大南山隧道交叉口施工方法（一）

田 勇

（山西远方路桥集团总公司，山西 大同 037005）

大南山隧道交叉口施工方法（一）

田 勇

（山西远方路桥集团总公司，山西 大同 037005）

文章结合施工实践介绍了大南山隧道交叉口施工所采取的施工方案比选理由、各种施工方案的优缺点及适用范围和最终方案的选定，并对斜井进入正洞圆曲线段施工、斜井导洞段施工、斜井口门架及悬臂梁施工、导洞内正洞钢拱架上台阶部分施工等进行了论述。

大南山隧道；交叉口；施工方法

1 工程概况

大南山特长隧道位于山西省阳泉市盂县境内，全长5 520 m，设计为双洞三车道泥灰岩隧道。由于施工工期紧张，经业主和设计院研究，决定增设1号、2号斜井来增大工作面，实现“长隧短打”，保证工期和质量。隧道位于低山区的咯斯特地形中，由于受侵蚀剥蚀作用比较严重，山顶相对平缓，山体总体呈东西走向，隧址区地层结构复杂，不良地质如岩溶、湿陷性黄土较多。

经过对泥灰岩隧道的地质情况的分析，结合现场实际情况及以往施工经验，笔者选出了以下3套比较成熟的施工方案。

2 施工方案

2.1 方案一

第一步：斜井段施工至K0+528段时，从第十三榀拱架开始垂直于正洞隧道走向立设5榀门架。

第二步：进行小导洞施工，弧形拱顶全部喷射砼，并待密实牢固。

第三步：回过头施工交叉口门架处悬臂梁。

第四步：在导洞范围内架设正洞上导坑拱架，拱架左侧设于基岩上，拱架右侧设于悬臂梁端头。

第五步：电焊切割导洞右侧竖直钢支撑，并爆破开挖，立设大里程段正洞上导坑钢拱架，开挖5～7 m后按“三台阶七步流水”作业法紧跟中下导。

第六步：当大里程开始进行中导坑施工时,小里程方向也同步开始施工上导坑初期支护。开挖5～7 m后按“三台阶七步流水”作业法紧跟中下导。

第七步：紧跟交叉口段正洞仰拱和二次衬砌，保证正洞支护衬砌尽早封闭成环，至此交叉口段施工完毕。

2.2 方案二

第一步：斜井段施工至K0+528段时，见图1，开始以O1为圆心，R1=13.912 m为半径向正洞方向转向。从第十三榀拱架开始垂直于正洞隧道走向立设5榀门架。

第二步：进入正洞段后导洞开始以02为圆心，R2=12.685 m为半径转向90°，并以18%的坡度逐渐攀升至正洞上导坑高度。

第三步：回过头进行交叉口门架处悬臂梁施工。

第四步：在正洞K0+700～K0+710段以半径逐步加大的异型拱架逐步扩展至正洞上台阶的宽度，然后继续向前施工10 m，封闭掌子面。

图1 斜井进入正洞段平面图

第五步：回过头电焊切割扩大段第10榀拱架，并按正洞上导坑尺寸立设正洞上导坑拱架，依次进行第9榀、第8榀等余下各榀拱架。

第六步：正洞上导坑拱架施工至交叉口过后小里程段10 m后，按“三台阶七步流水”作业法紧跟中下导。

第七步：紧跟交叉口段正洞仰拱和二次衬砌，保证正洞支护衬砌尽早封闭成环，至此交叉口段施工完毕。

2.3 方案三

第一步：斜井段施工至K0+528段时，开始以左侧0.29 m间距、右侧0.79 m间距立设异型拱架。

第二步：施工至交叉口时，进行3榀工字钢门架的施工。

第三步：继续架设导洞段异型拱架，左侧拱架间距1.1 m，右侧拱架间距0.47 m，并以20%的坡度逐步攀升至正洞上导坑高度。

第四步：回过头进行交叉口门架处悬臂梁施工。

第五步：在正洞K0+700～K0+710段以半径逐步加大的异型拱架逐步扩展至正洞上台阶的宽度，然后继续向前施工10 m，封闭掌子面。

第六步：回过头开始电焊切割扩大段第10榀拱架，并按正洞上导坑尺寸立设正洞上导坑拱架，依次进行第9榀、第8榀……

第七步：正洞上导坑拱架施工至交叉口过后小里程段10 m后，按“三台阶七步流水”作业法紧跟中下导。

第八步：紧跟交叉口段正洞仰拱和二次衬砌，保证正洞支护衬砌尽早封闭成环，至此交叉口段施工完毕。

3 方案比选

3.1 方案一

优点：对斜井结构影响小，不需要大范围改变斜井施工结构；正洞初期支护一次成型，仅需拆除导洞两侧竖直拱架即可，对围岩二次扰动较小；临时工程数量较少，过渡段距离短，可以在较少时间内、较短范围内形成正洞双向施工能力；能够为后续工序提供整体、稳定、可靠的支撑基础，施工安全系数较高；悬臂梁宽度较小，交叉口处受力较好，对斜井底及正洞支护衬砌结构稳定有很大帮助。

缺点：小导洞高度较低，对出渣有一定影响；小导洞与正洞拱架间空隙都要喷射砼密实，喷射砼工作量较大，见表1。

表1 方案一工序时间统计

总计9天可完成交叉口施工，开始施工正洞上导坑初期支护。

3.2 方案二

优点：对斜井结构影响较小，不需要大范围改变斜井施工结构；能够为后续工序提供整体、稳定、可靠的支撑基础，施工安全系数较高；悬臂梁宽度较小，交叉口处受力较好，对斜井底及正洞支护衬砌结构稳定有很大帮助。

缺点：反向过渡段开挖时正洞钢架架立高度较大，需要搭设临时作业平台辅助施工；转向段导洞初期支护要全部拆除，对围岩二次扰动较大；临时工程量较大，材料浪费严重；小导洞转向及上坡对出渣等工序有一定影响，工序时间加长，见表2。

总计需要28天才能开始施工正洞上导坑初期支护，交叉口总工期时间太长。

3.3 方案三

表2 方案二工序时间统计

优点：不需要转向施工，施工难度系数较低。

缺点：悬臂梁宽度较大，交叉口处受力较差，对斜井底及正洞支护衬砌结构稳定不利；反向过渡段开挖时正洞钢架架立高度较大，需要搭设临时作业平台辅助施工；小导洞转向及上坡对出渣等工序有一定影响，工序时间加长；斜井段全部立设异型拱架，对斜井结构影响较大，见表3。

表3 方案三工序时间统计

总计需要23天才能开始施工正洞上导坑初期支护，交叉口工期时间太长。

4 方案确定

综合以上分析以及以往的施工经验，最终确定“方案一”作为大南山特长隧道1号斜井进入主洞的首选方案。

Construction Method of Intersection in Nanshan Tunnel

Tian Yong

This paper,combined with construction practice，describes comparison reasons of construction scheme in building Nanshan Tunnel intersection，the advantages and disadvantages of various construction plan and application scope and the last program selected.Besides，construction of shaft entering main hole’s curved section，construction of inclined tunnel section，door frame and cantilever’s construction of oblique wellhead，and stage construction of the cave steel arch inside the guidinghole are discussed.

Nanshan Tunnel；intersection；constructionmethod

U 455

A

1000-8136(2010)32-0068-02

田勇，男，1967年3月出生，1989年7月25日毕业于山西矿业学院矿井建设专业，工程师。