隧道斜井转主洞施工要点分析

高超新

（福建省路桥建设集团有限公司，福建福州 350000）

0 引言

在隧道工程中，斜井施工达到一定设计长度后，便需要转入主洞施工，为使隧道斜井转主洞施工实现无缝对接，应当对相关施工技术及实施要点加以了解和掌握，从而确保施工顺利完成。基于此，对隧道斜井转主洞施工要点展开分析。

1 工程概况

拾贰坡隧道工程为上下行独立双洞隧道，按照六车道设计，其中左幅全长4716m，右幅全长4732m。该隧道斜井的起点桩号为XK0+10，终点桩号为XK0+778.3，隧道斜井的总长度为768.3m，净高7.1m，采用双车道。隧道斜井从左洞左侧接入隧道主洞，并在距离左洞中线14m时，利用联络道衬砌将左右洞贯通，与左洞线路在桩号ZK40+900.005 处交会，平面交角为90°。在交叉地段处，主洞的围岩等级为Ⅳ级，衬砌类型为S4-A，联络道衬砌的设计标高应当与隧道主洞的路面齐平，隧道建成投用后，隧道斜井可作为紧急救援通道。下面对该隧道斜井转主洞施工技术要点展开分析。

2 隧道斜井转主洞施工要点

2.1 隧道斜井转主洞施工工艺

2.1.1 工艺流程

在隧道施工期间，为确保隧道斜井能够顺利转入主洞，需要施工人员对相关施工工艺流程有充分的了解和掌握。隧道斜井转主洞施工工艺具体如下：隧道斜井开挖与初期支护—联络道开挖与初期支护—浇筑隧道斜井最后一板二衬—浇筑隧道斜井与联络道交叉口处的衬砌端墙—浇筑联络道端头的衬砌端墙—浇筑主线左右隧洞间的联络道二衬—开挖左洞大、小里程方向并初期支护—开挖右洞大、小里程方向并初期支护—浇筑联络道剩余的二衬—浇筑主洞二衬。

2.1.2 隧道斜井进联络道

隧道斜井开挖至左洞中线14.6m时，便开始联络道施工，开挖至与联络道交界的位置后，将上坡开挖至联络道的拱顶高程，随后继续沿相同的方向掘进，达到一定距离后，形成作业空间，此时转向相反的方向继续开挖，对断面进行扩挖，直至联络道的标准断面为止[1]。交界处的围岩为Ⅳ级，为使挑顶段的隧道斜井施工能够安全完成，在交叉处布设由钢架组成的加强环，用强度等级C25 的混凝土喷射，再覆盖钢架。需要注意的是，为避免长时间暴露，要对隧道斜井二次衬砌及早施工。

2.1.3 联络道施工

在该工程中，联络道衬砌段以三台阶法进行开挖施工。先对拱部的台阶开挖，并施工初期支护；同时采用无缝钢管注浆作为锁脚锚杆，纵线采用工字钢连接；待稳定后，开挖中间的台阶，施工边墙初期支护，支护参数同上台阶；最后开挖仰拱并支护，拱脚位置采用无缝钢管注浆作为锁脚锚杆，最后施工模筑二次衬砌。

2.1.4 联络道进主洞

第一，隧道主洞施工要在联络道端头衬砌端墙、左右洞间联络道二衬浇筑后开展，先对左洞施工，向大里程方向掘进100m后，喷射混凝土将掌子面封闭，随后掉头向左洞小里程方向掘进，按同样的方法施工右洞。第二，在交叉口位置布设钢门架。先全环施作，待交叉口段完成后，且联络道的端头衬砌端墙与左、右洞间联络道二衬浇筑完毕后，在保证施工安全的前提下，将交叉口处凿开，喷射混凝土，最后将边墙部分的钢门架割除[2]。

2.2 开挖洞身

在隧道斜井转主洞施工中，开挖洞身时，可按具体情况选择适宜的方法：如隧道斜井与联络道交叉段的洞身，可采用两台阶法开挖；联络道的洞身则可采用三台阶法开挖；主洞的洞身可以通过三台阶预留核心土法开挖。

2.2.1 两台阶法

第一，在两台阶法开挖施工中，上下台阶掌子面的间距应当控制在10～15m。当上部断面初期支护基本达到稳定状态后，便可通过光面爆破或预裂爆破的方法开挖下部断面，从而减少对围岩的扰动。第二，在开挖过程中，要对拱脚妥善加固，并及时施作锁脚锚杆。如果拱脚位置处的围岩为软岩，则需注浆加固，提高拱脚的稳定性，保证施工顺利完成。第三，在施工期间，做好监测工作，收集并处理相关数据，以此作为支护参数调整和施工方法变更的主要依据。

2.2.2 三台阶法

三台阶法就是在两台阶法的基础上增加中台阶，具体的施工控制要点如下：

第一，采取边开挖边支护的方法，每循环进尺为2榀；控制好上台阶、中台阶和下台阶的间距，不宜超过30m[3]。第二，在施工过程中，要合理控制导洞的开挖进度，采用分部开挖的方式，避免过大的爆破振动引起安全事故。同时，可依据拱顶下沉的监测结果，用方木作为竖向临时支撑，方木下要铺设钢垫板。严格控制最大临界振动速度，不得超过15cm/s。

