本發(fā)明屬于隧道施工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種新型隧道斜井挑項(xiàng)專(zhuān)項(xiàng)施工方法。

背景技術(shù)：

在隧道施工領(lǐng)域，斜井進(jìn)正洞施工技術(shù)成熟，多以“斜井延長(zhǎng)并平行掘進(jìn)一段距離至正洞工作面后，再逐段擴(kuò)挖、立即支護(hù)形成正洞初期支護(hù)結(jié)構(gòu)”或“斜井開(kāi)挖接近正洞相交里程10m段落，逐漸抬高斜井拱頂高程，斜井掘進(jìn)至正洞開(kāi)挖輪廓線后，在交叉口處施作加強(qiáng)環(huán)，在斜井與正洞相交處，采用棚洞進(jìn)入主洞進(jìn)行開(kāi)挖，棚洞內(nèi)正洞鋼架落腳在加強(qiáng)環(huán)上和對(duì)側(cè)正洞上臺(tái)階拱腳處”的工法進(jìn)行，在國(guó)內(nèi)其他類(lèi)似隧道工程中應(yīng)用比較廣泛。

第一種方法在大跨黃土隧道應(yīng)用中由于其掉頭拆除延長(zhǎng)斜井段鋼架支護(hù)時(shí)，極易引起圍巖沉降變形，甚至塌方致使斜井進(jìn)正洞失敗，從技術(shù)角度不易對(duì)圍巖變形加以控制。

第二種方法，雖采用了爬坡挑頂施作棚洞的理念，但是其在斜井近接正洞處采用抬高斜井拱頂高程以及在交叉處設(shè)置加強(qiáng)環(huán)的做法存在較大弊端，一是，斜井高跨比加大，對(duì)初期支護(hù)結(jié)構(gòu)要求嚴(yán)格(須加密鋼架，強(qiáng)化支護(hù)措施)，襯砌施作后背后易形成大面積拱部脫空現(xiàn)象，對(duì)控制沉降變形情況不利；二是，斜井與正洞交叉口的加強(qiáng)環(huán)與斜井襯砌結(jié)構(gòu)的銜接(或落底)剛度及穩(wěn)定性并不足，受力條件不均勻，可能導(dǎo)致正洞支護(hù)體的拉裂。三是，棚洞(或?qū)Ф?在大跨黃土隧道施工中，其結(jié)構(gòu)受力異向性復(fù)雜多變，棚洞受力情況最大，棚洞鋼架間距設(shè)置，超前支護(hù)、鎖腳措施等應(yīng)重點(diǎn)考慮。

為確保上閣村隧道2#斜井淺埋下穿村莊段，斜井進(jìn)正洞施工安全，降低隧道與正洞交叉段坍塌風(fēng)險(xiǎn)，全面響應(yīng)建設(shè)指揮部“突出重點(diǎn)、統(tǒng)籌兼顧、科學(xué)安排、均衡施工、遵守規(guī)章、組織連續(xù)”的原則，為迅速完成斜井、正洞交叉段支護(hù)體系閉合，特別對(duì)2#斜井進(jìn)正洞施工方案進(jìn)行了研究：類(lèi)比下穿隧道的超前支護(hù)、加強(qiáng)支護(hù)、監(jiān)控量測(cè)技術(shù)進(jìn)行補(bǔ)充優(yōu)化設(shè)計(jì)，類(lèi)比跨既有線橋梁結(jié)構(gòu)的門(mén)型棚架技術(shù)補(bǔ)充了交叉口段正洞鋼架落腳門(mén)型梁設(shè)計(jì)?？紤]黃土隧道自身結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，自穩(wěn)性差，應(yīng)力重分布快的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)小導(dǎo)洞開(kāi)挖凈空輪廓擴(kuò)大40cm考慮。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)國(guó)內(nèi)類(lèi)似隧道現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種新型隧道斜井挑項(xiàng)專(zhuān)項(xiàng)施工方法。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：

斜井與正洞平面交角92°，在斜井接近與正洞相交里程時(shí)，正洞與斜井相交里程起，采用小導(dǎo)坑進(jìn)入正洞洞身開(kāi)挖；

在導(dǎo)洞內(nèi)架立正洞初支鋼架，按三臺(tái)階法向兩側(cè)開(kāi)挖成正洞標(biāo)準(zhǔn)斷面，施工導(dǎo)洞時(shí)需預(yù)留正洞初支厚度和預(yù)留變形沉落量。

進(jìn)一步，所述新型隧道斜井挑項(xiàng)專(zhuān)項(xiàng)施工方法具體包括以下步驟：

(1)斜井進(jìn)正洞交叉口段原設(shè)計(jì)為黃土隧道Ⅴ級(jí)模筑襯砌支護(hù)類(lèi)型?？紤]斜井進(jìn)正洞特殊地段施工、圍巖應(yīng)力條件，對(duì)斜井支護(hù)參數(shù)進(jìn)行加強(qiáng)，并加大預(yù)留變形量至15cm，斜井襯砌加強(qiáng)段長(zhǎng)度為20m(斜井加強(qiáng)段示意圖見(jiàn)下圖3)?？箟阂r砌段支護(hù)參數(shù)：拱墻架立I20a型鋼鋼架，間距0.6m，共計(jì)33榀，曲墻帶仰拱抗壓襯砌采用C40混凝土，結(jié)構(gòu)鋼筋采用雙層HRB400Ф20mm鋼筋，主筋間距20cm，凈保護(hù)層厚度5cm；仰拱采用C40混凝土，最厚115cm，鋼筋采用HRB400Ф20mm鋼筋，主筋間距20cm，凈保護(hù)層厚度5cm，分布筋采用HRB400Ф14鋼筋，間距25cm，勾筋采用HPB300Φ8鋼筋，縱環(huán)向間距20cm×25cm；

