河北省某隧道斜井进正洞挑顶施工方案

新建铁路xx至xx客运专线

xx隧道胡仁斜井进正洞挑顶施工方案

xx项目经理部

年月日

xx隧道胡仁斜井进正洞施工方案

一、挑顶原则

1、在地质条件复杂的隧道挑顶施工中，要宁慢勿快、及早成型，尽快抑制围岩变形。

2、通过增设临时支护，且不需拆除临时支护即可使正洞支护一次成型，确保初期支护质量、结构稳定及施工安全。

二、工程概况

xx隧道胡仁斜井位于河北省井陉县胡仁村东侧，与线路交汇里程为

DIK53+407.65，斜井长540.19（斜长），与线路平面交角为90°。斜井位于低山区，地形起伏较大，"V"字型冲沟发育，地表植被较发育，基岩大部分裸露，进口缓坡已改造为耕地。隧道范围地层主要岩性为第四系上更新统坡洪积层（Q3dl+pl）新黄土，碎石土，太古界南营岩组(Arn)花岗片麻岩，局部为绿泥片岩。节理发育，间距0.1～0.4m，岩石切割明显，主要发育两组节理，产状分别为：235°～320°∠61°～88°，15°～70°∠61°～87°。斜井区无大的明显的断层、断裂，但局部存在节理裂隙密集带。位于xx隧道DIK53+600左侧约500m，远离胡仁斜井进口方向约80ｍ处，为胡仁水库。水库为小型水库，蓄水量不大，水库水面标高为419.33ｍ，低于胡仁斜井进口5.63ｍ。斜井内坡段最大坡度为12.01％；综合坡度10.45％；隧道内出碴采用无轨运输方式。其中，Ⅱ级围岩85m，占15.74%；Ⅲ级围岩245m，占45.35%；Ⅳ级围岩110m，占20.36%；Ⅴ级围岩100.19m，占18.55%。

三、施工工艺

㈠工艺原理

斜井与正洞相交喇叭口段是结构交点，围岩应力集中，支护变形较大，施工中除按新奥法原理充分发挥围岩自身承载力外，通过增加各种辅助支护

措施，加强初期支护，与围岩共同组成承载拱，协同变形，保证结构的安全。

(二)施工方法

1、斜井至正洞过渡段开挖及支护步骤

⑴斜井至正洞过渡段抬高、加大开挖及支护，斜井采用正台阶法施工，上、下台阶长度为5～6m。斜井至正洞过渡段拱部斜向上按10～20%抬高，下半断面底部标高仍按斜井原设计坡度控制，使得该段实现加高、加大，如下图。

施工中，遵循“弱爆破、短进尺”的原则采用预留光爆层控制爆破开挖上半断面。支护全断面采用工字钢架，上半断面其轮廓尺寸不变，立架时抬高拱顶标高，下半断面格栅拱架加长。循环进尺1～2m，拱架间距0.8～1m/

榀，斜井至正洞过渡段抬高、加大施工纵断面图

锚喷支护。人工搭简易钻爆作业平台钻爆，CAT320挖掘机扒碴，ITC312挖装机装碴，奔驰车配合运输。

⑵正洞相交段上导挑顶开挖、临时支护

当斜井施工至与正洞边墙相交断面时，开始正洞上弧导挑顶，此时施工方法由二台阶法变为三台阶法，台阶高度均为3～3.5m，台阶长度4m。

测量班放出正洞开挖轮廓五寸台，人工钻爆法斜向上开挖，每循环进尺0.5～1m，开挖断面为3×4m的方形导坑，每开挖一循环施做1榀棚架支护，

边墙设3.0m 锚杆，棚架间采用φ22钢筋纵向连接，喷C20混凝土20～25cm ，形成临时支护体系。同时根据三台阶法的施工顺序，斜井段的下台阶及时跟进，平行作业，如下图：

正洞上导挑顶开挖、临时支护施工断面图

⑶斜井至正洞过渡段加固、初期支护

斜井至正洞过渡段抬高、加大后形成新的结构面，围岩应力集中，在正洞上弧导挑顶开挖到位后，利用已形成的三台阶，及时对该段进行加固，一方面控制支护变形破坏，另一方面为正洞的初期支护提供平台基础。

在斜井段的上台阶上先施做格栅钢架，其拱顶高度与原斜井高度一致，钢架间距0.5m/榀，系统锚杆3.5m/根1.0×1.0m 梅花形布置，钢架与过渡段已施做的临时支护间空隙采用扇形支撑支护，喷射混凝土回填密实，如下图：

正洞上导挑顶开挖、临时支护施工断面图 2

扇形支撑钢架，喷砼回填

套拱拱架套拱拱架(两榀焊接)

工字钢托梁

立柱支撑

工字钢

A A 喷砼回填

斜井与正洞边墙交界面（图中A 点）采用两榀格栅钢架焊接成整体架设，其拱顶设纵向工字钢托梁，托梁与格栅钢架间空隙根据正洞初期支护钢架间距对应设置工字钢立柱，焊接牢固，喷射混凝土回填密实。

斜井至正洞过渡段上半断面初期支护完毕后，及时施工下半断面支护，并施做该段仰拱，使支护闭合成环。

2、正洞三台阶开挖及初期支护

⑴正洞上导挑顶段初期支护

在斜井至正洞过渡段结构支护完成后，施做正洞上导挑顶段初期支护。该段初期支护拱脚一侧座在上台阶底面，另一侧座在工字钢纵梁顶，如下图：

正洞上导挑顶初期支护施工图

该段初期支护全断面采用20×20格栅钢架，钢架间距0.5m/榀，系统锚杆3.5m/根1.0×1.0m 梅花形布置，拱脚每侧增设2根3.5m 锁脚锚杆，格栅钢架与棚架支护间喷射混凝土回填密实。初期支护与工字钢托梁采用焊接连接。