2.2.3 三台阶留核心土

第一，在三台阶留核心土洞身开挖施工中，要衔接各个工序，并尽可能将工序安排得紧凑，从而减少围岩暴露在外的时间。各分部应当平行作业，初期支护要紧密衔接，及时封闭成环。第二，开挖上台阶时，控制好循环进尺，以一榀钢拱架为宜，最大不得超过2榀。开挖的矢跨比控制在0.3 以内，核心土的长度以3～5m 为宜，将隧道开挖宽度的1/3～1/2 作为核心土的宽度[4]。第三，中、下台阶的开挖进尺与上台阶相同。在左、右侧开挖的过程中，要错开2～3m，开挖高度控制在3～3.5m 为宜。保证上、中、下三台阶预留核心土开挖进尺与各阶的循环进尺一致。第四，隧道底部采用全幅分段的方法开挖，在上面铺设仰拱栈桥，循环进尺的长度应当控制在2～3m，开挖后要及时支护。当2 个隧底开挖和支护循环完成后，要及时施作仰拱，可按4～6m 的长度对仰拱分段。

2.2.4 钻爆施工

该工程采用光面爆破和预裂爆破方法辅助隧道开挖，严格按照现行规范的规定要求，开展爆破作业，保证施工安全。

第一，光面爆破采用的是电雷管导爆非电毫秒雷管，分层次引爆，以此形成开挖轮廓。主要爆破参数如表1 所示。第二，预裂爆破最为突出的特点是能够减少对轮廓线外岩石的扰动。主要爆破参数如表2所示。

表1 光面爆破主要参数

表2 预裂爆破主要参数

2.3 初期支护

在该工程中，隧道斜井转主洞施工段初期支护有四种类型，具体的支护形式如表3 所示。

表3 隧道初期支护的主要形式

2.4 仰拱施工

在土质地层中，采用机械为主、人工配合的方式对仰拱开挖。在石质地层中，利用钻爆法开挖。需要注意的是，仰拱的开挖长度每循环不宜超过3m[5]。开挖期间，要施作初期支护和二次衬砌，出渣后，将浮渣及时清除，给衬砌施工创造有利条件；拱架应在仰拱开挖前，制作完成并运至隧道洞口处备用，安装钢拱架时，要确保垂直度、间距、横向偏差与规定要求相符；开挖后，要立即喷射混凝土，避免岩面长时间暴露；按操作规程，绑扎仰拱二次钢筋，并浇筑混凝土。

2.5 防排水施工

2.5.1 主洞与交叉口排水

为使主洞内的水能够及时排出，并避免隧道斜井中的水排入主洞，需要在相应的位置开挖集水坑，利用水泵将掌子面的水抽到集水井中。同时，在集水井处设潜水泵1台，排出隧道斜井边沟汇入的水和主洞中抽入的水。

第二，隧道斜井、左侧联络道侧向盲沟水汇入左洞左侧侧向盲沟检查井，右侧联络道侧向盲沟水汇入左洞右侧侧向盲沟检查井。

2.5.2 铺设排水板

第一，铺设排水板前，先做好相关的检查和处理工作，给排水板铺设创造有利条件。铺设前，对排水板进行焊接，采用双焊缝，搭接宽度应达到10cm 以上。第二，先施工土工布垫层和塑料垫片，检查合格后，便可铺设防水板，从拱顶开始向两侧下垂铺设，边铺边以热熔的方式焊接。

2.6 通风

隧道施工环境的好坏很大程度上取决于通风系统的优劣，特别是隧道斜井转主洞后，在主洞施工中，通风条件会直接影响施工安全和进度。拾贰坡隧道斜井转主洞及主洞施工的实际情况如下：

第一，隧道斜井洞口的交流风机应选用大功率风机或功率输出稳定的交流风机。第二，交流风机口的风袋应采用φ180 或φ200 风袋减少风阻，500m 长度为一个缩小直径节点进行风力分配，同时在90°平交位置增设材质较硬的波纹管进行转角，增加掌子面的送风能力。第三，在掌子面附近，增加落地式大功率风扇，为送风和排风做补充。第四，引进新技术和新设备，改善掌子面及周边的施工环境，如空气净化系统。

2.7 二次衬砌

第一，统一加工制作钢筋，质检合格后运至现场，由工人在台车上安装绑扎；按测控点，先绑扎外层环形定位筋，用纵向筋连接，以此作为其他环向筋的绑扎依据，并在外层绑扎完毕后，以同样的方法绑扎内层钢筋。绑扎期间，要避免损伤防水板。焊接时，要采取遮挡措施保护防水板，同时采用二保焊进行焊接。

第二，浇筑混凝土前，要先清理模板，去除锈迹，打磨光滑。模板与混凝土之间应适当搭接，并保证搭接幅度在10cm 以上；采用对称、分层的方法，浇筑混凝土，为保证振捣密实，采用插入式振捣器+附着式振捣器，对混凝土分层振捣，振捣时要避开防水板；控制好混凝土泵送的坍落度及混凝土自由倾落高度，当超过2m时，要辅以串筒或溜槽，防止离析；按设计要求，留设和处理施工缝，尽可能避免产生冷缝[6]。

第三，二次衬砌混凝土的密实度与施工质量密切相关，为保证二次衬砌混凝土的密实度，可在台车拱部留设4 个注浆孔；衬砌浇筑时，预埋由热轧钢管制成的注浆管，二次衬砌混凝土终凝后，应在拆模前对拱顶回填注浆，控制好注浆顺序，并对注浆压力、注浆时间如实记录，注浆完毕后及时检验效果。

3 结语

综上所述，隧道斜井转主洞施工是一项复杂程度较高的工作，为确保施工质量和安全，应对相关施工要点有充分的掌握，并在实际工程中合理运用，从而使隧道斜井转主洞施工顺利完成，同时为主洞施工增加工作面、缩短工期等提供有力的保障。