长大隧道辅助坑道进正洞施工技术

刘春银　刘丽配　李小伟

(中交一航局第五工程有限公司，河北 秦皇岛　066002)



长大隧道辅助坑道进正洞施工技术

刘春银刘丽配李小伟

(中交一航局第五工程有限公司，河北 秦皇岛066002)

摘要：根据龙池山隧道的工程概况，制定了田儿湾斜井进正洞的施工方案，并阐述了交叉口处、进洞时以及正洞的开挖方法，分析了进洞施工的难点及解决措施，有利于保证工程的顺利进行。

关键词：隧道，交叉口，正洞，开挖方法

1工程概况

兰渝铁路龙池山隧道穿越川陕分界的龙池山，全长11 260 m，为双线隧道，隧道净空为11.5 m(宽)×8.85 m(高)，开挖断面面积为130 m2。为满足工期要求，设置一座斜井和一座横洞作为辅助坑道。

田儿湾斜井全长1 316 m，设计最大坡度10.5%，交叉口处隧道埋深约440 m。斜井开挖宽度7.04 m，高度7.37 m，开挖面积52 m2。与正洞左中线交叉里程为DK460+536,交角104°11′36″。斜井与正洞左中线交叉处内轨高程为667.81 m,交叉口处斜井拱顶低于正洞拱顶2.4 m。斜井交叉口处总体平面图见图1。

2斜井进正洞方案比选

根据斜井与正洞的交角及坡度的不同，斜井进入正洞方式有两种：一种是坑道坡度逐渐降低，在距正洞一定距离时，斜井拱顶

高程逐渐抬高至接近正洞拱顶高程，进入正洞后采用上下台阶法进行开挖；另一种为以正洞仰拱填充表面标高进行控制，斜井底板高程与仰拱填充表面高程相同，进入正洞后开始下台阶开挖，再以一定坡度在正洞进行爬坡导坑施工，开挖到一定高度后以标准上台阶掘进。

3施工方案

斜井向正洞方向设计下坡坡度达10.5%，根据斜井与正洞交角及坡度进行分析，考虑在交叉口处方便洞内排风及以往石质隧道的施工经验，决定采用第一种方法。即在斜井接近正洞时，逐渐抬高斜井拱顶高程，于正洞与斜井相交里程起，采用斜井断面导坑进入正洞洞身开挖，在正洞中线处达到正洞拱顶高程，施工中考虑沉降变形、台车加宽等因素，然后再逐步扩大至正洞标准断面，再采用台阶法施工。

4施工方法

4.1交叉口处开挖方法

斜井采用全断面开挖，直接进入正洞开挖。斜井开挖到距正洞60 m处开始采用向上爬坡施工，逐渐抬高底板高程，直至斜井拱顶低于正洞拱顶1 m处完成爬坡作业，贯通后立即对交叉口处按设计进行支护。

为确保斜井进正洞的施工安全，斜00+05～斜00+00处的初期支护采用Ⅰ16工字钢加强支护(如图2所示)，完成由垂直斜

[4]陶建华.水波的数值模拟.天津:天津大学出版社,2005.

[5]Skjelbreia，L.，Hendrjckson，J.A..Fifth order gravity wave theory .Proc.7th Conf，Coastal Eng,1961(1):184-196.

[6]竺艳蓉.几种波浪理论适用范围的分析.海岸工程，1983，2(2):11-27.

[7]Morison，J.R.The force exerted by surface wave on piles .Petrol，Trans.AIME，1950.

[8]李远林.波浪理论及波浪载荷.广州:华南理工大学出版社，1994.

[9]邹志利.波浪理论及其应用.北京:科学出版社，2005.

[10]金伟良.工程荷载组合理论与应用.北京:机械工业出版社，2006：357-361.

井中线到平行于正洞中线的过渡。架立钢架后挂网、喷混凝土，钢架间距1 m，拱、墙打设φ22径向砂浆锚杆，锚杆长度3.5 m，间距1.0 m×1.0 m(环×纵)，φ6钢筋网尺寸为20 cm×20 cm。正洞支护按设计要求进行Ⅲ级围岩Ⅳ级加强支护。

斜井与正洞交叉口扩挖至标准断面后，沿斜井方向的Ⅰ20b工字钢架支护必须及时跟进。在斜00+00处支立2榀Ⅰ20b加强环作为支撑，使用连接螺栓将交叉口处的正洞Ⅰ20b钢拱架与Ⅰ20b 工字钢加强环连接并及时打设锁脚锚杆以及喷射混凝土回填密实，如图3所示。

4.2进正洞时开挖方法

进入正洞洞身施工，由测量员现场测量放线确定底部与洞身交接位置AB，确定出b方向，使开挖沿b方向开挖，见图4。当沿b方向开挖到预定尺寸后，测量放出正洞洞身中线及正洞洞身断面轮廓线，使b方向继续向前开挖时确定各炮眼深度，使得开挖时不会使正洞洞身线右侧形成大的超挖或欠挖，最终开挖到 A′B′正洞轮廓边线。

