過渡段，此時鉆孔、爆破、出碴、立架、錨桿等初期支護工藝均轉(zhuǎn)向90°施工[4]。

（2）工藝轉(zhuǎn)換之前要提前焊接適用于隧道上臺階施工的作業(yè)臺架，使施工人員在作業(yè)臺架上進行鉆孔、裝藥、立架、掛網(wǎng)、施作超前錨管和中空錨桿等工序的施工。

（3）施工中如挖裝運機械車輛及濕噴機械手不能滿足作業(yè)位置時，可將多余碴體外運，但必須留有坡道，為機械設備進退作業(yè)創(chuàng)造便利條件。

（4）在工藝轉(zhuǎn)換過渡段內(nèi)不得同時進行正反方向的開挖支護，每循環(huán)開挖不得超過1榀鋼架。當開挖支護離開斜井口鋼門架之后，按Ⅳ級圍巖每循環(huán)進尺2榀的要求施工。

（5）上臺階開挖5 m后可進行中臺階E鋼架的開挖支護，中臺階開挖支護7 m后，可進行下臺階F鋼架的開挖支護。當正洞下臺階距斜井與正洞交點35 m時，應進行斜井口正洞仰拱及填充的施工。

4 監(jiān)控量測

斜井挑頂進入正洞的監(jiān)控量測點自門架支立挑頂起開始設置，并沿斜井與正洞交點中線位置埋設。其中斜井口拱頂和正洞拱頂各設置1個拱頂下沉點，斜井口邊拱和上臺階拱腰各設置1條水平收斂點；當斜井挑頂進入正洞斷面后，分別在距斜井與正洞交點正反方向5 m處各設置1條監(jiān)控量測點，見圖3[5]。

圖3 斜井挑頂量測點布置示意圖

斜井挑頂轉(zhuǎn)入正洞開挖后應盡早進行檢控量測，初讀數(shù)應在開挖后12 h內(nèi)讀數(shù)，最遲應不大于24 h，而且在下一循環(huán)開挖前完成讀數(shù)。變形控制速率見表2。

表2 變形控制速率

在斜井挑頂進正洞施工中，如圍巖量測數(shù)據(jù)超過表2變形速率時，應及時分析原因，采取多種新奧法及礦山法措施進行加固處理。

5 結(jié)語

橫嶺隧道1號斜井挑頂采用架子隊現(xiàn)有LG230挖掘機、ZLC50C裝載機、HPS3016s濕噴機械手等機械設備施工，從9月26日開始安裝斜井門架，到10月1日完成正洞上臺階初支鋼架，從斜井挑頂轉(zhuǎn)換為正洞初支體系，共計12 d。整個挑頂過程實現(xiàn)了安全、快速、有序、優(yōu)質(zhì)、安全無事故，說明該斜井挑頂進正洞施工技術(shù)方案是可行的，值得推廣應用。