許明軍

(中鐵十二局集團(tuán)第七工程有限公司，湖南長(zhǎng)沙410004)

1 工程概況

中心醫(yī)院站～淮塔東路站區(qū)間(簡(jiǎn)稱中淮區(qū)間)起止里程為右K10+431.587～K11+354.059，區(qū)間全長(zhǎng)約922 m，在聯(lián)絡(luò)線與正線分離處里程右K11+013.262設(shè)置一座臨時(shí)施工豎井和橫通道，承擔(dān)礦山法施工任務(wù)。本區(qū)間含聯(lián)絡(luò)線一處，連接2號(hào)線和3號(hào)線，聯(lián)絡(luò)線由2號(hào)線左線衍射至3號(hào)線淮塔東路站，聯(lián)絡(luò)線單洞單線部分長(zhǎng)約456.9 m，與2號(hào)線左線接岔段變斷面隧道長(zhǎng)約99.8 m，其中橫通道進(jìn)洞位置單洞雙線變斷面隧道尺寸為11.7 m×15.6 m，采用CD法施工。隧道地層自上而下可分別為雜填土、黏土、中風(fēng)化灰?guī)r，大斷面隧道洞身全部位于中風(fēng)化灰?guī)r地層，洞頂埋深約22.6 m，巖溶較為發(fā)育。豎井及區(qū)間線路平面位置詳見(jiàn)圖1。

圖1 豎井及區(qū)間線路平面位置

2 進(jìn)洞施工難點(diǎn)及順序

2.1 進(jìn)洞施工難點(diǎn)分析

根據(jù)工程總體施工安排與工程進(jìn)展，大斷面隧道進(jìn)洞施工時(shí)，橫通道承擔(dān)的其它4個(gè)隧道進(jìn)洞施工已完成，并正在進(jìn)行隧道開(kāi)挖及初期支護(hù)施工。施工期間交叉影響大，安全風(fēng)險(xiǎn)高，施工難度大，不僅要減少對(duì)其它隧道的施工干擾，還要保證隧道及橫通道支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和施工安全是控制的重難點(diǎn)，具體體現(xiàn)為以下幾方面：

(1)大斷面隧道進(jìn)洞時(shí)對(duì)洞門及橫通道支護(hù)結(jié)構(gòu)安全的控制。隧道洞徑大，進(jìn)洞施工本身存在較大安全風(fēng)險(xiǎn)；橫通道承擔(dān)的其它4個(gè)隧道洞門已經(jīng)施工，大斷面進(jìn)洞施工時(shí)需拆除大斷面范圍內(nèi)橫通道臨時(shí)支撐進(jìn)行換撐，換撐后橫通道直拱墻約12 m×11.7 m范圍無(wú)臨時(shí)支撐，橫通道結(jié)構(gòu)受力二次轉(zhuǎn)換存在較大安全風(fēng)險(xiǎn)。

(2)大斷面隧道進(jìn)洞施工時(shí)如何減少施工干擾，確保其它隧道工作面能正常施工。大斷面緊鄰豎井，進(jìn)洞施工各工序作業(yè)，渣土堆放占用橫通道，直接影響其它隧道材料、渣土運(yùn)輸?shù)茸鳂I(yè)和人員安全，以及洞門爆破飛石對(duì)橫通道風(fēng)、水、電等管線造成損壞等影響。

(3)大斷面隧道洞高約11.7 m，解決施工作業(yè)平臺(tái)、人員施工安全、爆破出渣等問(wèn)題是施工控制的難點(diǎn)。

2.2 進(jìn)洞施工順序

大斷面隧道從橫通道進(jìn)洞通過(guò)搭設(shè)安全通道棚架和移動(dòng)作業(yè)平臺(tái)組織施工，對(duì)風(fēng)、水、電等管線進(jìn)行改移和保護(hù)，對(duì)橫通道換撐和洞門加固方案進(jìn)行優(yōu)化，減少進(jìn)洞施工干擾，確保進(jìn)洞施工安全。施工順序安排見(jiàn)圖2。