4.3正洞开挖方法

上台阶标准断面轮廓完成后，在交叉口处把开挖台车旋转90°，将斜井开挖台车改造成正洞上台阶开挖台车，利用开挖台车先在交叉口处开挖出正洞上台阶轮廓，后向重庆方向上台阶开挖25 m，即交叉口处加强钢架部分开挖支护完成。

交叉口开挖完成后，在重庆方向开挖到25 m后返回到交叉口处再进行钢架支护，利用开挖台车和支护台车拼装成整体平台，

对交叉口处进行钢架支护。

交叉口处钢架支护完成后，交叉口处锁口完毕，根据工序时间安排，两个方向分别交错同时开挖，正洞两侧开挖达到总进尺140 m后进行下台阶开挖。交叉口处下台阶开挖比较特殊，由于开挖后出砟、机械运转等比较困难，需要先开挖线路右侧，给交叉口处出砟车留出运输通道，此处开挖完毕后，立即进行初期支护。下台阶开挖支护后，形成140 m的全断面作业空间。

5工序难点分析

5.1交叉口支护

正洞与斜井相交段处于复杂的三维受力状态，为保证斜井进正洞施工的顺利完成，必须按要求支立钢架，正洞支护钢架底部必须稳定牢固，每循环不超过2榀，同时应加强该段正洞初期支护钢架的锁脚锚杆施工，并且焊接牢固。

5.2台车组装问题分析

提前在安装台车的位置上方根据模板位置安装吊环，为安装模板吊装用，同时还需要汽车吊配合安装，提高效率，减少人工搬运。组装台车时，在吊环位置增加滑轮组，拼装模板时，根据即将安装的模板位置，移动二衬台车，提高拼装效率。

5.3加强监控量测

龙池山隧道具有技术标准高，开挖断面大，围岩级别多等特点，其千枚岩自稳能力差、遇水强度低，并且交叉口应力集中、结构受力复杂。为了保证交叉口处施工安全，施工中把监控量测作为稳定性检测的手段尤为重要。在斜井向正洞转化过程中，必须重视监控量测工作。拱顶沉降观测采用精密水准仪，水平收敛采用数字式收敛仪进行。斜井进正洞后对未衬砌地段继续进行监控量测，及时掌握围岩的稳定状态，确保施工安全。该段施工量测结果为：隧道拱顶沉降累计最大值为10.6 mm，水平收敛累计最大值为8.4 mm，整个施工过程处于稳定状态。

5.4交叉口处加固处理

1)斜井段加固处理。对斜井00+05～00+00里程段采用钢架加固，在斜井和正洞相交处设2榀Ⅰ20b钢架并排架立作为门架，便于此处正洞钢架支立；对斜井00+30～00+00里程段按设计要求进行模筑混凝土衬砌，确保交叉口处安全。

2)正洞段加固处理。交叉口处正洞DK463+511～DK463+561按照Ⅲ级围岩Ⅳ级衬砌要求进行施工，即喷射混凝土厚度从12 cm增加至23 cm，并增加钢架及钢筋网片进行加固；二衬厚度由40 cm增至45 cm，确保结构安全。

6结语

龙池山隧道作为国内客货共线铁路大断面石质隧道之一，也是全线较先开始斜井进正洞施工转换的隧道。它的成功实施，为后续辅助坑道进正洞提供了借鉴经验。辅助坑道进正洞作为隧道施工工序转换，工序较复杂，结构受力复杂，工序间衔接紧密。为保证施工安全，对后续开挖、支护及衬砌等工序创造作业空间，加快总体施工进度，斜井进正洞施工必须合理组织工序，优化各工序交叉施工方案，在安全的前提下，提高施工效率。

参考文献:

[1]TZ 231—2008，铁路隧道钻爆法施工工序及作业指南.

[2]TZ 204—2008，铁路隧道工程施工技术指南.

The dynamic response of cross-sea bridge tower during construction period under extreme waves

Sun Juan1Xie Hong’en2

(1.EastChinaBranch,ChinaRailwayBridgeSurvey&DesignInstituteGroupLimitedCompany,Nanjing210003,China;2.SoutheastUniversity,Nanjing210096,China)

Key words:cross-sea bridge, bridge tower, construction period, extreme wave, Morison equation

Abstract:Taking the Qiongzhou Strait Bridge as the research object, according to the Morison equation, respectively using the Airy linear wave, stokes second order wave, Stokes fifth order wave made numerical wave maker, analyzed the wave elevation and wave load characteristics of three kinds of wave theory simulations, based on this made the calculation wave processes in bridge tower finite element model, researched the dynamic response characteristics of bridge tower during construction stage.

文章编号：1009-6825(2016)14-0161-03

收稿日期：2016-03-05

作者简介：刘春银(1986- )，男，工程师；刘丽配(1983- )，女，工程师；李小伟(1983- )，男，工程师

中图分类号：U455

文献标识码：A