斜井交叉口挑顶施工方案

1、马家庄隧道3#斜井进正洞挑顶施工方案1、工程概况马家庄隧道位于陕西省合阳县马家庄乡境内，起迄里程DK711896DK721255，全长9359m，该隧道为双线隧道，除进口m位于半径为7000m的曲线上，其余地段均位于直线上；洞内纵坡分别为5、-3的人字坡。隧道除进、出口相向掘进外，还设有4座斜井辅助施工；马家庄隧道三号斜井井口位于线路左侧一冲沟边，与大同方向平面交角87°，井身倾角 5°4239，坡度10%。最小埋深，最大埋深42m。斜井采用双车道断面，最大开挖断面，车道净宽6m。斜井级围岩106m，级围岩480m. 2 施工方案2.1挑顶方案的选定黄土隧道正洞与斜井交叉口

2、处围岩空间三维受力复杂，尤其正洞横向挑顶开挖支护难度相当大，工作面小，质量平安隐患多，开挖支护不当围岩很容易下沉变形，甚至塌方发生平安质量事故。因此必须制定科学合理的挑顶施工方案，并对交叉口进行加强支护。经过多种方案比选，确定的方案为：在斜井施工至与正洞设计二次衬砌最大跨度相交时，在交汇面处设置斜井初期支护加强环及托梁和立柱支撑，以解决交叉口处正洞初期支护的钢架落脚问题，及时完成斜井衬砌，衬砌终点端头面应与正洞该侧纵向开挖平行。采用人工风镐配合挖掘机，以4.2m宽的小导坑方式横向垂直进入正洞洞身并进行弧面挑顶开挖，开挖过程中及时采用16型钢棚架临时支顶支护。当隧道正洞拱部上导坑开挖面合格后及时

3、初喷，施做正洞设计初期支护，其钢架拱脚落在托梁上，拱顶处纵向棚架横梁保存，撤除临时棚架两侧立撑。按相同方法将交叉口范围拱部上导坑延钝角方向开挖支护两个循环每循环进尺m且稳定后，及时施作初期支护，再反方向开挖支护两个循环每循环进尺且稳定后，及时施作初期支护，直至该段9m范围拱部封闭。接着扩挖正洞中部土体并将该段右半幅初期支护接长至起拱线处。最后按环形预留核心土法进行隧道主攻或副攻方向上断面开挖，当上断面开挖达30m后，进行边墙落底及仰拱、填充施工，从而使正洞初期支护封闭成环，具备正常快速施工的平安条件。下面对施工方案方法及工艺工艺措施进行阐述。 2.2 施工步骤、方法及工艺1根据斜井与正洞设计相

4、交角度及复合式衬砌参数，应对交叉口段斜井初期支护进行加强，确保下步正洞跨越斜井提供支护保障。由于斜井与正洞夹角较大87°，所以直接由最后一榀钢架偏立法架立调整到与正洞纵向平行详见图2、图3。图1斜井进入正洞平面图尺寸标注单位：cm2考虑斜井初期支护最后一榀拱架也需承受正洞拱架及围岩传递的荷载，为了平安因此必须对其加强。在斜井末端即距正洞二衬最大路跨度内缘15cm处采用两榀20a型钢并焊在一起作为加强环，改善受力条件。3为解决交叉口段正洞上断面拱架落脚位置及牢固性，在斜井衬期支护加强环钢架拱顶上沿正洞方向设置纵向水平托梁，托梁采用I25b型钢，两端联接I25b型钢立柱支撑至主洞墙底。为

5、防基底承载力不够导致支护下沉，先夯实基底，立柱底部加焊30*20*2cm钢板，另加提前预制的钢筋混凝土垫块50*50*50cm。型钢托梁顶面按间距m焊接30*20*2cm厚钢板，以解决交叉口段主洞设计拱部钢架左侧落脚问题详见图2、图3。图2斜井交叉口托梁、支撑安装正面图标注尺寸单位:cm4对托梁及支撑进行锚、喷防护，锚杆尾部弯折900后与托梁、支撑焊接在一起，按设计厚度喷射混凝土时，托梁范围暂不喷射。5及时施作斜井加强段二次衬砌，为交叉口提供有力的支撑。其衬砌终点端头面必须与正洞该侧纵向开挖平行，并伸出加强环5cm。端头斜交三角带采用小块钢模、拱架配合台车加固，另外考虑到衬砌尾端和托梁共同受力