圖2 進(jìn)洞施工流程

3 主要施工技術(shù)

3.1 安全通道棚架技術(shù)

為減少施工干擾，采用安全通道棚架技術(shù)，既能有效防止橫通道上方大斷面隧道作業(yè)時(shí)高處墜落給下方行人、車輛帶來(lái)安全風(fēng)險(xiǎn)，又能為大斷面隧道施工作業(yè)營(yíng)造安全的施工環(huán)境。

棚架尺寸為18 m×4 m，棚架立柱、主縱梁均采用Ⅰ45a工字鋼，棚架高3.5 m。主縱梁上方橫向焊接Ⅰ25a工字鋼橫撐，間距1.5 m，橫撐上方鋪設(shè)活動(dòng)式鋼筋網(wǎng)片，網(wǎng)片尺寸1 m×3.5 m，網(wǎng)片邊框采用φ42 mm焊管，網(wǎng)格采用φ8 mm鋼筋、間距100 mm×100 mm焊接，網(wǎng)片上方鋪設(shè)15 mm厚木模板。棚架立柱、主縱梁及橫撐之間焊接牢固，確保棚架整體穩(wěn)定性。

大斷面爆破及出渣施工時(shí)，移開(kāi)鋪設(shè)的網(wǎng)片和木模板，渣土直接掉落至橫通道路面，然后采用挖掘機(jī)快速轉(zhuǎn)運(yùn)渣土，恢復(fù)橫通道通行。大斷面隧道打眼、裝藥、格柵鋼架安裝、錨桿及噴射混凝土施工時(shí)，網(wǎng)片和木模板復(fù)原，提供作業(yè)平臺(tái)，減少交叉施工干擾，確保施工安全。大斷面隧道與棚架剖面位置詳見(jiàn)圖3。

圖3 大斷面隧道與安全通道棚剖面位置

3.2 移動(dòng)作業(yè)平臺(tái)技術(shù)

棚架頂面距大斷面隧道拱頂約6 m，為解決棚架上方大斷面隧道作業(yè)平臺(tái)困難，在棚架上方制作移動(dòng)作業(yè)平臺(tái)，滿足作業(yè)需求和保證人員安全，并同時(shí)解決了爆破飛石損壞平臺(tái)的難點(diǎn)。

移動(dòng)作業(yè)平臺(tái)尺寸采用Ⅰ18工字鋼、φ80 mm鋼管、∠110×70×10角鋼及φ8 mm鋼筋網(wǎng)制作，底部設(shè)置4個(gè)軸承滑輪，并在棚架橫撐上方縱向焊接兩條Ⅰ18工字鋼軌槽作為移動(dòng)作業(yè)平臺(tái)軌道。平臺(tái)分上下兩層，層高滿足隧道臺(tái)階高度要求，每層平臺(tái)周圍安裝防護(hù)欄桿。平臺(tái)框架、鋼筋網(wǎng)片及滑輪等焊接牢固，風(fēng)槍作業(yè)施工時(shí)可增設(shè)臨時(shí)斜撐，確保作業(yè)平臺(tái)整體穩(wěn)定性。隧道爆破施工時(shí)，移動(dòng)平臺(tái)，防止爆破飛石損壞平臺(tái)；打眼、裝藥、格柵鋼架安裝、錨桿及噴射混凝土施工時(shí)，將平臺(tái)推至作業(yè)面位置，滿足施工要求。移動(dòng)作業(yè)平臺(tái)與隧道斷面位置關(guān)系見(jiàn)圖4。

圖4 移動(dòng)作業(yè)平臺(tái)與斷面位置關(guān)系剖面

3.3 加固環(huán)梁、小導(dǎo)管施工技術(shù)

大斷面隧道進(jìn)洞采用格柵鎖口小導(dǎo)管、加固環(huán)梁及超前小導(dǎo)管超前支護(hù)的技術(shù)措施，以保證隧道洞門結(jié)構(gòu)安全。