(2)在正洞左邊墻與斜井相交處，采用并排架立五榀I25a型鋼鋼架，并在拱架頂部設(shè)置門(mén)梁來(lái)支撐正洞上部拱架，門(mén)梁采用5榀I25a工字鋼拼焊，門(mén)梁搭設(shè)在斜井拱部；

(3)門(mén)梁連接均采用螺栓連接，在施工過(guò)程中，必須按照設(shè)計(jì)圖紙位置安設(shè)，保證立柱、橫梁位置準(zhǔn)確。采用φ42鎖腳錨管，分別與立柱和橫梁焊接牢固，錨管長(zhǎng)度為5.0m，為加強(qiáng)門(mén)梁整體穩(wěn)定性，門(mén)梁立柱底腳設(shè)置混凝土條形基礎(chǔ)，橫截面尺寸1.87m×0.6m，長(zhǎng)1.0m，工字鋼腳焊接鋼板尺寸50cm(寬)×75cm(長(zhǎng))×16mm(厚)，與條形基礎(chǔ)預(yù)埋鋼板采用M27×70mm高強(qiáng)螺栓連接(注：條形基礎(chǔ)預(yù)埋鋼板尺寸為50cm(寬)×75cm(長(zhǎng))×16mm(厚)，鋼板焊接Ф22錨筋，單根長(zhǎng)度65cm)。

為強(qiáng)化門(mén)梁整體受力穩(wěn)定，門(mén)梁鋼拱架底部設(shè)置橫向連接，焊接橫梁與斜井仰拱初支鋼架設(shè)計(jì)一致，并置于斜井仰拱兩榀鋼架間，并噴射混凝土形成整體；

(4)爬坡挑頂將斜井口襯砌施做后再進(jìn)行正洞挑頂施工，同時(shí)根據(jù)正線隧道與正洞拱頂高差大，導(dǎo)洞第一次開(kāi)挖填筑坡道爬坡坡率33％，待導(dǎo)洞開(kāi)挖進(jìn)尺3m后，進(jìn)行第二次夯填土石填筑坡道，爬坡坡率21％，爬坡段19.5米；

(5)結(jié)合隧道應(yīng)力條件，在隧道拱部范圍內(nèi)每間隔60cm架立一榀平行正洞中線的門(mén)型臨時(shí)支撐，在隧道拱腰范圍內(nèi)每間隔80cm架立一榀平行正洞中線的門(mén)型臨時(shí)支撐，上部高度超過(guò)正洞設(shè)計(jì)開(kāi)挖輪廓線外40cm即預(yù)留沉降量40cm，門(mén)型支撐共設(shè)置22榀，均為單獨(dú)設(shè)計(jì)；

(6)斜井段開(kāi)挖及初支完成后，進(jìn)正洞的挑頂工作開(kāi)始前，在斜井與正洞的交叉口處施作10m二次襯砌；斜井襯砌采用模板臺(tái)車(chē)襯砌，混凝土采用自動(dòng)計(jì)量拌和站拌和，泵送混凝土施工工藝；

(7)進(jìn)行導(dǎo)洞施工；垂直于正洞中線人工開(kāi)挖凈寬2.5m導(dǎo)洞，在隧道內(nèi)每間隔60cm架立一榀平行正洞中線的門(mén)型導(dǎo)洞臨時(shí)支撐，上部高度超過(guò)正洞設(shè)計(jì)開(kāi)挖輪廓線外40cm，門(mén)型支撐共設(shè)置23榀；門(mén)型臨時(shí)支撐采用Ⅰ20b鋼架加工，支腿與水平橫梁部分采用焊接，每個(gè)支腿部位上下各打設(shè)4根長(zhǎng)度2.0m、鎖腳錨管，拱部設(shè)l＝3.5m、間距40cm的超前小導(dǎo)管，正洞中線右側(cè)小導(dǎo)管外插角10～40°，左側(cè)均設(shè)為9°；

(8)導(dǎo)洞自正洞右側(cè)開(kāi)挖至左側(cè)后，不拆除導(dǎo)洞拱部橫梁，直接安裝4榀改裝過(guò)的正洞鋼架，鋼架右側(cè)坐落在斜井口部加強(qiáng)環(huán)的托梁上，托梁上按60cm間距安裝有法蘭盤(pán)，與托梁采用高強(qiáng)螺栓連接牢固；鋼架左側(cè)用鎖腳錨管錨固在巖土上，安裝連接筋和網(wǎng)片后噴射混凝土，安裝圍巖監(jiān)測(cè)元件，加強(qiáng)監(jiān)測(cè)；正洞環(huán)向鋼架與托梁之間用噴射混凝土填滿，不得留有空隙；在鋼架分節(jié)處和拱腳處各施作長(zhǎng)4m的Φ42mm鎖腳錨管兩根；

