Ｌ 藉 应用方 １５１ 浅析兴旺峁隧道３≠≠斜井挑顶施工 张龙 （中铁隧道集团一处有限公司，重庆４０１１２１） 摘要本文通过介绍太中银铁路兴旺峁隧道３＃斜井挑顶施ｒ，阐述挑顶段施ｒ方法，确保挑顶施丁安全，为今后解决类似问题提供一定 的借鉴 关键词斜井；挑顶；安全 中图分类号【』２ 文献标识码Ａ 文章编号１６７３—９６７ｌ一（２０１１）０６１—０１５ｔ－０２ １工程概况 １） 程地质及水文地质情况。新建人中银铁路ＳＪＳ—Ｖ标段一 区 兴旺峁隧道区，属黄土梁峁沟零区，地势呈西北高，东南低，海拔高程 为７００～１２００ｍ，地形起伏较大，最大高差约为３７５＋３５ｍ。ＩＩｌ体卜覆新老 黄土、粉质黏土及中砂，下伏荩岩。冲沟发育，沟擘见基岩 露 兴旺 峁隧道３＃斜井，地质条件复杂，存在黄土层、砂层、砂柑、泥岩互层， 理层理发育等不良地质问题。洞身基岩为泥岩夹砂岩，产状平缓，层 理、节理发育，罔岩破碎，易产生掉块及坍塌现象。 ２）设汁概况。兴旺峁隧道设计为单洞双线隧道，起讫里程 ＤＫ３５０＋１ １５～ＤＫ３６１＋１７０，全长１ １０５５ｍ，隧道最大埋深２ｌ９．５１ｍ。兴旺峁 隧道平呵进口ＤＫ３５０＋４９９～ＤＫ３５２＋８９８．３６段为半径６０（０）Ｏ１的右曲线，其余 地段均为直线。隧道为单面上坡。３９斜井位于线路左侧， 正涮左线 相交于ＤＫ３５６＋５５０，平面交角为４５。，斜井综合坡度为８．４８％，斜井斜长 ６４２ｍ（正洞调坡后为７６６．７ｍ），斜井与隧道采用斜交。 斜井＿卜正洞连接处：斜井坑底设计标商＝左线线路内轨顶面标高一 ０．５７ｍ。 隧道衬砌结构没计根据招标图正洞ＤＫ３５６＋０００～ＤＫ３５８＋４７５段均为 Ⅳ级罔岩，采用同级围岩复合式衬砌，复合式衬砌由初期支护、防水隔 离层与二次讨砌组成，Ⅳ级围岩采用曲墙，ｔｕｆｆｌ拱结构形式 初期支护采 用喷射混凝土，二次衬砌采用模筑混凝土。但实际揭示同岩情况为： 主要以红褐色伞～强风化砂岩为主，岩石自身强度较低，平层，节理 发育，层厚为１０～５０ 不等，较为松散，裂隙水丰富，伞断面呈线状 流水，隧道水流量６０ｍ３／ｈ，围岩有较人渗水，为了确保交义【哺蓥道结构 及施１ 安伞，ＤＫ３５６＋５２５～ＤＫ３５６＋５７５按照Ｖ级嗣岩衬砌支护参数施ｌ （格栅钢架间距８０ｅｍ，喷射混凝土厚度２７ｅｍ，拱部设超前小导管，环向 Ｉ １１１３根／米）。 ２ ３撑斜井进正洞方案 ２．１施工原则 结合兴旺峁隧道３＃客４井与正洞交叉口尺寸，结合本Ｊ：程的特点、重 点，以及正洞拱顶与斜井拱顶高差的特点，防止正洞挑顶过程中围岩突 变引起隧道止洞坍塌的事故发生，将正洞挑顶施工过程中的发伞隐患降 至最低，时间影响缩至最短。 ２－２总体施工方案 在３＃斜井井底３￣ＤＫ０＋１９．３３～２４．３３段设置５ｍ加强段，在３＃斜＿井井 底３￣ＤＫ０＋１２．６３～１９．３３段设置渐变段，根据斜井 正洞相交角度，左侧 （最大侧）以］．Ｏｒｅ间距安装异型钢架，右侧安装间距为０．３４ｍ。完成由垂 直于斜井ｒｆ１线到平 于正洞中线的过渡，同时在交界处预留正洞拱架落 脚平台，斜井施Ｔ至与正洞交界后，垂直于正洞中线打４．５ｍ宽的小导 坑，小导坑顶部断面抬高３０ＣＭ，导坑采用１２０ａ型钢作棚架支护，并逐渐 将导坑拱顶七挑，至正洞隧道中线时挑至拱顶，然后根据正洞ｔ断面继 续向前开挖至右侧边墙，导坑临时支撑做好后开始向银川Ｉ方向按正洞上二 断而施ｉ ，开挖ｌＯｍ后反向太原方向开挖，形成２个工作面。３＃斜井与 正洞卡ｆＩ交处平面位置见图１，挑顶段侧面罔见图２。 加强段、渐变段施 支护参数： １）加强段支护参数：初期支护由钢拱架＋钢筋网＋喷射混凝土＋锚杆 组成，拱架采用Ｉｌ６工字钢。