铁路隧道辅助坑道挑顶进入正洞施工技术

徐智磊

(中铁十八局集团隧道工程有限公司，重庆 400700)

在复杂地质的长大隧道施工中，易发生大规模塌方、突水等灾害，导致工程受阻。为满足工期要求，在隧道施工中往往需要设置辅助坑道，需要根据隧道工程实际情况，选择与之相适的辅助坑道才能确保施工的安全性。在铁路隧道施工中常见的辅助坑道有斜井、横洞、平行导坑等。月直山隧道在施工中的辅助坑道挑顶进入正洞施工技术，具有良好的参考价值，希望对今后辅助坑道的方案优化、设计和施工有一定借鉴。

一、工程概述

月直山隧道地处金口河～新特克区间，全长14085m，单洞双线。进口接路基，出口接依布双线大桥，令金口河车站伸入隧道进口端，形成三线车站隧道485m，进口里程DK239+915，出口里程DK254+000。出口工区平导设置于线路前进方向左线左侧30m，平行于左线线路中线，平导长7366m，承担正洞施工长度为7820m。出口平导PDK253+400～PDK253+996洞口段由于需反向施工正洞洞口采用无轨双车道断面，其余地段除错车道

外均采用无轨单车道断面，错车道及无轨双车道断面尺寸为6.2m(高)×7.5m（宽），无轨单车道断面尺寸为6m(高)×5m（宽）。出口平导洞口段、立极古柏正断层破碎带以及横通道采用模筑衬砌，其余段均采用锚喷衬砌。月直山隧道出口5#横通道转正洞处，与平导交点前后50m范围（PDK251+703-PDK251+803）内地质岩性为中厚层状凝灰岩，掌子面干燥，局部呈滴水状。其节理弱发育，围岩稳定性较好。

二、横通道转入正洞挑顶施工工艺流程

横通道转入正洞挑顶施工工艺流程图如图1所示。

接近交叉口处时横通道设置3榀钢架与正洞线路方向平行，钢架间距0.8m，第3榀钢架作为横通道锁口，与锁口钢架并排设置1榀I20b型钢拱形钢架，用于提供正洞初支钢架落脚点。锁口门架先落底至底板处，再进行正洞挑顶施工。以25%坡度用隧道弃渣填筑爬坡道路，爬坡采用边向上挑口边进行锚喷支护的方法进行小导洞开挖支护，在门架钢架上架设正洞钢架，然后向昆明方向开挖，形成正常台阶长度后，向成都方向开挖形成正常台阶长度，进入正常工序。

图1 横通道转入正洞挑顶施工工艺流程图

三、铁路隧道辅助坑道挑顶进入正洞施工技术

（一）横通道交叉口施工

在距离横通道与正洞开挖轮廓线中线交点4.5m位置处开始抬高横通道顶部高度0.5m，以减弱交叉口处的应力集中。横通道开挖至正洞左侧边墙初支外侧时，接近交叉口时设置3榀I20b型钢钢架以加强交叉口处的支护强度，钢架拱顶间距0.8m，第3榀作为锁口钢架。与锁口钢架并排设置1榀与第3榀钢架尺寸相同的I20b型钢钢架（即第4榀钢架），用于提供正洞初支钢架落脚点，以便在此榀钢架上固定正洞型钢钢架，拱形钢架上预留与正洞初支钢架接头连接板。锁口钢架在拱脚及拱腰位置分别施做2根Φ22锁脚锚杆，L=3.5m，以保证交叉口围岩稳定及安全。锁口门架先落底至底板处，再进行正洞挑顶施工。具体施工方案图如图2所示：

图2 横通道交叉口施工方案图

（二）铺垫爬坡道路

按照25%坡度用隧道弃渣填筑爬坡道路，以便机械及人员进入小导洞施工，填筑完成后，开始小导洞施作。

（三）小导洞施工

小导洞断面上宽4m，下宽5m，从横通道已铺垫坡顶处开始与正洞正交进入，沿正洞开挖轮廓线爬行开挖，采用边向上挑口边进行锚喷支护，进尺按2m进行控制，小导洞采用锚喷支护。拱部120°范围设Φ22砂浆锚杆，间距1.2×1.5(环×纵），L=2m；拱部 120°φ6钢筋网，网格间距25×25cm；喷砼采用C25砼，厚度8cm。