(9)1#斜井進(jìn)正洞先行大里程方向進(jìn)行開(kāi)挖支護(hù)一段距離后，再進(jìn)行洞內(nèi)臺(tái)車(chē)拼裝，臺(tái)車(chē)洞內(nèi)組拼采取掛吊環(huán)，利用卷?yè)P(yáng)機(jī)設(shè)備起吊承重面板的方案實(shí)施；根據(jù)起吊設(shè)備最大起吊距離、長(zhǎng)繩預(yù)留長(zhǎng)度設(shè)計(jì)，正洞初期支護(hù)凈空適當(dāng)進(jìn)行放大，按凈空放大50cm，同時(shí)仰拱填充面按設(shè)計(jì)高程降低30cm進(jìn)行考慮。

所述步驟(6)進(jìn)一步包括：隧道襯砌保證其中線、水平、斷面尺寸、凈空大小符合設(shè)計(jì)要求，每襯砌循環(huán)不論長(zhǎng)短都要進(jìn)行測(cè)量放樣，復(fù)核檢查；模板臺(tái)車(chē)準(zhǔn)確就位，模板面光滑平順，不漏漿，接縫嚴(yán)密整齊；脫模后對(duì)模板認(rèn)真整修，使每段襯砌接縫平整，內(nèi)實(shí)外光；

同時(shí)在靠近正洞側(cè)設(shè)置一道變形縫，防止由于不均勻沉降而產(chǎn)生裂縫；

考慮到施工機(jī)械施工可操作性，同時(shí)考慮正線隧道與正洞拱頂高差大，經(jīng)分析，導(dǎo)洞首次開(kāi)挖時(shí)將土方填筑至斜井正洞內(nèi)，填筑坡道坡率33％，待導(dǎo)洞開(kāi)挖掘進(jìn)3m后，進(jìn)行第二次夯填土石填筑坡道，爬坡坡率21％，爬坡段19.5米。正洞I25a工字鋼腳落在斜井段門(mén)架采用10×M27高強(qiáng)螺栓連接，連接鋼板δ＝16mm厚鋼板，門(mén)架上橫梁連接鋼板預(yù)先在鋼筋加工廠焊接后運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)安裝。

所述步驟(7)進(jìn)一步包括：導(dǎo)洞拱頂、側(cè)壁拱架掛＠20*20、鋼筋網(wǎng)，然后噴25cm厚C25混凝土；導(dǎo)洞拱部按3m間距設(shè)置沉降觀測(cè)點(diǎn)；導(dǎo)洞施工過(guò)程中加強(qiáng)地質(zhì)素描和地質(zhì)預(yù)測(cè)工作；導(dǎo)坑施工出碴均采用裝載機(jī)倒運(yùn)至斜井錯(cuò)車(chē)道處裝車(chē)，外運(yùn)至洞外棄碴場(chǎng)。

所述步驟(8)進(jìn)一步包括：改裝鋼架上側(cè)帶法蘭盤(pán)，和加強(qiáng)段鋼架上托梁采用螺栓連接；正洞右側(cè)拱腰處鋼架腳焊接為II型接頭，焊接32槽鋼，為增加拱腳穩(wěn)定性，底部落于2根縱向20×20cm方木上，鋼架適用于正洞跨斜井范圍內(nèi)；

確定挑頂完成后先向大里程施工，再向小里程施工；導(dǎo)洞內(nèi)正洞初期支護(hù)完成后，拆除導(dǎo)洞大里程端的臨時(shí)支護(hù)，進(jìn)行正洞上臺(tái)階開(kāi)挖與支護(hù)，按設(shè)計(jì)采用三臺(tái)階臨時(shí)仰拱法向大里程方向開(kāi)挖、支護(hù)35m，及時(shí)進(jìn)行仰拱及仰拱填充施做，掌子面繼續(xù)掘進(jìn)至100m停止施工并封閉掌子面，及時(shí)跟進(jìn)仰拱、填充，為臺(tái)車(chē)拼裝前后兩端起吊襯砌面板作業(yè)創(chuàng)造施做空間，進(jìn)行襯砌臺(tái)車(chē)拼裝；待臺(tái)車(chē)拼裝完成后及時(shí)推臺(tái)車(chē)至斜井與正洞交叉口澆筑襯砌，施工前在斜井進(jìn)正洞交叉段布置砼輸送管路至正洞襯砌臺(tái)車(chē)，斜井與正洞內(nèi)實(shí)施地泵串聯(lián)輸送，斜井內(nèi)與正洞內(nèi)施工進(jìn)行全過(guò)程、同程對(duì)講監(jiān)控，確保襯砌澆筑快速完成；

