斜井进正洞挑顶施工作业指导书.doc

斜井进正洞挑顶施工作业指导书 1、目的 结合大断面隧道的特点，介绍了两种由斜井安全转入正洞的施工方法，旨在指导今后类似隧道的挑顶施工作业，或作为今后施工的参考。 2、编制依据 ⑴铁路隧道工程施工规范（TB10204-2002J163-2002） ⑵铁路隧道工程施工质量验收标准（TB10417-2003J287-2004） ⑶太中银铁路初步设计文件和部分施工资料 3、适用范围 适用于太中银铁路隧道Ⅳ、Ⅴ级围岩地段斜井进正洞挑顶施工作业。 4、施工方案 4.1 方案一 斜井施工至与正洞交界后，以圆曲线形式转体进入正洞，同时上坡开挖至正洞拱顶高程，并继续沿相同方向掘进一定距离；形成作业空间后，转向相反方向施工，扩挖临时支护达到正洞标准断面。斜井进入正洞平面关系见图1，斜井进入正洞立面关系见图2，施工程序详见表1。 4.1.1 施工步骤 ⑴根据斜井与正洞相交角度，以间距1.0m间距安装异型钢架，完成由垂直于斜井中线到平行于正洞中线的过渡（如图1）。 ⑵斜井与正洞交叉口段以0.6m间距架立I25a异型钢钢架，保证相交地段三维受力状态围岩的稳定。在此型钢钢架上焊接I25a型钢横梁，并在横梁两端螺栓连接I25a型钢立柱，为正洞钢架提供落脚平台，见图3所示。以后在此处安装正洞钢架时，用I25a型钢斜梁代替正洞的N2钢架，用I25a型钢立柱代替正洞的N2、N3钢架，见图2所示。仰拱钢架连接在斜井仰拱的预埋I25a型钢上。 ⑶斜井进入正洞内的导洞施工 ①导洞设计净宽9m，详细结构尺寸见图4。支护参数为HW125型钢钢架，间距1榀/m，Φ22锚杆，长度3.0m，间距1.01.0m，梅花型布置；φ6钢筋网，网格间距0.20.2m；喷射C20砼，厚度18cm。 支护施工中要严格按施工指南操作，保证锁脚锚杆和纵向连接筋的施工质量。 表1 斜井与正洞相交处施工程序表 施工顺序 示意图 说明 1 正面图 Ⅰ Ⅰ 正洞 导坑 爬坡 斜井拱顶 1、斜井掘进至正洞开挖轮廓线后，在交叉口处施作加强支护及斜交口处支撑架。按确定的曲线半径测设中线。 2、向西安方向开挖一处爬坡导坑。 3、爬坡导坑断面视土质情况可进行调整。 4、交汇段斜井及时施做二次衬砌。 2 Ⅰ－Ⅰ（爬坡导坑纵断面）图 爬坡导坑 斜井 正洞拱顶 1、按导洞断面，斜向上挑顶开挖至正洞拱顶。 2、开挖爬坡道，直至爬坡道拱顶标高达到正洞拱顶标高。 3、爬坡导坑支护参数按照Ⅳ级围岩错车道支护参数。 3 1、开挖到导洞顶和正洞顶位于同一高程后， 继续向该方向（西安方向）按Ⅳ级围岩开挖方法、支护参数施工上部弧行导坑，施工10米后，喷砼封闭掌子面。 4 导坑 爬坡 上弧 导坑 锁脚 锚杆 锁脚 锚杆 1、然后调头按正洞Ⅳ级围岩施工方案开挖上部弧形导坑，开挖过程中仅对有影响的导洞钢架进行拆除，每开挖0.6m，架一榀钢架，相应完善其他支护。 2、施工中可根据需要开挖一段距离后，暂停该方向（郑州方向）开挖，并喷射砼封闭掌子面，再回头按正常工序进行正洞西安方向的开挖及初期支护。 5 按照弧型导坑预留核心土法进行正洞施工。 ②爬坡道的坡度设计，应根据土质情况及机械施工需要进行调整，以加快爬坡导坑施工进度，减少不安全因素为原则。 ③完成爬坡后，按照线路设计坡度、Ⅳ级围岩开挖方法、支护参数继续进行弧行导坑掘进，施工10米后，喷砼封闭掌子面，反向开挖正洞，每循环先开挖上部，立上部钢架后，再拆除导洞钢架。 ④反向开挖支护 反向开挖按正洞Ⅳ级围岩上部弧形导坑的高度进行，先开挖顶部，再开挖两侧，开挖时仅对有影响的导洞钢架进行拆除，按正洞设计要求间距进行钢架施工，相应完善其他支护。