拱、墙全环铺设双层钢筋网，纵向（ｂ６，环 向 ８，网格尺寸２０Ｘ ２０ｅｒａ；连接筋环向间距１．Ｏ米／根；每榀拱架在拱脚 处打没两根长３．５米 ４２的锁脚小导管；喷混凝土厚２３ｃｍ，采用Ｃ２５喷射 混凝土。 ２）渐变段初期支护参数：初期支护由双层钢拱架＋双层钢筋网＋ 喷射混凝土＋锚杆组成，拱架采＿Ｌ｝ｊＩ １ ６１一宁钢。拱、墙全环铺设双层钢 筋网，纵向 ６，环向 ８，网格』 寸２０ Ｘ ２０ｃｍ；连接筋环向间距１．０米， 根；每榀拱架在拱脚处打设两根Ｋ３．５米 ４２的锁脚小导管；喷混凝土厚 ５０ｅｒａ，采用Ｃ２５喷射混凝土。拱架间距最大侧１．０ｍ（靠近正线最后一榀 间距为０．３４ｍ）。 ３）当施工至渐变段时，其开挖断面较普通段开挖断面增大２６ｃｍ （即增加ｌ１６］：钢厚度加内外层铡架架设问距１０ｔ．ｍ） ４）为调整好渐变段最后一榀钢架与兴旺峁隧道 Ｅ线相平行，通过 调整渐变段钢架左右侧间距（即采用异形拱架）的方式使最后一榀钢架 与正线中线相ｒ 。 Ｉ庄媲串绶 、 太原一 Ｉ 箍道中娆 荔 ＼ 一＼ 右媾串娩 ＼ｏｔＭｉ６＋，５０ 、 中卫 ／ 图１ ３＃斜井‘ 正洞相交处平面位置 ３施工步骤 １）在３＃斜井井底３￣ＤＫ０＋１９ ３３～２４．３３段设置５ｍＩｌ强段，加强段钢 架采崩１６ 字铡，间距缩小至１．Ｏｍ，铺什滑开挖线每米布设ｌ根，长度３ 米。 ２）在３掸斜井井底３斜ＤＫ０＋１ ２ ６３～１ ９．３３段设置渐变段（支护参数进 行相应增强），根据斜井与正涮相交角度，最大侧以１ ０ｍ间距安装Ｉ１６异 型钢架，完成由垂直于斜井中线到平行于正涧中线的过渡 ３）在斜井与正洞交叉口处架立一榀１２５ａ异型钢架，保证相交地段三 维受力状态围岩的稳定。在紧靠此型钢铡架架 两榀Ｉ２５ａ（］形钢架（两 榀钢架靠在一起架立），为正洞钢架提供落脚平台。 ４）斜井进入正洞内的导洞施１ 。斜井进正洞采用小导洞沿正洞开 挖轮廓线爬行开挖，形成上台阶操作平台，然后上二台阶按设计图纸要求 进行初期支护后，向一侧进行上台阶开挖至１０米长度后，进行另一侧上 台阶开挖，开挖１０米后，进行中台阶计挖，”挖形成标准台阶长度后， 进彳ｌ『下台阶开挖，开挖至形成标准台阶长度，进入正常工序开挖施工。 ①导坑设计净宽４．５ｍ，详细结构尺寸。支护参数为：Ｉ２０型钢钢架，间 距１榀／ｍ，中２２锚杆，长度３．Ｏｍ，间距Ｉ．０Ｘ １ Ｏｎ，，梅花型布置； ８Ｎ筋 网，网格间距２０×２０ｃｍ；喷射Ｃ２５砼，厚度２５ｃｍ。支护施丁中要严格按 照质量要求施作，保证锁脚锚杆和纵向连接筋的施Ｔ质量。②在斜井 和正洞的相交处是呈４５。夹角，由于该处围岩很薄，因此，在施工此处 时，采用风钻将围岩壁钻穿．然后将 ２５钢筋穿过直到进入斜井内对 拉，拉杆两端用大垫板（３０ｃｍ×３０ｅｍ）和螺栓与支护实体紧密相贴或与 拱架焊接牢固，最后用喷混凝土封闭。③正洞落底后要及时进行正洞仰 拱施工，以便初期支护 仰拱尽早成环，确保施工安全。 ｌ５２ 应用方 ２科０１ １年第ｌ１翦 期 Ｌ ４隧道开挖 ８施工注意事项 采用新奥法施工，采用三台阶法开挖。人工手持风钻钻孔装药、非 １）施工中必须加强围岩量测，特别是三角体位置施工，根据量测 电微差雷管起爆的光面爆破。 结果及时反馈支护信息，确保支护措施合理，确保施工安全进行。 ５喷砼方式 ２）斜井开展正洞太原方向三台阶法施工时，采取弱爆破方式，为 采取潮喷方式进行，人工持喷头进行喷射砼作业。 确保施工安全线路靠三角体一侧用人工手持风镐开挖方式。 ６出磕 ３）斜井与正洞掌子面施工时，应设专人值班，随时观察围岩及支 护状态的的稳定性。 采用无轨运输方式，１台ｐｃ２０ｏ挖掘机配合２台ＺＬ－５０装载机装碴，２０１ 自卸汽车运输至弃碴场。 ４）制定挑顶施工的安全应急预案，做好相应的应急材料、物资的 储备，并由专门人员负责，一旦出现异常情况，立即启动应急措施。 ７麓工重难点及应急措施 ５）及时施作仰拱和衬砌。 隧道挑顶施工重难点在于３＃斜井与正洞交叉口的施工，交叉口存 ９结束语 在三维受力情况，极为不稳定，因此在交叉口附近的开挖和立拱施工时 通过３＠４井安全进入主洞，特别是交叉口的施工处理，对于软弱且 一定要减小对围岩的扰动，开挖后立即进行初期支护施－［封闭嗣岩，尽 量减少围岩的暴鳝时间。施工中支护参数应相应增强，确保施工安全， 富含水的斜井挑顶提供一定经验。 测量组专ｈ２４ｄ，时监控该段围岩及支护变形情况，同时在施工过程中安 参考文献 排专人观察围岩情况，一旦出现异常，立即撤离施工人员，在交叉口附 【１１新建铁路太原至中卫（银川）线施工图设计． 近储备应急物资及食品。 【２］ＴＢ１０２０４—２００２铁路隧道施工规范．中国铁道出版社，２００２． ＿ｒ ；＝＝＝ｌ、 曼曼 ！墼 科 量 １２４１８．０擘０ Ｆ８ ，７ Ｍ 竹 寓 ｇ，５ １ ２４ —７—．——￣一ａ２一 裼 Ｐ唾 Ｆ３ｌ 异形钢巢 Ｆ２鬻 ｌ ●＼、 ≮’・ Ｖ：Ｊｙ ｔ ， ’ 左 隧 右 Ｆｌ Ｓ 线 凼 道 击 中 竣 ＊ ……” …” 线 线 线 内轨顶庙 ｉ １２４０。２３ 图２ ３＃斜井挑顶段侧面图 （上接第１８０页） ７结论 ， 塌落部分充填满，避免存在空隙。 ①对于深井大断面马头门采用复合支护，一次支护采用锚、网、 ４）注浆充填。由于浇注的混凝土有一定的塌落，马头门断面大， 喷、索支护，在围岩变形过程中能够较快地产生支护阻力，有效控制碎 爆破后巷道存在一定的裂隙，尤其是拱部裂隙较多，必须采用注浆进行 胀变形。由于马头门掘进完成需要一个较长的时问，为马头门爆破后提 充填。在浇注混凝土７天拆模后，根据预留的注浆钻孔记号钻孔进行钻 供了一个较长的缓慢变形期，确保了马头门的围岩应力得到释放，经一 孔注水泥浆液，将混凝土壁后空隙充填密实，进一步提高嗣岩自身承载 次支护后能够在二次支护前达到基本稳定，进行二次支护后能够减少围 能力，以提高复合支护的效果。 岩变形而发生破坏，同时通过注浆，充填了围岩裂隙和混凝土壁后空 ５）收尾。浇注马头门底板平底拱及操车基础。 隙，提高了围岩及整个支护体的承载强度，有效控制松动圈的扩大，改 ５注意事项 善了巷道围岩的稳定性，确保了安全施工；②这种复合支护充分发挥了 ①准确确定马头门底板标高和掘进方位；②确保锚杆扭矩、锚索张 锚网喷索支护的刚性和韧性，又充分利用了钢筋混凝土支护体的刚度， 紧力达到设计要求，以保证一次支护效果；￣ｇａ３￣过程中加强对巷道变 刚柔并济，形成了高强度的稳定承载体；③这种复合支护方案在施工 形观察，防止大断面巷道突然变形冒顶造成事故，施工过程中必须确保 时，只要采用锚网喷支护后就可以继续进行巷道施工，主要工序作业时 后路畅通；④浇注混凝土进行二次支护时防止跑浆而降低混凝土强度； 间短，易于实现多工序平行作业，且安全性高。 ⑤注浆充填时必须达到设计注浆终压。 参考文献 ６支护效果 ［１】董方庭．巷道围岩松动圈支护理论及应用技术【Ｍ】．北京：煤炭工业出版 副井马头门支护采用锚网喷索一次支护和双层钢筋混凝土结构二次 社，２００１． 支护的复合支护方案，并在浇注混凝土后及时采用注浆充填围岩裂隙和 作者简介 壁后空隙，提高了围岩自身的支护强度，阻断了围岩的变形空间，合理 章俊（１９８ｌ一），湖北孝感人，２００２年毕业于安徽理工大学，采矿工程 的施］［Ｊ预序及支护方案提高了大断面巷道的安全性。 专业，现任皖北煤电集团朱集西煤矿生产技术部工程师。