同時(shí)，大里程支護(hù)封閉成環(huán)后，根據(jù)監(jiān)控量測(cè)分析情況，適時(shí)拆除導(dǎo)洞臨時(shí)支撐進(jìn)行小里程段的開(kāi)挖支護(hù)工作，小里程段施工至40m時(shí)，停止開(kāi)挖支護(hù)，并跟進(jìn)仰拱施工，施做斜井、正洞交叉口段小里程二次襯砌，按正常工藝循環(huán)再予以大、小里程掌子面掘進(jìn)施工；根據(jù)設(shè)計(jì)，按正洞Ve支護(hù)襯砌標(biāo)準(zhǔn)斷面施工；

在小里程停止開(kāi)挖支護(hù)時(shí)，調(diào)頭進(jìn)行大里程正洞上臺(tái)階開(kāi)挖與支護(hù)；DK213+520-DK213+560采用三臺(tái)階預(yù)留核心土法開(kāi)挖施工。

進(jìn)一步包括：正洞支護(hù)參數(shù)，斜井段正洞設(shè)計(jì)為Ⅴe復(fù)合式襯砌，初期支護(hù)參數(shù)：預(yù)留變形量40cm，拱墻設(shè)I25a工字鋼架，間距0.6m/榀；拱、墻布設(shè)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、墻噴射C25混凝土，噴砼厚度為35cm。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及積極效果為：采用新型隧道挑頂專(zhuān)項(xiàng)技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有操作簡(jiǎn)便、節(jié)約成本、快速施工的特點(diǎn)。

(1)采用現(xiàn)有技術(shù)施工：需要在近接隧道正洞處10m范圍，逐漸抬高斜井初期支護(hù)拱頂高程，斜井凈空擴(kuò)挖，加大斜井拱架規(guī)格及尺寸，再將正洞鋼架落腳在斜井拱架上。①斜井調(diào)高段擴(kuò)挖工程量5～7m3/m；②斜井調(diào)高段采用I20a工字鋼，間距加密至0.6m/榀，平均每延米增加用鋼量193Kg/m，共10m，共增加用鋼量1930Kg，斜井與正洞交接處增加3榀I25a環(huán)形支撐鋼架，每榀1.7t，共增加5.1t；③每榀I20a鋼架焊接及拼裝，需要6個(gè)架子工，工作5小時(shí)完成焊接、安裝，共需10個(gè)工作日，裝載機(jī)配合施工；④正洞I25a異型鋼架平均每榀1.23t/榀，共13榀，增加用鋼量：1.93+5.1+1.23*13＝23.02t；額外增加土石方量：67m3,；總工時(shí)需要：6人×5小時(shí)×10天＝300工時(shí)，總機(jī)械臺(tái)班需要：0.5×10＝5機(jī)械臺(tái)班。

(2)采用新型隧道挑頂專(zhuān)項(xiàng)技術(shù)施工：需要在近接隧道正洞處10m范圍，將原設(shè)計(jì)拱架調(diào)整為I20b拱架，間距調(diào)整為0.6m，斜井與正洞交界處增加5榀I25a拼焊工字門(mén)型梁，再將正洞鋼架落腳在門(mén)梁上。①斜井近接正洞加強(qiáng)段采用I20b工字鋼，間距加密至0.6m/榀，平均每延米增加用鋼量102Kg/m，共10m，共增加用鋼量1020Kg，斜井與正洞交接處增加5榀I25a環(huán)形支撐鋼架，每榀0.85t，共增加4.25；③每榀I20a鋼架焊接及拼裝，需要6個(gè)架子工，工作3小時(shí)完成焊接、安裝，共需6個(gè)工作日，裝載機(jī)配合施工；④正洞I25a異型鋼架平均每榀0.67t/榀，共15榀，增加用鋼量：1.02+4.25+0.67*15＝15.32t；總工時(shí)需要：6人×3小時(shí)×6天＝108工時(shí)，總機(jī)械臺(tái)班需要：1×6＝6機(jī)械臺(tái)班。

兩種方法對(duì)比，新型隧道挑頂技術(shù)比現(xiàn)有技術(shù)節(jié)約開(kāi)挖工程量：67-0＝67m3，節(jié)省用鋼量：23.02-15.32＝7.7t；節(jié)約工時(shí)：300-108＝192工時(shí)；機(jī)械臺(tái)班：5-6＝-1機(jī)械臺(tái)班。施工經(jīng)濟(jì)效益可觀。

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)顯示，采用新型隧道挑頂專(zhuān)項(xiàng)技術(shù)，有效降低圍巖變形、塌方風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)測(cè)累計(jì)沉降量?jī)H3.5mm，且快速形成閉環(huán)，較現(xiàn)有技術(shù)節(jié)約8個(gè)工作日。從安全、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、進(jìn)度方面新型隧道挑頂專(zhuān)項(xiàng)技術(shù)是為最優(yōu)方案。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的新型隧道斜井挑項(xiàng)專(zhuān)項(xiàng)施工方法流程圖。

圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的門(mén)梁搭結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的正洞與斜井剖面相對(duì)位置示意圖。

圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的交叉口正洞鋼架改裝及托梁細(xì)部示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的應(yīng)用原理作詳細(xì)的描述。

