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        鐵路隧道輔助坑道挑頂進(jìn)入正洞施工技術(shù)

        2019-03-08 09:10:12徐智磊
        關(guān)鍵詞:施工

        徐智磊

        (中鐵十八局集團(tuán)隧道工程有限公司,重慶 400700)

        在復(fù)雜地質(zhì)的長(zhǎng)大隧道施工中,易發(fā)生大規(guī)模塌方、突水等災(zāi)害,導(dǎo)致工程受阻。為滿足工期要求,在隧道施工中往往需要設(shè)置輔助坑道,需要根據(jù)隧道工程實(shí)際情況,選擇與之相適的輔助坑道才能確保施工的安全性。在鐵路隧道施工中常見(jiàn)的輔助坑道有斜井、橫洞、平行導(dǎo)坑等。月直山隧道在施工中的輔助坑道挑頂進(jìn)入正洞施工技術(shù),具有良好的參考價(jià)值,希望對(duì)今后輔助坑道的方案優(yōu)化、設(shè)計(jì)和施工有一定借鑒。

        一、工程概述

        月直山隧道地處金口河~新特克區(qū)間,全長(zhǎng)14085m,單洞雙線。進(jìn)口接路基,出口接依布雙線大橋,令金口河車(chē)站伸入隧道進(jìn)口端,形成三線車(chē)站隧道485m,進(jìn)口里程DK239+915,出口里程DK254+000。出口工區(qū)平導(dǎo)設(shè)置于線路前進(jìn)方向左線左側(cè)30m,平行于左線線路中線,平導(dǎo)長(zhǎng)7366m,承擔(dān)正洞施工長(zhǎng)度為7820m。出口平導(dǎo)PDK253+400~PDK253+996洞口段由于需反向施工正洞洞口采用無(wú)軌雙車(chē)道斷面,其余地段除錯(cuò)車(chē)道

        外均采用無(wú)軌單車(chē)道斷面,錯(cuò)車(chē)道及無(wú)軌雙車(chē)道斷面尺寸為6.2m(高)×7.5m(寬),無(wú)軌單車(chē)道斷面尺寸為6m(高)×5m(寬)。出口平導(dǎo)洞口段、立極古柏正斷層破碎帶以及橫通道采用模筑襯砌,其余段均采用錨噴襯砌。月直山隧道出口5#橫通道轉(zhuǎn)正洞處,與平導(dǎo)交點(diǎn)前后50m范圍(PDK251+703-PDK251+803)內(nèi)地質(zhì)巖性為中厚層狀凝灰?guī)r,掌子面干燥,局部呈滴水狀。其節(jié)理弱發(fā)育,圍巖穩(wěn)定性較好。

        二、橫通道轉(zhuǎn)入正洞挑頂施工工藝流程

        橫通道轉(zhuǎn)入正洞挑頂施工工藝流程圖如圖1所示。

        接近交叉口處時(shí)橫通道設(shè)置3榀鋼架與正洞線路方向平行,鋼架間距0.8m,第3榀鋼架作為橫通道鎖口,與鎖口鋼架并排設(shè)置1榀I20b型鋼拱形鋼架,用于提供正洞初支鋼架落腳點(diǎn)。鎖口門(mén)架先落底至底板處,再進(jìn)行正洞挑頂施工。以25%坡度用隧道棄渣填筑爬坡道路,爬坡采用邊向上挑口邊進(jìn)行錨噴支護(hù)的方法進(jìn)行小導(dǎo)洞開(kāi)挖支護(hù),在門(mén)架鋼架上架設(shè)正洞鋼架,然后向昆明方向開(kāi)挖,形成正常臺(tái)階長(zhǎng)度后,向成都方向開(kāi)挖形成正常臺(tái)階長(zhǎng)度,進(jìn)入正常工序。

        圖1 橫通道轉(zhuǎn)入正洞挑頂施工工藝流程圖

        三、鐵路隧道輔助坑道挑頂進(jìn)入正洞施工技術(shù)