开挖分部见图5。 ⑤正洞落底后要及时进行正洞仰拱施工，以便初期支护与仰拱尽早成环，确保施工安全。 图4 导洞结构图 4.1.2 需说明的问题 此文仅针Ⅳ级围岩地段斜井进正洞方案进行了介绍，相应的中导洞支护参数和正洞开挖方法均参照了Ⅳ级围岩隧道的施工设计。当斜井与正洞处于Ⅴ级围岩地段时，中导洞开挖及正洞扩挖时应采取与之相适应的施工方法，相应的支护参数应予以加强，从而确保施工安全。 4.2 施工方案二 在斜井接近与正洞相交里程时，逐渐抬高斜井拱顶高程，接长钢架长度。于正洞与斜井相交里程起，采用小导坑进入正洞洞身开挖，于正洞中线处达到正洞拱顶高程，施工中应预留变形沉落量和临时支护厚度。然后再逐步扩挖至正洞标准断面。 4.2.1 施工步骤 ⑴根据斜井与正洞设计相交角度及拱顶高差，确定斜井扩挖起始里程HK0L1，其拱顶抬高坡度控制在30左右，同时并对该段斜井初期支护应进行加强，确保下步正洞跨越横洞提供支护保障。进入正洞范围后其开挖及初期支护需比正洞拱部相应设计标高加大，以预留临时支护厚度。见图6所示。 ⑵考虑横洞到正洞上导拱架落脚位置的牢固性，横洞拱架必须提供一个牢固的落脚平台。在正洞右侧边墙与横洞交界里程HK0L2处时，沿正洞方向设置拱顶纵向托梁，托梁采用I25a型钢，牢固焊接于横洞钢架拱顶，托梁与横洞钢架间空隙设置Ⅰ25竖向立柱,立柱与正洞拱架位置相对应，牢固焊接并喷射C25砼回填密实。见图7所示。 ⑶横洞施工至正洞右侧边墙即L2时，采用人工开挖掏小洞（2m2m）的施工方法，棚架临时支护及时跟进；与正洞走向垂直上坡到拱顶中线位置后，再逐步扩大施工断面，直至正洞的标准断面。 4.2.2 施工要点 正洞与横洞相交地段处于复杂的三维受力状态，为保证正洞安全挑顶施工的完成，正洞初期支护必须座落于一个牢固的落脚平台，同时应加强该段正洞初期支护的锁脚锚杆施工，防止拱架下沉。 ⑴斜井变断面段施工，应加强初期支护，设计参数应比正常断面相应提高。 ⑵交叉处加强环设置 由于正洞开挖断面较大，为确保扩顶段正洞施工安全，在横洞与正洞交接处设置一加强环，加强环由3榀Ⅰ25a型钢钢架组成，钢架间采用φ22钢筋连接，喷35cm厚混凝土覆盖钢架。并应及早施作斜井二次衬砌。 ⑶设置托梁，为正洞拱架提供落脚平台 在正洞与横洞拱顶交界里程处，沿正洞方向设置拱顶纵向托梁，托梁采用Ⅰ25a型钢，牢固焊接于横洞钢架拱顶，托梁与横洞钢架间空隙设置Ⅰ25a型钢竖向立柱，立柱应与正洞拱架位置相对应，牢固焊接并喷射C25砼回填密实。 ⑷加密设置正洞初期支护锁脚锚杆，每榀钢架单侧不少于4根锁脚锚管，锚管长4.0m，注水泥砂浆，锁脚锚管与钢架牢固焊接，防止拱架下沉，。 ⑸正洞扩顶开挖，顶部支撑Ⅰ18临时棚架，棚架间距依据围岩稳定状态采用0.6～1.0m，棚架间采用φ22钢筋焊接为整体，挂设钢筋网后复喷C25混凝土20～25cm，形成临时支护体系，管棚结构尺寸见图8。 5、劳力、机具设备配置 开挖作业人员20人；钢架、钢筋网及锚杆施工10人；喷射混凝土作业14人。 主要施工机具配置小型挖掘机2台（或大型挖掘机1台），装载机1台，湿喷机2台，压入式通风机（视斜井长度设置），钢架弯制机1台等。 6、施工注意事项 ⑴施工中必须加强围岩量测，根据量测结果及时反馈支护信息，确保支护措施安全合理。 ⑵交叉口段斜井衬砌应及早施作，挡头板沿正洞线路方向安设。 ⑶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。 ⑷制定挑顶施工的安全应急预案，做好应急材料、物资的储备。 7