如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的新型隧道斜井挑項(xiàng)專(zhuān)項(xiàng)施工方法包括以下步驟：

S101：斜井與正洞平面交角92°，在斜井接近與正洞相交里程時(shí)，正洞與斜井相交里程起，采用小導(dǎo)坑進(jìn)入正洞洞身開(kāi)挖；

S102：在導(dǎo)洞內(nèi)架立正洞初支鋼架，按三臺(tái)階法向兩側(cè)開(kāi)挖成正洞標(biāo)準(zhǔn)斷面，施工導(dǎo)洞時(shí)需預(yù)留正洞初支厚度和預(yù)留變形沉落量。

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的應(yīng)用原理作進(jìn)一步的描述。

1、基本施工流程：臺(tái)階法開(kāi)挖斜井左側(cè)下臺(tái)階(短進(jìn)尺)→邊墻架立鋼架、噴射砼→滯后左側(cè)3m開(kāi)挖右側(cè)下臺(tái)階(短進(jìn)尺)→墻架立鋼架、噴射砼→逐段開(kāi)挖斜井抗壓襯砌仰拱(根據(jù)地基承載力確定基底方法)→安裝仰拱鋼架、噴射砼→逐段綁扎斜井抗壓襯砌仰拱鋼筋→逐段澆筑鋼筋混凝土仰拱→施作交叉段5榀I25a工字鋼門(mén)架→逐段綁扎斜井抗壓襯砌二襯鋼筋→臺(tái)車(chē)就位、立模澆筑C40砼→拆模→機(jī)械配合人工逐榀開(kāi)挖小洞室導(dǎo)洞→架立洞室I20b鋼架→導(dǎo)洞范圍內(nèi)正洞上臺(tái)階型鋼架立→拆除導(dǎo)洞一側(cè)立柱→正洞單側(cè)臺(tái)階法開(kāi)挖→封閉正洞掌子面→開(kāi)挖另一側(cè)正洞→封閉掌子面→接口段正洞二襯、正洞向兩側(cè)開(kāi)挖。

2、斜井進(jìn)正洞加強(qiáng)段設(shè)計(jì)

斜井進(jìn)正洞交叉口段原設(shè)計(jì)為黃土隧道Ⅴ級(jí)模筑襯砌支護(hù)類(lèi)型?？紤]斜井進(jìn)正洞特殊地段施工、圍巖應(yīng)力條件，對(duì)斜井支護(hù)參數(shù)進(jìn)行加強(qiáng)，并加大預(yù)留變形量至15cm，斜井襯砌加強(qiáng)段長(zhǎng)度為10m?？箟阂r砌段支護(hù)參數(shù)：拱墻架立I20a型鋼鋼架，間距0.6m，共計(jì)17榀，抗壓襯砌采用C40混凝土，結(jié)構(gòu)鋼筋采用雙層HRB400Ф25mm鋼筋，主筋間距20cm，凈保護(hù)層厚度5cm；仰拱采用C40混凝土，厚60cm，鋼筋采用HRB400Ф25mm鋼筋，主筋間距20cm，凈保護(hù)層厚度5cm；仰拱填充采用C30素混凝土，厚72.9cm。

3、斜井與正洞交叉段門(mén)架設(shè)計(jì)

考慮正洞上導(dǎo)拱架落腳位置的牢固性，斜井拱架必須提供一個(gè)牢固的落腳平臺(tái)。在正洞左邊墻與斜井相交處，采用并排架立五榀I25a型鋼鋼架，并在拱架頂部設(shè)置門(mén)梁來(lái)支撐正洞上部拱架，門(mén)梁采用5榀I25a工字鋼拼焊，門(mén)梁搭設(shè)在斜井拱部。

門(mén)梁連接均采用螺栓連接，在施工過(guò)程中，必須按照設(shè)計(jì)圖紙位置安設(shè)，保證立柱、橫梁位置準(zhǔn)確。采用φ42鎖腳錨管，分別與立柱和橫梁焊接牢固，錨管長(zhǎng)度為5.0m，為加強(qiáng)門(mén)梁整體穩(wěn)定性，門(mén)梁立柱底腳設(shè)置混凝土條形基礎(chǔ)，橫截面尺寸1.87m×0.6m，長(zhǎng)1.0m，工字鋼腳焊接鋼板尺寸50cm(寬)×75cm(長(zhǎng))×16mm(厚)，與條形基礎(chǔ)預(yù)埋鋼板采用M27×70mm高強(qiáng)螺栓連接(注：條形基礎(chǔ)預(yù)埋鋼板尺寸為50cm(寬)×75cm(長(zhǎng))×16mm(厚)，鋼板焊接Ф22錨筋，單根長(zhǎng)度65cm)。

為強(qiáng)化門(mén)梁整體受力穩(wěn)定，門(mén)梁鋼拱架底部設(shè)置橫向連接，焊接橫梁與斜井仰拱初支鋼架設(shè)計(jì)一致，并置于斜井仰拱兩榀鋼架間，并噴射混凝土形成整體。

