斜井交叉口挑頂施工方案

1、馬家莊隧道3#斜井進(jìn)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(yáng)縣馬家莊鄉(xiāng)境內(nèi)，起迄里程DK711896DK721255，全長(zhǎng)9359m，該隧道為雙線隧道，除進(jìn)口m位于半徑為7000m的曲線上，其余地段均位于直線上；洞內(nèi)縱坡分別為5、-3的人字坡。隧道除進(jìn)、出口相向掘進(jìn)外，還設(shè)有4座斜井輔助施工；馬家莊隧道三號(hào)斜井井口位于線路左側(cè)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(jí)圍巖106m，級(jí)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(fù)雜，尤其正洞橫向挑頂開挖支護(hù)難度相當(dāng)大，工作面小，質(zhì)量平安隱患多，開挖支護(hù)不當(dāng)圍巖很容易下沉變形，甚至塌方發(fā)生平安質(zhì)量事故。因此必須制定科學(xué)合理的挑頂施工方案，并對(duì)交叉口進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)。經(jīng)過(guò)多種方案比選，確定的方案為：在斜井施工至與正洞設(shè)計(jì)二次襯砌最大跨度相交時(shí)，在交匯面處設(shè)置斜井初期支護(hù)加強(qiáng)環(huán)及托梁和立柱支撐，以解決交叉口處正洞初期支護(hù)的鋼架落腳問(wèn)題，及時(shí)完成斜井襯砌，襯砌終點(diǎn)端頭面應(yīng)與正洞該側(cè)縱向開挖平行。采用人工風(fēng)鎬配合挖掘機(jī)，以4.2m寬的小導(dǎo)坑方式橫向垂直進(jìn)入正洞洞身并進(jìn)行弧面挑頂開挖，開挖過(guò)程中及時(shí)采用16型鋼棚架臨時(shí)支頂支護(hù)。當(dāng)隧道正洞拱部上導(dǎo)坑開挖面合格后及時(shí)

3、初噴，施做正洞設(shè)計(jì)初期支護(hù)，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(shí)棚架兩側(cè)立撐。按相同方法將交叉口范圍拱部上導(dǎo)坑延鈍角方向開挖支護(hù)兩個(gè)循環(huán)每循環(huán)進(jìn)尺m且穩(wěn)定后，及時(shí)施作初期支護(hù)，再反方向開挖支護(hù)兩個(gè)循環(huán)每循環(huán)進(jìn)尺且穩(wěn)定后，及時(shí)施作初期支護(hù)，直至該段9m范圍拱部封閉。接著擴(kuò)挖正洞中部土體并將該段右半幅初期支護(hù)接長(zhǎng)至起拱線處。最后按環(huán)形預(yù)留核心土法進(jìn)行隧道主攻或副攻方向上斷面開挖，當(dāng)上斷面開挖達(dá)30m后，進(jìn)行邊墻落底及仰拱、填充施工，從而使正洞初期支護(hù)封閉成環(huán)，具備正?？焖偈┕さ钠桨矖l件。下面對(duì)施工方案方法及工藝工藝措施進(jìn)行闡述。 2.2 施工步驟、方法及工藝1根據(jù)斜井與正洞設(shè)計(jì)相

4、交角度及復(fù)合式襯砌參數(shù)，應(yīng)對(duì)交叉口段斜井初期支護(hù)進(jìn)行加強(qiáng)，確保下步正洞跨越斜井提供支護(hù)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(diào)整到與正洞縱向平行詳見圖2、圖3。圖1斜井進(jìn)入正洞平面圖尺寸標(biāo)注單位：cm2考慮斜井初期支護(hù)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(duì)其加強(qiáng)。在斜井末端即距正洞二襯最大路跨度內(nèi)緣15cm處采用兩榀20a型鋼并焊在一起作為加強(qiáng)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(hù)加強(qiáng)環(huán)鋼架拱頂上沿正洞方向設(shè)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?qū)е轮ёo(hù)下沉，先夯實(shí)基底，立柱底部加焊30*20*2cm鋼板，另加提前預(yù)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(shè)計(jì)拱部鋼架左側(cè)落腳問(wèn)題詳見圖2、圖3。圖2斜井交叉口托梁、支撐安裝正面圖標(biāo)注尺寸單位:cm4對(duì)托梁及支撐進(jìn)行錨、噴防護(hù)，錨桿尾部彎折900后與托梁、支撐焊接在一起，按設(shè)計(jì)厚度噴射混凝土?xí)r，托梁范圍暫不噴射。5及時(shí)施作斜井加強(qiáng)段二次襯砌，為交叉口提供有力的支撐。其襯砌終點(diǎn)端頭面必須與正洞該側(cè)縱向開挖平行，并伸出加強(qiáng)環(huán)5cm。端頭斜交三角帶采用小塊鋼模、拱架配合臺(tái)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(shí)后，撤出斜井二襯臺(tái)車，先回填土修筑斜坡道后，圖3交叉口斜井及正洞支護(hù)結(jié)構(gòu)尺寸圖標(biāo)注尺寸單位:cm采用臨時(shí)輪胎式輕型小挖機(jī)以m寬的小導(dǎo)坑方式橫向垂直進(jìn)入正洞洞身拱部，并進(jìn)行拱頂上導(dǎo)坑弧面挑頂開挖，人工風(fēng)鎬及作業(yè)臺(tái)架進(jìn)行修邊。進(jìn)入正洞范圍后其開挖及初期支護(hù)需比正洞拱部相應(yīng)設(shè)計(jì)標(biāo)高加大，以預(yù)留臨時(shí)支護(hù)厚度及足夠的變形量。開挖過(guò)程中采用16號(hào)工字鋼臨時(shí)棚架及時(shí)支護(hù)。當(dāng)隧道正洞拱部上導(dǎo)坑開挖面臨時(shí)支護(hù)合格后，移除臨時(shí)棚架一側(cè)豎撐，施做該側(cè)初期支護(hù)先撤除先支護(hù)，其拱頂處縱向棚架橫梁將作為永久支護(hù)，同樣的方法施作另一側(cè)。詳見圖3、圖4。圖4 交叉口段斜井進(jìn)正洞挑頂開挖順序示意圖單