格柵鎖口小導(dǎo)管：橫通道格柵鋼架安裝時(shí)，在大斷面隧道加固環(huán)梁輪廓外緣與橫通道格柵鋼架相交位置斜向45°發(fā)散打設(shè)3.5 m長(zhǎng)φ42 mm鋼花管，開(kāi)洞范圍為每榀橫通道格柵鋼架的斷口處設(shè)置2根，每榀橫通道格柵鋼架設(shè)置4根，鋼花管與格柵鋼架焊接牢固并進(jìn)行水泥注漿。

加固環(huán)梁及超前小導(dǎo)管：根據(jù)加固環(huán)梁尺寸300 mm×300 mm測(cè)量放樣輪廓線，用風(fēng)鎬將加固環(huán)梁區(qū)域混凝土分層破除，露出格柵后采用氣割慢慢將其割除，割除后及時(shí)安裝加固環(huán)梁鋼筋，拱部120°打設(shè)3.5 m長(zhǎng)φ42 mm超前小導(dǎo)管，間距0.3 m，并將加固環(huán)梁鋼筋與斷口處格柵鋼筋及超前小導(dǎo)管焊接牢固，小導(dǎo)管進(jìn)行水泥注漿，然后模筑混凝土，待達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，進(jìn)行鑿除洞門施工。加固環(huán)梁及小導(dǎo)管示意圖見(jiàn)圖5。

圖5 加固環(huán)梁及小導(dǎo)管

3.4 換撐及加固小導(dǎo)管施工

加固環(huán)梁施工完成后在加固環(huán)梁位置設(shè)置換撐，換撐安裝在橫通道格柵鋼架與加固環(huán)梁搭接位置，間距同橫通道格柵鋼架間距。換撐后大斷面隧道對(duì)面橫通道直拱墻12 m高區(qū)域無(wú)臨時(shí)支撐，水平間距同橫通道格柵鋼架間距，豎向間距2 m設(shè)置4.5 m長(zhǎng)φ42 mm小導(dǎo)管并進(jìn)行水泥注漿加固。進(jìn)洞施工時(shí)，根據(jù)進(jìn)洞順序分步拆除洞門范圍內(nèi)臨時(shí)支撐，臨時(shí)支撐拆除時(shí)采取隔一拆一，并進(jìn)行監(jiān)測(cè)，數(shù)據(jù)正常則拆除剩余部分，數(shù)據(jù)異常，應(yīng)停止臨時(shí)支撐拆除，并進(jìn)行回?fù)魏蜕逃懱幚泶胧员ＷC橫通道支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

3.5 大斷面隧道進(jìn)洞施工

大斷面隧道采用CD法施工，開(kāi)挖及初期支護(hù)分8步組織施工，開(kāi)挖支護(hù)施工順序?yàn)樽螈佟螈凇螈邸螈堋尧佟尧凇尧邸尧?，上下臺(tái)階開(kāi)挖工作面相距保持約3～4 m，同一層左右開(kāi)挖工作面相距不大于15 m。分步斷面詳見(jiàn)圖6。

圖6 CD法開(kāi)挖支護(hù)分步斷面

進(jìn)洞時(shí)棚架以上隧道爆破渣土(如圖7陰影區(qū)域)受臺(tái)階高度和棚架影響采用人工趴渣，剩余洞內(nèi)渣土采用挖掘機(jī)趴渣，三輪汽車水平運(yùn)至豎井龍門吊渣斗內(nèi)，龍門吊垂直運(yùn)輸至渣土倉(cāng)。

圖7 進(jìn)洞趴渣區(qū)域

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)將安全通道棚架、移動(dòng)作業(yè)平臺(tái)等施工技術(shù)合理運(yùn)用在復(fù)雜環(huán)境下大斷面橫通道隧道進(jìn)洞施工中，減少了施工干擾，保證了施工安全，加快了施工進(jìn)度，實(shí)現(xiàn)預(yù)期目的，可為今后類似工程的施工提供參考。