爬坡挑頂前首先將斜井口襯砌施做后再進(jìn)行正洞挑頂施工，考慮到施工機(jī)械施工可操作性，同時(shí)考慮正線隧道與正洞拱頂高差大，經(jīng)研究確定，導(dǎo)洞第一次開(kāi)挖填筑坡道爬坡坡率33％，待導(dǎo)洞開(kāi)挖進(jìn)尺3m后，進(jìn)行第二次夯填土石填筑坡道，爬坡坡率21％，爬坡段19.5米。

結(jié)合隧道應(yīng)力條件，在隧道正洞范圍內(nèi)每間隔60cm架立一榀平行正洞中線的小洞室初期支護(hù)結(jié)構(gòu)，上部高度超過(guò)正洞設(shè)計(jì)開(kāi)挖輪廓線外40cm即預(yù)留沉降量40cm，以便于安裝正洞鋼架，小洞室鋼架共設(shè)置22榀，均為單獨(dú)設(shè)計(jì)。

4、斜井進(jìn)正洞挑頂方案

(1)施作斜井拱架腳基礎(chǔ)

斜井近接正洞20m范圍，共設(shè)置加強(qiáng)、加密鋼架33榀。

開(kāi)挖左側(cè)下臺(tái)階時(shí)，在邊墻腳底部開(kāi)挖寬1.0m，深0.6m的槽，并澆筑C35砼作拱腳底部條形基礎(chǔ)，及時(shí)對(duì)邊墻掛設(shè)鋼筋網(wǎng)進(jìn)行初噴封閉，安裝I20a拱架并焊接HRB400Φ22縱向連接筋，拱腰、拱腳鋼架單元連接處各打設(shè)4根長(zhǎng)鎖腳錨管并與拱架焊接牢固，鎖腳錨管斜向下傾角30°～50°，復(fù)噴C30混凝凝土至設(shè)計(jì)厚度27cm，為抑制鋼架受?chē)鷰r應(yīng)力作用下沉，對(duì)拱架腳底部設(shè)置墊腳鋼板，尺寸60cm×60cm×1.6cm，下臺(tái)階工字鋼上下各焊接1道縱向連接[32a槽鋼。

在滯后左側(cè)3m后及時(shí)開(kāi)挖下臺(tái)階右側(cè)，施工工序同左側(cè)下臺(tái)階。

(2)施作仰拱

開(kāi)挖支護(hù)至斜井與正洞交叉口，仰拱開(kāi)挖緊跟下臺(tái)階，為了確保斜井挑頂受力體系穩(wěn)定，減少后期正洞鋼架落腳在斜井門(mén)架上部的沉降變形量，分析地基承載力檢測(cè)結(jié)果的基礎(chǔ)上，必要時(shí)在斜井與正洞交叉口段斜井襯砌結(jié)構(gòu)及基底進(jìn)行特殊加強(qiáng)，基底換夯填1m厚三七灰土處理，分層碾壓，壓實(shí)度0.97，碾壓完成后，安裝仰拱I20b工字鋼鋼架并與邊墻鋼架連接，噴C25砼至設(shè)計(jì)厚度。綁扎仰拱HRB400Ф25mm鋼筋，主筋間距20cm，立模澆筑C40混凝土，仰拱開(kāi)挖支護(hù)至正洞交接里程處，并及時(shí)澆筑C40鋼筋砼仰拱。

(3)架設(shè)門(mén)架

待仰拱砼強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，在正洞左邊墻與斜井相交處，采用并排架立五榀I25a型鋼鋼架，并在拱架頂部設(shè)置門(mén)梁來(lái)支撐正洞上部拱架，門(mén)梁采用5榀I25a工字鋼拼焊，門(mén)梁搭設(shè)在斜井拱部。

圖2中，門(mén)梁鋼拱架底部設(shè)置橫向連接，焊接橫梁與斜井仰拱初支鋼架設(shè)計(jì)一致，并置于斜井仰拱兩榀鋼架間，并噴射混凝土形成整體。襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為C40鋼筋混凝土抗壓襯砌環(huán)。

門(mén)梁連接均采用螺栓連接，在施工過(guò)程中，必須按照設(shè)計(jì)圖紙位置安設(shè)，保證立柱、橫梁位置準(zhǔn)確。采用鎖腳錨管，分別與立柱和橫梁焊接牢固，錨管長(zhǎng)度為4.5m，為加強(qiáng)門(mén)梁整體穩(wěn)定性，門(mén)梁立柱底腳設(shè)置混凝土條形基礎(chǔ)，橫截面尺寸1.87m×0.6m，長(zhǎng)1.0m，工字鋼腳焊接鋼板尺寸50cm(寬)×75cm(長(zhǎng))×16mm(厚)，與條形基礎(chǔ)預(yù)埋鋼板采用M27×70mm高強(qiáng)螺栓連接(注：條形基礎(chǔ)預(yù)埋鋼板尺寸為50cm(寬)×75cm(長(zhǎng))×16mm(厚)，鋼板焊接Ф22錨筋，單根長(zhǎng)度65cm)。