7、位：cm7待拱部上導(dǎo)坑初期支護(hù)穩(wěn)定后再采用人工風(fēng)鎬及作業(yè)臺(tái)架向主攻大同方向開挖拱部上導(dǎo)坑，進(jìn)尺m，開挖土方經(jīng)人工清運(yùn)至斜井后，由裝載機(jī)及汽車運(yùn)至洞外棄碴場(chǎng)。開挖合格后立即初噴，及時(shí)施作初期支護(hù)。8掉頭采用人工風(fēng)鎬及作業(yè)臺(tái)架向次攻西安方向開挖拱部上導(dǎo)坑，進(jìn)尺m，開挖土方經(jīng)人工清運(yùn)至斜井后，由裝載機(jī)及汽車運(yùn)至洞外棄碴場(chǎng)。開挖合格后立即初噴，及時(shí)施作初期支護(hù)，方法同上。從而拱部上導(dǎo)坑開挖支護(hù)范圍到達(dá)9m。9當(dāng)拱部上導(dǎo)坑9m范圍開挖支護(hù)完成后，采用挖機(jī)逐段擴(kuò)挖中上部土體，并將右半幅初期支護(hù)接長(zhǎng)至起拱線處，每循環(huán)進(jìn)尺為1.2m。10在上斷面初期支護(hù)下，采用環(huán)向開挖預(yù)留核心土臺(tái)階法向主攻方向開挖支護(hù)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(dǎo)分兩次開挖支護(hù)至最大跨度起拱線處。前期開挖采用人工配合機(jī)械的方法，隨著工作面的擴(kuò)大，視實(shí)際情況創(chuàng)造條件采用以挖機(jī)開挖為主、人工修邊為輔。11當(dāng)上斷面主副掌子面距到達(dá)40m時(shí)，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(cuò)開35m進(jìn)行落底開挖支護(hù)，每循環(huán)進(jìn)尺，同時(shí)向前推進(jìn)。與此同時(shí)，主副上斷面掌子面繼續(xù)向前短進(jìn)尺掘進(jìn)。12當(dāng)左、右側(cè)邊墻連續(xù)落底支護(hù)到達(dá)30m時(shí)，分段開挖全幅仰拱，每次開挖3m，及時(shí)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(dāng)仰拱混凝土及填充混凝土施工30m后，立

9、即在洞內(nèi)既定位置組裝襯砌臺(tái)車施作二次襯砌，將交叉口處10.3m襯砌臺(tái)車長(zhǎng)m長(zhǎng)范圍襯砌預(yù)留至最后封堵。至此，斜井交叉口段正洞全斷面支護(hù)封閉成環(huán)形成受力結(jié)構(gòu)，為下步主洞正?？焖匍_挖施工創(chuàng)造了良好的平安條件。2.3施工要點(diǎn)正洞與橫洞相交地段處于復(fù)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(hù)必須座落于一個(gè)牢固的落腳平臺(tái)，同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)該段正洞初期支護(hù)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(yīng)加強(qiáng)初期支護(hù)，設(shè)計(jì)參數(shù)應(yīng)比正常斷面相應(yīng)提高。交叉處加強(qiáng)環(huán)設(shè)置由于正洞開挖斷面較大，為確保擴(kuò)頂段正洞施工平安，在斜井與正洞交接處設(shè)置一加強(qiáng)環(huán)，加強(qiáng)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(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)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(zhì)量。設(shè)置托梁，為正洞拱架提供落腳平臺(tái)在斜井襯期支護(hù)加強(qiáng)環(huán)鋼架拱頂上沿正洞方向設(shè)置縱向水平托梁，托梁采用I25b型鋼，牢固焊接于斜井加強(qiáng)環(huán)拱頂，托梁長(zhǎng)度超過(guò)9m時(shí)，居中聯(lián)接接頭除對(duì)焊外，另采用雙面夾板10mm厚鋼板鉆孔、高強(qiáng)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(qiáng)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(kuò)頂開挖，依據(jù)圍巖穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)采用16臨時(shí)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(jié)合初噴混凝土5cm，臨時(shí)棚架橫梁采用20cm網(wǎng)噴，網(wǎng)格尺寸20×20cm臨時(shí)棚架橫梁將作為永久支護(hù)，形成臨時(shí)支護(hù)體系，棚架結(jié)構(gòu)尺寸見圖5，圖中H、b，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況確定尺寸，現(xiàn)場(chǎng)加工。 圖5臨時(shí)棚架尺寸圖3、 勞力、機(jī)具設(shè)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(jī)具配置：臨時(shí)輪胎式小型挖掘機(jī)PZ701臺(tái)，中型挖掘機(jī)PC20O1臺(tái)，40裝載機(jī)1臺(tái)，混凝土噴射機(jī)2臺(tái)，壓入式通風(fēng)機(jī)視斜井長(zhǎng)度設(shè)置，鋼架彎制機(jī)1臺(tái)等。4、施工考前須知1施工前做好各種相關(guān)施工準(zhǔn)備，按方案要求配置好勞力、機(jī)械設(shè)備及工程材料，施工中嚴(yán)格按本方案、相應(yīng)技術(shù)交底及標(biāo)準(zhǔn)要求施作。2交叉口段斜井襯砌應(yīng)及早施作，擋頭板沿正洞線路方