6、。6二衬混凝土施工完24小时后，撤出斜井二衬台车，先回填土修筑斜坡道后，图3交叉口斜井及正洞支护结构尺寸图标注尺寸单位:cm采用临时轮胎式轻型小挖机以m宽的小导坑方式横向垂直进入正洞洞身拱部，并进行拱顶上导坑弧面挑顶开挖，人工风镐及作业台架进行修边。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及足够的变形量。开挖过程中采用16号工字钢临时棚架及时支护。当隧道正洞拱部上导坑开挖面临时支护合格后，移除临时棚架一侧竖撑，施做该侧初期支护先撤除先支护，其拱顶处纵向棚架横梁将作为永久支护，同样的方法施作另一侧。详见图3、图4。图4 交叉口段斜井进正洞挑顶开挖顺序示意图单

7、位：cm7待拱部上导坑初期支护稳定后再采用人工风镐及作业台架向主攻大同方向开挖拱部上导坑，进尺m，开挖土方经人工清运至斜井后，由装载机及汽车运至洞外弃碴场。开挖合格后立即初喷，及时施作初期支护。8掉头采用人工风镐及作业台架向次攻西安方向开挖拱部上导坑，进尺m，开挖土方经人工清运至斜井后，由装载机及汽车运至洞外弃碴场。开挖合格后立即初喷，及时施作初期支护，方法同上。从而拱部上导坑开挖支护范围到达9m。9当拱部上导坑9m范围开挖支护完成后，采用挖机逐段扩挖中上部土体，并将右半幅初期支护接长至起拱线处，每循环进尺为1.2m。10在上断面初期支护下，采用环向开挖预留核心土台阶法向主攻方向开挖支护10m

8、后，采用相同方法向副攻方向开挖。为确保平安，该段正洞40m范围上弧导分两次开挖支护至最大跨度起拱线处。前期开挖采用人工配合机械的方法，随着工作面的扩大，视实际情况创造条件采用以挖机开挖为主、人工修边为辅。11当上断面主副掌子面距到达40m时，开始下半断面边墙落底施工。落底施工按主、次攻方向，拉开下断面中槽，左右边墙前后错开35m进行落底开挖支护，每循环进尺，同时向前推进。与此同时，主副上断面掌子面继续向前短进尺掘进。12当左、右侧边墙连续落底支护到达30m时，分段开挖全幅仰拱，每次开挖3m，及时施作仰拱混凝土及填充混凝土，利用仰拱栈桥保证掌子面继续施工。当仰拱混凝土及填充混凝土施工30m后，立

9、即在洞内既定位置组装衬砌台车施作二次衬砌，将交叉口处10.3m衬砌台车长m长范围衬砌预留至最后封堵。至此，斜井交叉口段正洞全断面支护封闭成环形成受力结构，为下步主洞正常快速开挖施工创造了良好的平安条件。2.3施工要点正洞与横洞相交地段处于复杂的三维受力状态，为保证正洞平安挑顶施工的完成，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及系统锚杆施工，防止拱架下沉。斜井交叉口段施工，应加强初期支护，设计参数应比正常断面相应提高。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平安，在斜井与正洞交接处设置一加强环，加强环由2榀20a型钢钢架并焊组成，钢架间采

10、用22钢筋连接，根据施工方案对其进行准确定位加固，锁脚锚杆宜沿斜井与正洞交角平分线方向施作，并确保其质量。设置托梁，为正洞拱架提供落脚平台在斜井衬期支护加强环钢架拱顶上沿正洞方向设置纵向水平托梁，托梁采用I25b型钢，牢固焊接于斜井加强环拱顶，托梁长度超过9m时，居中联接接头除对焊外，另采用双面夹板10mm厚钢板钻孔、高强螺栓拧紧、夹板四边骑缝焊等多重加固方式。托梁两端联接I25b型钢立柱支撑至主洞墙底。喷射C25砼2530cm厚覆盖加强环、立柱钢架，托梁范围暂不喷射，待正洞钢架落脚后一并喷射。及早施作斜井二次衬砌。正洞扩顶开挖，依据围岩稳定状态时采用16临时棚架支撑顶部，棚架间距为m，棚架间

11、采用22钢筋焊接为整体，结合初喷混凝土5cm，临时棚架横梁采用20cm网喷，网格尺寸20×20cm临时棚架横梁将作为永久支护，形成临时支护体系，棚架结构尺寸见图5，图中H、b，根据现场情况确定尺寸，现场加工。 图5临时棚架尺寸图3、 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：临时轮胎式小型挖掘机PZ701台，中型挖掘机PC20O1台，40装载机1台，混凝土喷射机2台，压入式通风机视斜井长度设置，钢架弯制机1台等。4、施工考前须知1施工前做好各种相关施工准备，按方案要求配置好劳力、机械设备及工程材料，施工中严格按本方案、相应技术交底及标准要求施作。2交叉口段斜井衬砌应及早施作，挡头板沿正洞线路方