⑵正洞三台阶开挖及初期支护

正洞施工采用三台阶法，在拆除棚架支护的竖向立柱后，开挖上台阶，人工搭简易钻爆作业平台钻爆，CAT320挖掘机扒碴、装碴，奔驰车运输， 施工纵断面见下图： 隧

道

中

线

工字钢托梁

正洞初期支护钢架棚架支护

上台阶底面

正洞三台阶法施工纵断面图

初期支护作为永久衬砌的一部分，应尽快施作，主要有系统锚杆、格栅钢架及挂网喷混凝土。开挖后及时对围岩初喷5cm，封闭岩面，防止围岩松动掉块，然后架设格栅钢架，挂网，施做系统锚杆，复喷混凝土至设计厚度。

⑶施工注意事项：

①为保证钢架垂直稳固，施工中钢架基脚应落在坚实基岩上，必要时挖槽就位。与托梁焊接，除对焊外，还应四面帮焊，确保接头的钢度和强度。条件允许时，接头最好采用角钢连接板，便于混凝土全面握裹。

②钢架平面垂直于隧道中线，倾斜不大于2o；钢架的任何部位偏离铅垂面不大于5cm。

③为增强钢架的整体稳定性，应将钢架与纵向连接筋、结构锚杆、定位系筋和锁脚锚杆焊接牢固。

④正洞初期支护钢架和棚架支护间有较大间隙时，要设混凝土楔形垫块或短工字钢顶紧，喷混凝土回填密实。

3、监控量测

斜井与正洞形成的喇叭口，开挖断面大，作为施工通道放置时间长，围岩在应力重分布和应力释放的过程中，会引起支护结构产生位移、变形，直至支护结构破坏，危及隧道安全，因此在施工中建立严密的监控量测是保证安全的主要手段，同时也是调整支护参数的信息来源。

⑴量测点布设

隧道每个量测断面各布置一个拱顶下沉测点和一条水平净空收敛量测基线（台阶法开挖时，在拱脚以上0.5m加测一条）。测点布置见下图：为确保量测精度和加快量测速度，在隧道拱顶下沉和水平收敛量测中采用目前比较先进的无接触围岩量测技术，采用徕卡LeicaTCRA1102全站仪。无接触法围岩量测的原理与方法：

无接触法围岩稳定性量测系统分为数据采集和数据处理两部分。数据采集由全自动测量机器人及软件控制仪器自动完成量测全过程，数据采集完成后直接导入计算机利用数据处理软件对数据进行平差、成图、回归分析、曲线拟合等处理，最终得到围岩收敛的准确报告，以图形和表格形式打印出来。

⑶量测方法:

测量人员定期对隧道断面上布设的观测点进行全自动多测回全圆观测，得到这些点的相对坐标，根据相对坐标计算出各观测点间的弦长，以第一次的弦长为基准，以后各期观测的弦长与第一次比较得到变形量，各次观测所得变形量绘制在直角坐标系中，将各点连线形成变形曲线图，在完成多次观测以后，对变形量（变形率）散点进行回归分析，对今后的变形量（变形率）进行预测。

根据有关规范、规程、设计资料及类似工程经验，该段监控量测水平收敛变形管理等级见下表：

变形管理等级

⑷监控量测注意事项：

①为取得开挖后围岩早期状态变化数据，各项测点应尽量靠近开挖面布置（不大于2m）,在爆破后24h内或下次爆破前，读取初次读数。

②周边收敛、拱顶下沉及地表下沉各项测点应尽量集中设在一个断面，以便量测成果的协调分析、综合运用。

③采用台阶法开挖时，当下半断面开挖靠近上半量测断面时，量测频率应适当增加。

4、仰拱施工

斜井与正洞的喇叭口在拱墙初期支护施工成形30m时，应及时开挖仰拱，安装仰拱钢架，进行仰拱混凝土施工，使初期支护尽早闭合成环构成稳固的支护体系，并为施工运输创造良好环境。

四、质量控制

㈠严格遵守铁路隧道施工的各项技术规范及验收标准。

㈡由于施工断面较大且结构复杂，施工中应严格控制开挖循环进尺，同时必须按设计钢架间距设置，及时施做锚杆、钢筋网、喷射混凝土，使支护尽快成形。

㈢在条件允许的情况下应尽早施做仰拱混凝土，使支护闭合成环。

㈣对喷混凝土骨料级配、含泥量及外加剂质量严格把关，坚持每批进料均抽检，不合格品坚决清理出场。拌制时严格按配合比计量，缩短运输存放时间，随拌随用（一般加速凝剂混凝土不超过30min）。

㈤钢构件下料按1:1大样为准，加工尺寸准确，无扭曲、翘曲现象，应尽量减少热变形；严把焊点强度关。

五、安全措施

㈠加强全员安全意识教育，交叉施工地段设调度员加强调度。

㈡正洞开挖时要采取控制爆破或弱爆破，防止对已形成的临时支护造成破坏。

㈢由于作业空间狭小，且斜向上爆破作业，开挖时设专人观察围岩变化，及时排除危石。

㈣严格火工品管理，坚持审批签字手续。

㈤加强洞内外三管两线的管理，防止漏电、漏风伤人。

㈥加强机械保养维修，降低机械噪声及废气排放，改善作业环境。

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