分水嶺隧道橫洞進正洞挑頂施工技術(shù)探討

(中石化重慶天然氣管道有限責(zé)任公司 重慶 400000)

一、工程簡介

分水嶺隧道位于武隆區(qū)鴨江鎮(zhèn)，穿越長度2382米,隧道最大埋深約206m,隧道斷面為直墻圓拱形,凈寬3.8m,凈高3.3m。為減少隧道施工工期,在整個隧道的約1/3處設(shè)置橫洞,用以增加作業(yè)段。橫洞長 158.4m,隧道最大埋深約75m,隧道斷面為直墻圓拱形,凈寬2.7m,凈高2.75m。

二、施工步驟

(一)挑頂施工

橫洞與正洞設(shè)計相交采用90度正交于K1+534.4(正洞樁號)，拱頂高差0.8m，橫洞擴挖起始里程K0+150(橫洞樁號)，采用8米過渡段，為保證隧道內(nèi)出渣車的通行高度3.5m，頂部過渡坡度設(shè)置為2.5%。同時對該段橫洞初期支護進行加強，確保下步正洞跨越橫洞提供支護保障。

(二)分步開挖

橫洞與正洞交叉段位于Ⅳ級圍巖內(nèi)，初始可采用全斷面法開挖，接近正洞時應(yīng)提前調(diào)整底板高程，使橫洞底板與正洞底板交界處順接，保證交接洞口加固支撐落于實處。

進入正洞范圍后其開挖及初期支護需比正洞拱部相應(yīng)設(shè)計標(biāo)高變大，以保證增加鋼拱架后的拱頂支護厚度(增加10cm)。見下圖:正洞與橫洞連接處斷面圖(加強環(huán)中3榀鋼架高度一致)。

(三)正洞拱架落腳平臺

考慮橫洞到正洞上導(dǎo)拱架落腳位置的牢固性，橫洞拱架必須提供一個牢固的落腳平臺。在正洞右側(cè)邊墻與橫洞交界里程 K0+158.4處時，沿正洞方向設(shè)置拱頂縱向托梁，托梁采用Ⅰ20b 型鋼，牢固焊接于橫洞鋼架拱頂，托梁與橫洞鋼架間空隙設(shè)置Ⅰ20b型鋼豎向立柱,立柱與正洞拱架位置相對應(yīng)，牢固焊接并噴射 C25 砼回填密實。

見圖:交叉口正洞鋼架落腳平臺立面圖:

(四)形成設(shè)計斷面

橫洞施工至正洞右側(cè)邊墻后，橫洞和正洞橫斷面處打超前小導(dǎo)管(6米長)注漿，然后正洞采用分段開挖，每次開挖寬度(正洞縱向方向)不超過1m，再逐步擴大施工斷面，直至正洞的標(biāo)準(zhǔn)斷面，噴射3～5cm厚混凝土臨時防護。

為方便出渣車等施工設(shè)備、車輛通行轉(zhuǎn)彎(最長車輛最小轉(zhuǎn)彎半徑為4.3m)，在橫洞施工漸變段(6m)范圍內(nèi)進行擴寬，擴寬長度為1m，即橫洞兩側(cè)各擴寬0.5m，在橫洞與正洞交接橫洞方向2m處開設(shè)喇叭口，喇叭口寬度為8.3m；橫洞與主隧道連接處如圖所示：

三、施工要點

正洞與橫洞相交地段處于復(fù)雜的三維受力狀態(tài)，為保證正洞安全挑頂施工的完成，正洞初期支護必須座落于一個牢固的落腳平臺，同時應(yīng)加強該段正洞初期支護的鎖腳錨桿施工，防止拱架下沉。

(一)提高支護參數(shù)

橫洞變斷面段施工，應(yīng)加強初期支護，通過加設(shè)鋼拱架的方法提高斷面支護參數(shù)。按V級圍巖標(biāo)準(zhǔn)，鋼拱架間距1米。

(二)設(shè)置加強環(huán)

由于正洞開挖斷面較大，為確保擴頂段正洞施工安全，在橫洞與正洞交接處設(shè)置一加強環(huán)，加強環(huán)由 3 榀Ⅰ20b型鋼鋼架組成，3榀鋼架焊接在一起，相鄰鋼架采用Φ22縱向鋼筋連接，噴 22cm 厚混凝土覆蓋鋼架。

I20b型鋼鋼架由橫梁和立柱組成，橫梁與橫洞Ⅰ20b型鋼鋼架之間的空隙，從兩側(cè)對稱焊接豎向Ⅰ20b型鋼立柱短撐，鋼架安裝后該空隙噴射混凝土回填密實。在橫梁上按照正洞拱架的間距縱向設(shè)置Ⅰ20b鋼柱頭，作為正洞拱架的支撐點，門型鋼架每側(cè)增設(shè)至少4根Φ42鎖腳錨管(錨管為φ42小導(dǎo)管，小導(dǎo)管長度4.0m)和系統(tǒng)錨桿，并與鋼架焊接牢靠。

(三)設(shè)置托梁，為正洞拱架提供落腳平臺

在正洞與橫洞拱頂交界里程處，沿正洞方向設(shè)置拱頂縱向托梁，托梁采用Ⅰ20b型鋼，牢固焊接于橫洞加強鋼架拱頂，托梁與橫洞鋼架間空隙設(shè)置Ⅰ20b 豎向立柱,立柱與正洞拱架位置相對應(yīng)并牢固焊接，間隙噴射 C25 砼回填密實。

(四)加密設(shè)置正洞初期支護鎖腳錨管

每榀鋼架單側(cè)不少于 4 根鎖腳錨管，錨管為φ42小導(dǎo)管，小導(dǎo)管長度4.0m，注水泥砂漿，鎖腳錨管與鋼架牢固焊接，防止拱架下沉。

四、結(jié)語

綜上所述，在該隧道工程施工中，結(jié)合施工技術(shù)條件，采用橫洞進正洞挑頂施工方案，能夠有效縮短傳統(tǒng)的挑頂時間，根據(jù)實踐分析可見，該施工方式切實可行，值得推廣應(yīng)用。