(4)施作斜井與正洞交叉加強(qiáng)段襯砌

門(mén)架完成后，推臺(tái)車(chē)就位，混凝土采用自動(dòng)計(jì)量拌和站拌和，泵送混凝土施工工藝。隧道襯砌必須保證其中線、水平、斷面尺寸、凈空大小符合設(shè)計(jì)要求，每襯砌循環(huán)不論長(zhǎng)短都要進(jìn)行測(cè)量放樣，復(fù)核檢查。模板臺(tái)車(chē)準(zhǔn)確就位，模板面光滑平順，不漏漿，接縫嚴(yán)密整齊。脫模后對(duì)模板認(rèn)真整修，使每段襯砌接縫平整，內(nèi)實(shí)外光。

同時(shí)在靠近正洞側(cè)設(shè)置一道變形縫，防止由于不均勻沉降而產(chǎn)生裂縫；正洞與斜井剖面相對(duì)位置見(jiàn)圖3，交叉口正洞鋼架改裝及托梁細(xì)部見(jiàn)圖4。

圖中，斜井近接正洞交叉口20m范圍的拱架加強(qiáng)構(gòu)造設(shè)計(jì)，是通過(guò)將原有I16工字鋼調(diào)整為I20a工字鋼鋼架，間距加密至0.6m設(shè)置，提升斜井與正洞交叉段復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)支護(hù)能力，為斜井挑頂作業(yè)、后期圍巖壓力拱拱圈均勻承載和隧道結(jié)構(gòu)安全、穩(wěn)定提供保障。

(5)填筑坡道

考慮到施工機(jī)械施工可操作性，同時(shí)考慮正線隧道與正洞拱頂高差大，經(jīng)分析，導(dǎo)洞首次開(kāi)挖時(shí)將土方填筑至斜井正洞內(nèi)，填筑坡道坡率33％，待導(dǎo)洞開(kāi)挖掘進(jìn)3m后，進(jìn)行第二次夯填土石填筑坡道，爬坡坡率21％，爬坡段19.5米。正洞I25a工字鋼腳落在斜井段門(mén)架采用10×M27高強(qiáng)螺栓連接，連接鋼板δ＝16mm厚鋼板，門(mén)架上橫梁連接鋼板預(yù)先在鋼筋加工廠焊接后運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)安裝。

5、小洞室施工

完成準(zhǔn)備工作后，開(kāi)始進(jìn)行小洞室施工；垂直于正洞中線人工開(kāi)挖凈寬一3.5m小洞室，在隧道內(nèi)每間隔60cm架立一榀平行正洞中線的小洞室支護(hù)鋼架，上部高度超過(guò)正洞設(shè)計(jì)開(kāi)挖輪廓線外40cm(即預(yù)留沉降量40cm)，以便于安裝正洞鋼架，小洞室支護(hù)鋼架共設(shè)置22榀，均為單獨(dú)設(shè)計(jì)，支腿高度及輔助支撐詳見(jiàn)后附圖；小洞室支護(hù)鋼架采用Ⅰ20b鋼架加工，支腿與水平橫梁部分采用焊接，每個(gè)支腿部位上下各打設(shè)4根長(zhǎng)度2.0m、鎖腳錨管，拱部設(shè)l＝3.5m、間距40cm的超前小導(dǎo)管，正洞中線右側(cè)小導(dǎo)管外插角10～40°，左側(cè)均設(shè)為9°。為加強(qiáng)導(dǎo)洞整體受力條件，增加鋼架支撐剛度及穩(wěn)定性，防止拱部巖土掉塊，小洞室支護(hù)鋼架拱頂、側(cè)壁拱架掛＠20*20、鋼筋網(wǎng)，然后噴25cm厚C25混凝土；拱部按3m間距設(shè)置沉降觀測(cè)點(diǎn)，定期進(jìn)行監(jiān)測(cè)；導(dǎo)洞施工過(guò)程中加強(qiáng)地質(zhì)素描和地質(zhì)預(yù)測(cè)工作，如與設(shè)計(jì)不符，及時(shí)反饋，修改支護(hù)方案。

小洞室支護(hù)出碴：由于小洞室開(kāi)挖斷面較小，施工出碴均采用裝載機(jī)倒運(yùn)至斜井錯(cuò)車(chē)道處裝車(chē)，外運(yùn)至洞外棄碴場(chǎng)。

6、交叉口段正洞開(kāi)挖

導(dǎo)洞自正洞右側(cè)開(kāi)挖至左側(cè)后，不拆除導(dǎo)洞拱部橫梁，直接安裝5榀改裝過(guò)的正洞鋼架，鋼架右側(cè)坐落在斜井口部加強(qiáng)環(huán)的托梁上，托梁上按60cm間距安裝有法蘭盤(pán)，與托梁采用高強(qiáng)螺栓連接牢固；鋼架左側(cè)用鎖腳錨管錨固在巖土上，安裝連接筋和網(wǎng)片后噴射混凝土，安裝圍巖監(jiān)測(cè)元件，加強(qiáng)監(jiān)測(cè)；正洞環(huán)向鋼架與托梁之間用噴射混凝土填滿，不得留有空隙。在鋼架分節(jié)處和拱腳處各施作長(zhǎng)4m的Φ42mm鎖腳錨管兩根。