        (一)橫通道交叉口施工

        在距離橫通道與正洞開(kāi)挖輪廓線中線交點(diǎn)4.5m位置處開(kāi)始抬高橫通道頂部高度0.5m,以減弱交叉口處的應(yīng)力集中。橫通道開(kāi)挖至正洞左側(cè)邊墻初支外側(cè)時(shí),接近交叉口時(shí)設(shè)置3榀I20b型鋼鋼架以加強(qiáng)交叉口處的支護(hù)強(qiáng)度,鋼架拱頂間距0.8m,第3榀作為鎖口鋼架。與鎖口鋼架并排設(shè)置1榀與第3榀鋼架尺寸相同的I20b型鋼鋼架(即第4榀鋼架),用于提供正洞初支鋼架落腳點(diǎn),以便在此榀鋼架上固定正洞型鋼鋼架,拱形鋼架上預(yù)留與正洞初支鋼架接頭連接板。鎖口鋼架在拱腳及拱腰位置分別施做2根Φ22鎖腳錨桿,L=3.5m,以保證交叉口圍巖穩(wěn)定及安全。鎖口門(mén)架先落底至底板處,再進(jìn)行正洞挑頂施工。具體施工方案圖如圖2所示:

        圖2 橫通道交叉口施工方案圖

        (二)鋪墊爬坡道路

        按照25%坡度用隧道棄渣填筑爬坡道路,以便機(jī)械及人員進(jìn)入小導(dǎo)洞施工,填筑完成后,開(kāi)始小導(dǎo)洞施作。

        (三)小導(dǎo)洞施工

        小導(dǎo)洞斷面上寬4m,下寬5m,從橫通道已鋪墊坡頂處開(kāi)始與正洞正交進(jìn)入,沿正洞開(kāi)挖輪廓線爬行開(kāi)挖,采用邊向上挑口邊進(jìn)行錨噴支護(hù),進(jìn)尺按2m進(jìn)行控制,小導(dǎo)洞采用錨噴支護(hù)。拱部120°范圍設(shè)Φ22砂漿錨桿,間距1.2×1.5(環(huán)×縱),L=2m;拱部 120°φ6鋼筋網(wǎng),網(wǎng)格間距25×25cm;噴砼采用C25砼,厚度8cm。

        (四)正洞鋼架架設(shè)

        鑿除第4榀鋼架背后的部分初支混凝土,露出鋼架上的鋼架連接板,在小導(dǎo)洞內(nèi)架設(shè)正洞型鋼拱架,一端固定在圍巖基面上,另一端固定在第4榀鋼架上,連接牢固,及時(shí)進(jìn)行正洞初期支護(hù)。交叉口段寬度7.53m,對(duì)橫通道口左右兩側(cè)至少5m范圍內(nèi)鋼架進(jìn)行加強(qiáng),即DK251+709.4~DK251+728.6,即每側(cè)設(shè)置8榀鋼架。初期支護(hù)參數(shù):拱墻設(shè)I18型鋼鋼架,間距1.2m/榀;拱、墻布設(shè)φ6鋼筋網(wǎng),網(wǎng)格尺寸20×20cm;鋼架間設(shè)Φ22連接筋,環(huán)向間距1.0米;拱部、邊墻噴射C25混凝土,噴砼厚度為25cm;拱部采用Φ22中空組合錨桿長(zhǎng)3m,邊墻采用Φ22砂漿錨桿長(zhǎng)3m,1.2m×1.5m(環(huán)×縱)布設(shè)。具體情況如圖3所示。

        圖3 第4榀鋼架與正洞鋼架連接施工示意圖

        (五)小導(dǎo)洞擴(kuò)挖及正洞施工

        架設(shè)正洞鋼架完畢后,噴射混凝土支護(hù)。待噴射混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度并觀察穩(wěn)定后,按正洞上臺(tái)階斷面尺寸,進(jìn)行昆明方向正洞上臺(tái)階斷面的開(kāi)挖支護(hù),上臺(tái)階開(kāi)挖8m~10m后進(jìn)行中臺(tái)階開(kāi)挖。在每個(gè)開(kāi)挖、支護(hù)面形成8m~10m長(zhǎng)的工作面后再進(jìn)行下臺(tái)階開(kāi)挖,每循環(huán)開(kāi)挖后按設(shè)計(jì)要求架設(shè)正洞鋼架,將錨桿及鋼筋網(wǎng)施作完成,再噴射混凝土封閉,形成環(huán)向立拱錨噴支護(hù)。橫通道第4榀鋼架與已落地的正洞鋼架上用I18型鋼進(jìn)行焊接并牢固固定,保證相交地段三維受力狀態(tài)圍巖的穩(wěn)定。挑頂完成正洞施工示意如圖4所示。

