斜井交叉口挑頂施工方案

1、馬家莊隧道3#斜井進正洞挑頂施工方案1、工程概況馬家莊隧道位于陜西省合陽縣馬家莊鄉(xiāng)境內，起迄里程DK711896DK721255，全長9359m，該隧道為雙線隧道，除進口m位于半徑為7000m的曲線上，其余地段均位于直線上；洞內縱坡分別為5、-3的人字坡。隧道除進、出口相向掘進外，還設有4座斜井輔助施工；馬家莊隧道三號斜井井口位于線路左側一沖溝邊，與大同方向平面交角87°，井身傾角 5°4239，坡度10%。最小埋深，最大埋深42m。斜井采用雙車道斷面，最大開挖斷面，車道凈寬6m。斜井級圍巖106m，級圍巖480m. 2 施工方案2.1挑頂方案的選定黃土隧道正洞與斜井交叉口

2、處圍巖空間三維受力復雜，尤其正洞橫向挑頂開挖支護難度相當大，工作面小，質量平安隱患多，開挖支護不當圍巖很容易下沉變形，甚至塌方發(fā)生平安質量事故。因此必須制定科學合理的挑頂施工方案，并對交叉口進行加強支護。經(jīng)過多種方案比選，確定的方案為：在斜井施工至與正洞設計二次襯砌最大跨度相交時，在交匯面處設置斜井初期支護加強環(huán)及托梁和立柱支撐，以解決交叉口處正洞初期支護的鋼架落腳問題，及時完成斜井襯砌，襯砌終點端頭面應與正洞該側縱向開挖平行。采用人工風鎬配合挖掘機，以4.2m寬的小導坑方式橫向垂直進入正洞洞身并進行弧面挑頂開挖，開挖過程中及時采用16型鋼棚架臨時支頂支護。當隧道正洞拱部上導坑開挖面合格后及時

3、初噴，施做正洞設計初期支護，其鋼架拱腳落在托梁上，拱頂處縱向棚架橫梁保存，撤除臨時棚架兩側立撐。按相同方法將交叉口范圍拱部上導坑延鈍角方向開挖支護兩個循環(huán)每循環(huán)進尺m且穩(wěn)定后，及時施作初期支護，再反方向開挖支護兩個循環(huán)每循環(huán)進尺且穩(wěn)定后，及時施作初期支護，直至該段9m范圍拱部封閉。接著擴挖正洞中部土體并將該段右半幅初期支護接長至起拱線處。最后按環(huán)形預留核心土法進行隧道主攻或副攻方向上斷面開挖，當上斷面開挖達30m后，進行邊墻落底及仰拱、填充施工，從而使正洞初期支護封閉成環(huán)，具備正?？焖偈┕さ钠桨矖l件。下面對施工方案方法及工藝工藝措施進行闡述。 2.2 施工步驟、方法及工藝1根據(jù)斜井與正洞設計相

4、交角度及復合式襯砌參數(shù)，應對交叉口段斜井初期支護進行加強，確保下步正洞跨越斜井提供支護保障。由于斜井與正洞夾角較大87°，所以直接由最后一榀鋼架偏立法架立調整到與正洞縱向平行詳見圖2、圖3。圖1斜井進入正洞平面圖尺寸標注單位：cm2考慮斜井初期支護最后一榀拱架也需承受正洞拱架及圍巖傳遞的荷載，為了平安因此必須對其加強。在斜井末端即距正洞二襯最大路跨度內緣15cm處采用兩榀20a型鋼并焊在一起作為加強環(huán)，改善受力條件。3為解決交叉口段正洞上斷面拱架落腳位置及牢固性，在斜井襯期支護加強環(huán)鋼架拱頂上沿正洞方向設置縱向水平托梁，托梁采用I25b型鋼，兩端聯(lián)接I25b型鋼立柱支撐至主洞墻底。為

5、防基底承載力不夠導致支護下沉，先夯實基底，立柱底部加焊30*20*2cm鋼板，另加提前預制的鋼筋混凝土墊塊50*50*50cm。型鋼托梁頂面按間距m焊接30*20*2cm厚鋼板，以解決交叉口段主洞設計拱部鋼架左側落腳問題詳見圖2、圖3。圖2斜井交叉口托梁、支撐安裝正面圖標注尺寸單位:cm4對托梁及支撐進行錨、噴防護，錨桿尾部彎折900后與托梁、支撐焊接在一起，按設計厚度噴射混凝土時，托梁范圍暫不噴射。5及時施作斜井加強段二次襯砌，為交叉口提供有力的支撐。其襯砌終點端頭面必須與正洞該側縱向開挖平行，并伸出加強環(huán)5cm。端頭斜交三角帶采用小塊鋼模、拱架配合臺車加固，另外考慮到襯砌尾端和托梁共同受力

6、。6二襯混凝土施工完24小時后，撤出斜井二襯臺車，先回填土修筑斜坡道后，圖3交叉口斜井及正洞支護結構尺寸圖標注尺寸單位:cm采用臨時輪胎式輕型小挖機以m寬的小導坑方式橫向垂直進入正洞洞身拱部，并進行拱頂上導坑弧面挑頂開挖，人工風鎬及作業(yè)臺架進行修邊。進入正洞范圍后其開挖及初期支護需比正洞拱部相應設計標高加大，以預留臨時支護厚度及足夠的變形量。開挖過程中采用16號工字鋼臨時棚架及時支護。當隧道正洞拱部上導坑開挖面臨時支護合格后，移除臨時棚架一側豎撐，施做該側初期支護先撤除先支護，其拱頂處縱向棚架橫梁將作為永久支護，同樣的方法施作另一側。詳見圖3、圖4。圖4 交叉口段斜井進正洞挑頂開挖順序示意圖單