改裝鋼架上側(cè)帶法蘭盤(pán)，和加強(qiáng)段鋼架上托梁采用螺栓連接；正洞右側(cè)拱腰處鋼架腳焊接為II型接頭，焊接32槽鋼，為增加拱腳穩(wěn)定性，底部落于2根縱向20×20cm方木上，該鋼架適用于正洞跨斜井范圍內(nèi)。

考慮到斜井進(jìn)正洞雙向掘進(jìn)的工作時(shí)序，正洞圍巖穩(wěn)定性較差、襯砌臺(tái)車(chē)拼裝空間的因素，確定挑頂完成后先向大里程施工，再向小里程施工。導(dǎo)洞內(nèi)正洞初期支護(hù)完成后，拆除導(dǎo)洞大里程端的臨時(shí)支護(hù)，進(jìn)行正洞上臺(tái)階開(kāi)挖與支護(hù)，按設(shè)計(jì)采用三臺(tái)階臨時(shí)仰拱法向大里程方向開(kāi)挖、支護(hù)約35m，及時(shí)進(jìn)行仰拱及仰拱填充施做，掌子面繼續(xù)掘進(jìn)至100m停止施工并封閉掌子面，及時(shí)跟進(jìn)仰拱、填充，為臺(tái)車(chē)拼裝前后兩端起吊襯砌面板作業(yè)創(chuàng)造施做空間，進(jìn)行襯砌臺(tái)車(chē)拼裝。待臺(tái)車(chē)拼裝完成后及時(shí)推臺(tái)車(chē)至斜井與正洞交叉口澆筑襯砌，為便于交叉段襯砌澆筑，施工前在斜井進(jìn)正洞交叉段布置砼輸送管路至正洞襯砌臺(tái)車(chē)，斜井與正洞內(nèi)實(shí)施地泵串聯(lián)輸送，斜井內(nèi)與正洞內(nèi)施工進(jìn)行全過(guò)程、同程對(duì)講監(jiān)控，確保襯砌澆筑快速完成。

同時(shí)，大里程支護(hù)封閉成環(huán)后，根據(jù)監(jiān)控量測(cè)分析情況，適時(shí)拆除導(dǎo)洞臨時(shí)支撐進(jìn)行小里程段的開(kāi)挖支護(hù)工作，小里程段施工至40m時(shí)，停止開(kāi)挖支護(hù)，并跟進(jìn)仰拱施工，施做斜井、正洞交叉口段小里程二次襯砌，按正常工藝循環(huán)再予以大、小里程掌子面掘進(jìn)施工。根據(jù)設(shè)計(jì)，按正洞Ve支護(hù)襯砌標(biāo)準(zhǔn)斷面施工。

在小里程停止開(kāi)挖支護(hù)時(shí)，調(diào)頭進(jìn)行大里程正洞上臺(tái)階開(kāi)挖與支護(hù)。DK213+520-DK213+560采用三臺(tái)階預(yù)留核心土法開(kāi)挖施工。

7、臺(tái)車(chē)拼裝段設(shè)計(jì)

2#斜井進(jìn)正洞先行大里程方向進(jìn)行開(kāi)挖支護(hù)一段距離后，再進(jìn)行洞內(nèi)臺(tái)車(chē)拼裝，經(jīng)與臺(tái)車(chē)廠家聯(lián)系，本次臺(tái)車(chē)洞內(nèi)組拼采取掛吊環(huán)，利用卷?yè)P(yáng)機(jī)設(shè)備起吊承重面板的方案實(shí)施。根據(jù)起吊設(shè)備最大起吊距離、長(zhǎng)繩預(yù)留長(zhǎng)度設(shè)計(jì)，正洞初期支護(hù)凈空適當(dāng)進(jìn)行放大，按凈空放大50cm，同時(shí)仰拱填充面按設(shè)計(jì)高程降低30cm進(jìn)行考慮。

8、正洞支護(hù)參數(shù)

斜井段正洞設(shè)計(jì)為Ⅴe復(fù)合式襯砌，初期支護(hù)參數(shù)：預(yù)留變形量40cm，拱墻設(shè)I25a工字鋼架，間距0.6m/榀；拱、墻布設(shè)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、墻噴射C25混凝土，噴砼厚度為35cm。

9、施工注意事項(xiàng)

①斜井井口與正洞相接處必須襯砌施做后方可進(jìn)行爬坡挑頂施工。

②鎖腳錨管必須采用U型鋼筋與拱架焊接牢固。

③襯砌后進(jìn)行挑頂施工時(shí)注意對(duì)斜井拱墻防水板及止水帶的保護(hù)。

④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0.8米。

⑤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40cm施工誤差及沉降變形量。

⑥小導(dǎo)洞采用矩形斷面，斷面內(nèi)凈寬3.0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。

⑦小導(dǎo)洞頂部采用掛網(wǎng)滿噴砼支護(hù)，兩側(cè)邊墻采用素噴5～8cm厚砼進(jìn)行封閉，拱腳噴50cm混凝土。

⑧小導(dǎo)洞開(kāi)挖過(guò)程中加大監(jiān)控量測(cè)頻率，根據(jù)量測(cè)數(shù)據(jù)指導(dǎo)施工，保證施工安全。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。