        圖4 挑頂完成正洞施工示意圖(cm)

        反方向進(jìn)行成都方向正洞上臺(tái)階斷面的開(kāi)挖支護(hù),上臺(tái)階開(kāi)挖8m~10m后進(jìn)行中臺(tái)階開(kāi)挖。在每個(gè)開(kāi)挖、支護(hù)面形成8m~10m長(zhǎng)的工作面后再進(jìn)行下臺(tái)階開(kāi)挖,此時(shí)開(kāi)挖形成標(biāo)準(zhǔn)臺(tái)階長(zhǎng)度后,進(jìn)入正常工序開(kāi)挖施工。昆明方向開(kāi)挖長(zhǎng)度60m(施工至DK251+783)后,作為成都方向開(kāi)挖爆破時(shí)開(kāi)挖臺(tái)車(chē)避炮的安全地段,待施工一段距離后可在此拼裝液壓棧橋及襯砌臺(tái)車(chē)。

        四、橫通道模筑襯砌

        若圍巖揭示情況較差,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況,必要時(shí)先施作橫通道二次襯砌,再進(jìn)行正洞挑頂施工。橫通道襯砌施工時(shí),預(yù)留橫通道與正洞開(kāi)挖輪廓線銳角交點(diǎn)0.5m范圍內(nèi)的襯砌,此段襯砌與正洞二次襯砌一起澆筑,采用正洞二次襯砌臺(tái)車(chē)配合小塊鋼模板澆筑。橫通道交叉口處襯砌受挑頂爆破施工影響較大,于襯砌前端端頭掛設(shè)炮被進(jìn)行遮擋,炮被用廢舊橡膠輪胎編織而成。

        五、施工過(guò)程中的注意事項(xiàng)

        第一,小導(dǎo)洞施工前注意調(diào)整好橫通道鋼架,不侵入正洞襯砌。

        第二,交岔口段支護(hù)牢固后方可進(jìn)行爬坡挑頂施工。

        第三,小導(dǎo)洞采用挖掘機(jī)扒碴,裝載機(jī)裝碴,自卸汽車(chē)運(yùn)碴,開(kāi)挖循環(huán)進(jìn)尺2米。

        第四,小導(dǎo)洞開(kāi)挖時(shí),注意控制拱頂標(biāo)高,頂部初支內(nèi)側(cè)沿正洞開(kāi)挖輪廓線布置,并預(yù)留施工誤差及沉降變形量。

        第五,小導(dǎo)洞采用矩形斷面,斷面內(nèi)凈寬不小于4米,高度根據(jù)正洞開(kāi)挖輪廓線標(biāo)高計(jì)算進(jìn)行控制,拱腳嚴(yán)禁懸空,必須落在堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)上。

        第六,小導(dǎo)洞頂部采用掛網(wǎng)滿噴砼支護(hù),兩側(cè)邊墻采用噴8cm厚砼進(jìn)行封閉。

        本文結(jié)合工程實(shí)例,分析了鐵路隧道輔助坑道挑頂進(jìn)入正洞施工技術(shù),輔助坑道挑頂進(jìn)入正洞施工技術(shù)在月直山隧道中的成功應(yīng)用為后續(xù)同類工程的施工建設(shè)提供了借鑒和經(jīng)驗(yàn),輔助坑道挑頂進(jìn)入正洞施工技術(shù)鐵路隧道工程施工中進(jìn)行工序轉(zhuǎn)換的主要方法,其工序比較復(fù)雜,同時(shí)各項(xiàng)結(jié)構(gòu)受力情況也比較復(fù)雜,對(duì)每道工序的銜接質(zhì)量有極高的要求。因此,在具體施工建設(shè)中,為更好地保證施工安全性,為后期隧道開(kāi)挖、支護(hù)、襯砌創(chuàng)造良好的環(huán)境,就必須對(duì)施工組織工序進(jìn)行全面優(yōu)化,在確保施工安全的基礎(chǔ)上,提升施工效率。

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