7、位：cm7待拱部上導坑初期支護穩(wěn)定后再采用人工風鎬及作業(yè)臺架向主攻大同方向開挖拱部上導坑，進尺m，開挖土方經(jīng)人工清運至斜井后，由裝載機及汽車運至洞外棄碴場。開挖合格后立即初噴，及時施作初期支護。8掉頭采用人工風鎬及作業(yè)臺架向次攻西安方向開挖拱部上導坑，進尺m，開挖土方經(jīng)人工清運至斜井后，由裝載機及汽車運至洞外棄碴場。開挖合格后立即初噴，及時施作初期支護，方法同上。從而拱部上導坑開挖支護范圍到達9m。9當拱部上導坑9m范圍開挖支護完成后，采用挖機逐段擴挖中上部土體，并將右半幅初期支護接長至起拱線處，每循環(huán)進尺為1.2m。10在上斷面初期支護下，采用環(huán)向開挖預留核心土臺階法向主攻方向開挖支護10m

8、后，采用相同方法向副攻方向開挖。為確保平安，該段正洞40m范圍上弧導分兩次開挖支護至最大跨度起拱線處。前期開挖采用人工配合機械的方法，隨著工作面的擴大，視實際情況創(chuàng)造條件采用以挖機開挖為主、人工修邊為輔。11當上斷面主副掌子面距到達40m時，開始下半斷面邊墻落底施工。落底施工按主、次攻方向，拉開下斷面中槽，左右邊墻前后錯開35m進行落底開挖支護，每循環(huán)進尺，同時向前推進。與此同時，主副上斷面掌子面繼續(xù)向前短進尺掘進。12當左、右側邊墻連續(xù)落底支護到達30m時，分段開挖全幅仰拱，每次開挖3m，及時施作仰拱混凝土及填充混凝土，利用仰拱棧橋保證掌子面繼續(xù)施工。當仰拱混凝土及填充混凝土施工30m后，立

9、即在洞內既定位置組裝襯砌臺車施作二次襯砌，將交叉口處10.3m襯砌臺車長m長范圍襯砌預留至最后封堵。至此，斜井交叉口段正洞全斷面支護封閉成環(huán)形成受力結構，為下步主洞正常快速開挖施工創(chuàng)造了良好的平安條件。2.3施工要點正洞與橫洞相交地段處于復雜的三維受力狀態(tài)，為保證正洞平安挑頂施工的完成，正洞初期支護必須座落于一個牢固的落腳平臺，同時應加強該段正洞初期支護的鎖腳錨桿及系統(tǒng)錨桿施工，防止拱架下沉。斜井交叉口段施工，應加強初期支護，設計參數(shù)應比正常斷面相應提高。交叉處加強環(huán)設置由于正洞開挖斷面較大，為確保擴頂段正洞施工平安，在斜井與正洞交接處設置一加強環(huán)，加強環(huán)由2榀20a型鋼鋼架并焊組成，鋼架間采

10、用22鋼筋連接，根據(jù)施工方案對其進行準確定位加固，鎖腳錨桿宜沿斜井與正洞交角平分線方向施作，并確保其質量。設置托梁，為正洞拱架提供落腳平臺在斜井襯期支護加強環(huán)鋼架拱頂上沿正洞方向設置縱向水平托梁，托梁采用I25b型鋼，牢固焊接于斜井加強環(huán)拱頂，托梁長度超過9m時，居中聯(lián)接接頭除對焊外，另采用雙面夾板10mm厚鋼板鉆孔、高強螺栓擰緊、夾板四邊騎縫焊等多重加固方式。托梁兩端聯(lián)接I25b型鋼立柱支撐至主洞墻底。噴射C25砼2530cm厚覆蓋加強環(huán)、立柱鋼架，托梁范圍暫不噴射，待正洞鋼架落腳后一并噴射。及早施作斜井二次襯砌。正洞擴頂開挖，依據(jù)圍巖穩(wěn)定狀態(tài)時采用16臨時棚架支撐頂部，棚架間距為m，棚架間

11、采用22鋼筋焊接為整體，結合初噴混凝土5cm，臨時棚架橫梁采用20cm網(wǎng)噴，網(wǎng)格尺寸20×20cm臨時棚架橫梁將作為永久支護，形成臨時支護體系，棚架結構尺寸見圖5，圖中H、b，根據(jù)現(xiàn)場情況確定尺寸，現(xiàn)場加工。 圖5臨時棚架尺寸圖3、 勞力、機具設備配置開挖作業(yè)人員20人；鋼架、鋼筋網(wǎng)及錨桿施工10人；噴射混凝土作業(yè)14人。主要施工機具配置：臨時輪胎式小型挖掘機PZ701臺，中型挖掘機PC20O1臺，40裝載機1臺，混凝土噴射機2臺，壓入式通風機視斜井長度設置，鋼架彎制機1臺等。4、施工考前須知1施工前做好各種相關施工準備，按方案要求配置好勞力、機械設備及工程材料，施工中嚴格按本方案、相應技術交底及標準要求施作。2交叉口段斜井襯砌應及早施作，擋頭板沿正洞線路方