摘 要:通過云桂高鐵革朗隧道2#橫洞進入正洞交叉段挑頂施工,采用以圓曲線形式開挖爬坡導洞,爬坡導洞轉(zhuǎn)體進入正洞,順利地實現(xiàn)了橫洞向正洞工序轉(zhuǎn)換,這種方法可安全、快速施工,為類似工程的進洞及關(guān)鍵工序施工提供借鑒。
關(guān)鍵詞:鐵路隧道;橫洞;正洞;交叉段;施工
DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.17.084
1 工程概況
1.1 工程簡介
云(云南昆明)桂(廣西南寧)高速鐵路革朗隧道位于云南省富寧縣境內(nèi),全長11568m,為單洞雙線隧道,屬全線重點控工程,其中輔助坑道2#橫洞全長1018.4m,坡度為0.85%,設(shè)計為無軌單車道+錯車道運輸。單車道內(nèi)輪廓采用5.0×6.5m(寬×高),內(nèi)凈空面積30.95㎡,設(shè)置于線路左側(cè),與正洞相交于D2K368+500,承擔正洞D2K368+500~D2K365+467段3033延長m施工任務(wù)。
1.2 工程地質(zhì)
革朗隧道2#橫洞與正洞交叉段穿越地層巖性為第四系全新統(tǒng)滑坡積(Q[4](del))粗角礫土、沖洪積(Q[4](al+pl))卵石土、坡殘積(Q[4](dl+el))紅粘土;寒武系上統(tǒng)唐家壩組(∈[3]t)泥質(zhì)條帶灰?guī)r夾泥質(zhì)粉砂巖; 2#橫洞出口段為D2p薄層狀灰?guī)r,巖層產(chǎn)狀N22°W/30°SW,橫洞走向N77°E,兩者交角81°,仰坡順層,地質(zhì)構(gòu)造十分復雜[1]。
2 總體施工方案
根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查、測量等相關(guān)數(shù)據(jù)分析比較,結(jié)合革朗隧道風險評估報告[2],橫洞與正洞交叉口位置(D2K368+500)圍巖等級為V級,正洞D2K368+490~D2K368+507為Ⅴ級A型復合加強段,為確保橫洞與正洞交叉口段施工安全順利進行,施工至與正洞交界后,采用以圓曲線形式開挖爬坡導洞,爬坡導洞轉(zhuǎn)體進入正洞,并繼續(xù)沿相同方向掘進一定距離;形成作業(yè)空間后,轉(zhuǎn)向相反方向施工,橫洞進入正洞平面關(guān)系見圖1。
3 施工技術(shù)
3.1 施工步驟
(1)根據(jù)橫洞與正洞相交角度, HD2K0+020~ HD2D0+003.93段支護參數(shù)按照單車道V級錨噴襯砌斷面施工,主要支護參數(shù): C20噴射混凝土厚度20cm,拱墻設(shè)置Φ22砂漿錨桿,L=3m,間距1.2m×1.2m,從橫洞大里程至小里程先安裝5榀I16型鋼架, 再安裝20b異型5榀鋼架,完成由垂直于橫洞中線到平行于正洞中線的過渡。
(2)橫洞與正洞交叉口段架立I20b型鋼架,三榀鋼架焊接在一起,在型鋼鋼架上焊接I20b型鋼橫梁,使橫梁兩端螺栓連接I20b型鋼架立柱,為正洞鋼架提供落腳平臺。
(3)橫洞進入正洞內(nèi)的導洞施工
①主要支護參數(shù):Φ22錨桿,長度2.5m,間距1.2×1.2m,梅花型布置;噴射C20混凝土,厚度12cm。②爬坡道的坡度設(shè)計,坡率設(shè)計為0.169,坡長12.52m,圓曲線半徑9.57m,加快爬坡導坑施工進度。
③完成爬坡后,按照線路設(shè)計坡度向南寧方向按原設(shè)計的Ⅲ級圍巖開挖方法、支護參數(shù)繼續(xù)進行上臺階掘進[3],施工10m后,噴射混凝土封閉南寧方向掌子面,反向至昆明方向開挖正洞。
3.2 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),應(yīng)對加強該段正洞初期支護鎖定系統(tǒng)施工,防止拱架下沉。
(1)交叉處加強支護設(shè)置。在橫洞與正洞交接處設(shè)置加強環(huán)由5榀Ⅰ20b型鋼鋼架組成,鋼架間采用φ22鋼筋連接,噴射28cm厚c25混凝土覆蓋鋼架以增加鋼度。(2)設(shè)置托梁,為正洞拱架提供落腳平臺。在正洞與橫洞拱頂交界里程處,沿正洞方向設(shè)置拱頂縱向托梁,托梁采用Ⅰ20b型鋼,牢固焊接于橫洞鋼架拱頂,托梁與橫洞鋼架間空隙設(shè)置Ⅰ20b型鋼豎向立柱,立柱應(yīng)與正洞拱架位置相對應(yīng),牢固焊接噴射C30混凝土回填密實。(3)加密設(shè)置正洞初期支護鎖定系統(tǒng),每榀鋼架單側(cè)不少于4根鎖腳錨管,錨管長4.5m,注水泥砂漿,鎖腳錨管與鋼架牢固焊接。
3.3 工序轉(zhuǎn)換及調(diào)整
交叉口挑頂施工加強支護完成后,先向南寧方向一側(cè)進行施工,采用三臺階法正臺階控制,支護體系盡快閉合,待形成一端工作空后再向昆明方向施工,確保交叉段平穩(wěn)渡過。
4 結(jié)語
橫洞與正洞施工過程中,對交叉段的敏感里程加密監(jiān)控量測點收集數(shù)據(jù)進行分析,最大變形日收斂值30mm,累計收斂值140mm,圍巖應(yīng)力變形和支護系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)。實現(xiàn)了橫洞與正洞由小斷面向大斷面突變的快速、安全施工,各工序轉(zhuǎn)換調(diào)整正常后,為橫洞與正洞交叉段的二次襯砌施工創(chuàng)造較好條件。
參考文獻:
[1]鐵路隧道工程施工技術(shù)指南(Q/CR9604-2015)[S].北京:中國鐵道出版社.2015.
[2]鐵路隧道工程施工安全技術(shù)規(guī)程(TB10304-2009)[S].北京:中國鐵道出版社.2009.
[3]鐵路隧道超前地質(zhì)預報技術(shù)指南(Q/CR9217-2015)[S].北京:中國鐵道出版社.2015.
作者簡介:張玉良,廣西全州人,高級工程師,主要研究方向:隧道工程與地下工程。