（四）正洞钢架架设

凿除第4榀钢架背后的部分初支混凝土，露出钢架上的钢架连接板，在小导洞内架设正洞型钢拱架，一端固定在围岩基面上，另一端固定在第4榀钢架上，连接牢固，及时进行正洞初期支护。交叉口段宽度7.53m，对横通道口左右两侧至少5m范围内钢架进行加强，即DK251+709.4～DK251+728.6，即每侧设置8榀钢架。初期支护参数：拱墙设I18型钢钢架，间距1.2m/榀；拱、墙布设φ6钢筋网，网格尺寸20×20cm；钢架间设Φ22连接筋，环向间距1.0米；拱部、边墙喷射C25混凝土，喷砼厚度为25cm；拱部采用Φ22中空组合锚杆长3m，边墙采用Φ22砂浆锚杆长3m，1.2m×1.5m（环×纵）布设。具体情况如图3所示。

图3 第4榀钢架与正洞钢架连接施工示意图

（五）小导洞扩挖及正洞施工

架设正洞钢架完毕后，喷射混凝土支护。待喷射混凝土达到一定强度并观察稳定后，按正洞上台阶断面尺寸，进行昆明方向正洞上台阶断面的开挖支护，上台阶开挖8m～10m后进行中台阶开挖。在每个开挖、支护面形成8m～10m长的工作面后再进行下台阶开挖，每循环开挖后按设计要求架设正洞钢架，将锚杆及钢筋网施作完成，再喷射混凝土封闭，形成环向立拱锚喷支护。横通道第4榀钢架与已落地的正洞钢架上用I18型钢进行焊接并牢固固定，保证相交地段三维受力状态围岩的稳定。挑顶完成正洞施工示意如图4所示。

图4 挑顶完成正洞施工示意图（cm）

反方向进行成都方向正洞上台阶断面的开挖支护，上台阶开挖8m～10m后进行中台阶开挖。在每个开挖、支护面形成8m～10m长的工作面后再进行下台阶开挖，此时开挖形成标准台阶长度后，进入正常工序开挖施工。昆明方向开挖长度60m（施工至DK251+783）后，作为成都方向开挖爆破时开挖台车避炮的安全地段，待施工一段距离后可在此拼装液压栈桥及衬砌台车。

四、横通道模筑衬砌

若围岩揭示情况较差，根据现场情况，必要时先施作横通道二次衬砌，再进行正洞挑顶施工。横通道衬砌施工时，预留横通道与正洞开挖轮廓线锐角交点0.5m范围内的衬砌，此段衬砌与正洞二次衬砌一起浇筑，采用正洞二次衬砌台车配合小块钢模板浇筑。横通道交叉口处衬砌受挑顶爆破施工影响较大，于衬砌前端端头挂设炮被进行遮挡，炮被用废旧橡胶轮胎编织而成。

五、施工过程中的注意事项

第一，小导洞施工前注意调整好横通道钢架，不侵入正洞衬砌。

第二，交岔口段支护牢固后方可进行爬坡挑顶施工。

第三，小导洞采用挖掘机扒碴，装载机装碴，自卸汽车运碴，开挖循环进尺2米。

第四，小导洞开挖时，注意控制拱顶标高，顶部初支内侧沿正洞开挖轮廓线布置，并预留施工误差及沉降变形量。

第五，小导洞采用矩形断面，断面内净宽不小于4米，高度根据正洞开挖轮廓线标高计算进行控制，拱脚严禁悬空，必须落在坚实基础上。

第六，小导洞顶部采用挂网满喷砼支护，两侧边墙采用喷8cm厚砼进行封闭。

本文结合工程实例，分析了铁路隧道辅助坑道挑顶进入正洞施工技术，辅助坑道挑顶进入正洞施工技术在月直山隧道中的成功应用为后续同类工程的施工建设提供了借鉴和经验，辅助坑道挑顶进入正洞施工技术铁路隧道工程施工中进行工序转换的主要方法，其工序比较复杂，同时各项结构受力情况也比较复杂，对每道工序的衔接质量有极高的要求。因此，在具体施工建设中，为更好地保证施工安全性，为后期隧道开挖、支护、衬砌创造良好的环境，就必须对施工组织工序进行全面优化，在确保施工安全的基础上，提升施工效率。