分水镇隧道辅助坑道施工
下面以分水镇隧道为例介绍辅助坑道施工的具体方案及方法。
(一)工程概况
为了满足工期要求,在分水镇隧道前进方向D1K212+650线左侧设置斜井1座,长度为1 181 m,10.5%的下坡施工,与线路重庆方向平面交角为55°21′25″。见表4-4-19。
表4-4-19 斜井围岩分类统计表

(二)施工方案
1.斜井进洞方案
对斜井进口位置采用人工清除洞口范围植被及覆盖层。结合现场地质情况,土方采用PC270挖掘机配合自卸车挖、装、运,石方采用手持风钻钻孔,浅眼爆破,装载机装运。开挖过程中,对进行洞口边仰坡锚喷防护,边坡稳定后进洞施工。进洞前,洞口施作φ42 mm超前小导管,采用上下台阶法进行施工。施工中加强监控量测及涌水量观察,保证施工安全。
2.井身开挖
井身开挖是斜井施工的关键工序,也是施工的重点。由于井身断面较小,爆破难度大,钻爆设计以斜眼掏槽、光面爆破为主,施工中根据围岩情况不断调整优化爆破参数。Ⅲ级围岩采用全断面法进行开挖,Ⅳ级、Ⅴ级围岩采用台阶法开挖,根据围岩稳定情况每循环进尺在1.5~3.0 m左右。斜进下穿居民房屋洞段约30 m长,采用控制爆破,严格控制开挖进尺和单爆破药量,单循环进尺不超过1.5 m,分散起爆段位,使同段起爆最炸药量不超过10 kg。根据洞身断面尺寸,加工一台简易开挖台车进行施工,保证提高施工效率。
3.出 砟
出砟选用中型的装载机装砟,拟选用ZL50装载机,配置PC200挖掘机,运砟采用15 T自卸汽车。
4.锚喷及衬砌
施工中,按照初期支护紧跟开挖面的原则进行施工。井身开挖完成后,人工配合机械找顶,初喷3~5 cm砼,安装拱架,打设锚杆,安装网片,最后复喷砼至设计厚度。采用湿喷法进行施工,砼在6#拌和站集中生产,罐车运抵施工现场,掺加速凝剂后及时进行喷锚。
本斜井二次衬砌洞段较少,仅有76 m,采用小块模板拼装施工。二衬施工采用拱墙一次浇筑混凝土。由于斜井纵坡较大,施工中采取有效措施进行台车定位及加固,防止其在施工中出现滑移跑模现象。砼施工完毕后,安排专人进行养护,时间不少于7 d。
5.斜井通风
采用压入式通风,在洞口设置一台2×160 kW变速轴流风机,根据洞内空气情况适当调整风机速度,安排专人进行通风管理,进行不间断通风,以确保洞内空气质量,稀释瓦斯浓度。在洞身开挖及出碴过程中一定加强通风,保证作业面空气质量。通风管道布置于隧道洞顶,以减少施工干扰,提高通风质量。
(三)斜井与正洞交汇处施工方案
斜井与主洞相交于XD1K0+005.763,交角55°21′25″,相交处主洞为Ⅲ级围岩,斜井为Ⅲ级围岩,斜井断面小于正洞断面,导致在施工过程中此处断面从小逐渐变大,对正洞洞身围岩稳定极为不利,根据现场施工揭示的围岩岩性均为砂岩夹泥岩、以砂岩为主,岩层较平缓,整体性较好。经比较分析,斜井挑顶采用以斜井断面爬坡进入正洞顶部,形成施工断面后反向挑顶扩大形成隧道正式断面的施工方案。
1.斜井末端加强段施工
在XD1K0+006.263~XD1K0+009.263段进行加强支护,采用异形I16钢架,顺正洞线路方向架设,如图4-4-55所示。按1 m间距设置,双侧打设锁脚锚杆,锚杆长度为4 m,每侧墙角处各打设2根,连接筋采用φ22 mm钢筋,间距为1 m。

图4-4-55 斜井末端加强段钢架设置示意图
2.斜井交叉口加强支护
(1)开挖到与正洞开挖轮廓线交界处后(XD1K0+005.763),施作斜井末端锁口门型钢架,采用双I16型钢制作,两侧各打设2根4 m长锁脚锚杆,并与钢架焊接牢靠。
(2)锁口门型钢架顶部往正洞内挑L10角钢,按50 cm间距设置,角钢一端与斜井加强异形钢架焊接,另一端挑至正洞格栅钢架落脚处,并用3 m长φ22 mm砂浆锚杆锁脚;在角钢正洞一侧的端头横向设置一根横梁,采用I20工字钢设置,以此为正洞格栅钢架提供落脚平台;横梁上隔1.2 m预留一组螺栓连接孔,正洞钢架在此预留孔处与横梁螺栓连接。
(3)喷射混凝土覆盖钢架,并及时施作斜井交汇段二次衬砌。
3.挑顶施工
(1)施作①部,以斜井断面及R=177 m圆曲线方向爬坡进入正洞,在正洞左侧边墙处于正洞正交,坡度按15%设计。正洞范围内斜井断面按斜井Ⅲ级围岩锚喷衬砌临时支护。支护参数如下:拱部及边墙上半部打设系统锚杆,采用φ22 mm砂浆锚杆,长2.5 m,锚杆间距1.2 m×1.2 m,拱部挂φ8 mm钢筋网(25 cm×25 cm),钢筋网与系统锚杆焊接牢靠,并保证喷射混凝土厚度12 cm。
(2)以斜井断面掘进至正洞左侧边墙处后,再反向挑顶,施作②部,将正洞上断面挑至Ⅲ级围岩加强段断面。挑顶后围岩仍按斜井Ⅲ级围岩锚喷衬砌临时支护。挑顶时,正洞Ⅲ级围岩加强段断面需预留临时支护断面,应在原设计开挖断面的基础上扩大12 cm。
(3)施作③部上断面,从线路左侧开始施工,在形成架设主洞钢架的空间时进行钢架支护。架设正洞钢架时,斜井断面范围的钢架一侧拱脚要落到斜井锁口外横梁上,并用螺栓连接牢固。此处钢架需取消右侧C单元,减小B单元长度,直接落到斜井锁口横梁钢架上。
(4)以同样方法施作④部上断面。
4.施作正洞Ⅲ级围岩加强段衬砌支护
斜井断面范围以外主洞衬砌按Ⅲ级围岩加强段衬砌支护参数进行支护。施工正洞时应往大里程方向施作上断面12 m,为拼装正洞上断面开挖台架创造条件,再向小里程方向施工。