CN111520144A - 一种隧道交叉口小导洞施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了详细介绍了一种隧道交叉口小导洞施工方法，包括以下步骤：步骤一、根据新增斜井与正洞的相交角度为60°，新增斜井底端加强段衬砌钢架为I14钢架，纵向间距1.2m，属Ⅲ级围岩；隧道斜井托梁门架配合锁脚锚杆、超前小导管加强支护正洞型钢拱架进正洞的施工技术，为同类大断面隧道斜井小导洞进洞施工提供参考依据；缓解主洞施工工期压力的同时，提高隧道瓦斯段施工安全性；详细介绍了桐梓隧道4#斜井与正洞交叉段采用双拼门架、增加锁脚，加强超前支护，加强监控量测等手段，安全高质完成了斜井交叉口施工，实现辅助正洞施工的要求，可为今后特长大跨隧道斜井交叉口的施工提供参考。

Description

一种隧道交叉口小导洞施工方法

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，具体为一种隧道交叉口小导洞施工方法。

背景技术

国家中长期发展规划将交通基础设施建设摆在重要位置，重大基础设施建设的重心逐步向地形、地质极端复杂地区推进，万米级的双向六车道大断面高速公路隧道工程正在或即将投入生产，斜井作为长大隧道辅助施工通道是加快施工进度的主要方式之一，而斜井与主洞交叉口处断面大、结构受力复杂，是隧道施工安全、质量重点控制段。本项目桐梓隧道4#斜井与主洞交叉口段施工采用小导洞进主洞方案，通过设立门架、增加锁脚，加强超前支护，加强监控量测等手段，安全高质完成了斜井交叉口施工，为今后特长大跨隧道斜井交叉口的施工提供参考，为此我们提供一种隧道交叉口小导洞施工方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

发明内容

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种隧道交叉口小导洞施工方法，包括以下步骤：

步骤一、根据新增斜井与正洞的相交角度为60°，新增斜井底端加强段衬砌钢架为I14钢架，纵向间距1.2m，属Ⅲ级围岩；新增斜井加强段开挖宽度11.16m，斜井与正洞交叉口段宽度为12.89m；斜井底端钢架转向需调整型钢钢架间距，斜井洞右侧钢架间距按1.2m/榀设置，斜井洞左侧钢架间距按1.8m/榀设置，经过10榀钢架的调节，逐步将斜井钢架由垂直斜井中心线方向转向平行于正洞中心线方向；

步骤二、门架作为正洞钢架的受力支撑平台。门架由双拼I22b型钢钢架组合焊接加工而成。当斜井施工至底端第10榀前，先扩挖安装双拼I22型钢拱架，拱架安装完成后施作斜井底端第10榀拱架，并与双拼拱架焊接牢固，在拱架中部各设置一对锁脚锚杆焊接固定，斜井拱架与双拼型钢拱架顶部采用I22型钢焊接；

步骤三、斜井断面转向初支采用I14型钢钢架，以斜井全断面掘进转向。转向段外侧长度19m，转向内侧长度7m，按10榀钢架完成转向，外侧钢架间距10×1.9m，内侧钢架间距10×0.7m，转向阶段拱顶标高逐步抬高与正洞洞顶标高一致；

步骤四、喇叭口扩挖采用6榀I14型钢初支钢架完成，喇叭口扩挖长度5m，共6榀型钢钢架，间距1.0m，第6榀钢架扩挖至正洞上台阶正常断面，扩挖段采用弱爆破，短进尺，及时支护，确保施工安全；

步骤五、形成正洞上台阶后，在有条件的情况下，继续施工约20m后停止施工，喷砼封闭掌子面；

步骤六、正洞交叉口段初支拆换施工是新增4#斜井与主洞交叉口施工的重点。拆换段有喇叭口段、斜井断面正洞内转向段，总体长度约30m。

优选的，一种超前小导管施工方法，包括以下步骤，

第一步、小导洞拱架反向拆除前，沿主洞设计开挖轮廓线外按照纵向240cm×环向40cm间距施作长4m的Φ42×4超前小导管，严格注浆工艺，超前小导管尾端与钢架焊接牢固；

第二步、拆换型钢钢架应采用“弱爆破，短进尺，快封闭、勤量测”的原则。拆换型钢钢架应采用“弱爆破，短进尺，快封闭、勤量测”的原则。每次拆换1榀钢架，采用弱爆破结合破碎锤、人工风镐拆换。严禁放大炮多榀钢架同时拆换，确保交叉口段施工安全；

第三步、双拼门架范围内，正洞I14型钢与门架的连接采用钢板加螺栓连接，末端设置型钢小牛腿抵挡，加强钢架与门架的连接。在门架上方增设2对长度3m的φ20药卷锁脚锚杆，并在异形钢架与主洞I14型钢链接处两侧设置2对长度3m的φ20药卷锁脚锚杆，确保拱架受力完整。

优选的，所述1榀～9榀钢架为变断面异形钢架，钢架宽度、高度逐步变化。第10榀、11榀钢架并列焊接，在其外制作I22b型钢制作门架并与钢架焊接牢固。

优选的，所述正洞反向拆换至转向异形段时，先进行正洞I14拱架测量放样，于小导洞拱架与正洞拱架相交处右侧，在小导洞I14拱架上打设长度3m的φ20药卷锁脚锚杆后，再对锁脚锚杆下方的I14拱架进行切除，及时进行主洞I14拱架安装等初支作业，凿除拆换过程对拆换前的钢架和正洞拆换后的钢架一同监测，预警交叉口段拱顶大面积坍塌，确保凿除拆换过程中施工质量、安全。

优选的，施工中加强所述正洞与交叉口处监控量测，涉及断面变化处及交叉口位置均布置监控量测点，并在每次开挖后及时埋设观测点并读数，初始读数控制在开挖后12h内读取,通过监控数据得出结论；新增4#斜井与主洞交叉口处监控量测数据满足规范设计要求，初期支护未发现开裂，拱顶沉降及周边收敛单次变化量、累计变化量及其变化速率均在控制值范围内，未超过预警值。

优选的，所述斜井的长度为410m，与主洞右洞相交于YK42+810，井底加强段与正洞交角为60°，最大坡度为10％，加强段坡度为2％。

优选的，所述主洞建筑限界净宽14.75m，净高5m，最大断面面积达213平方米，桐梓隧道全长10497m，最大埋深639.61m。

本发明的有益效果：

1、详细介绍了隧道斜井托梁门架配合锁脚锚杆、超前小导管加强支护正洞型钢拱架进正洞的施工技术，为同类大断面隧道斜井小导洞进洞施工提供参考依据；

2、缓解主洞施工工期压力的同时，提高隧道瓦斯段施工安全性；

3、详细介绍了桐梓隧道4#斜井与正洞交叉段采用双拼门架、增加锁脚，加强超前支护，加强监控量测等手段，安全高质完成了斜井交叉口施工，实现辅助正洞施工的要求，可为今后特长大跨隧道斜井交叉口的施工提供参考。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明施工工艺流程示意图；

图2是本发明新增4#斜井与正洞交叉口段型钢转示意图；

图3是本发明新增4#斜井门架安装示意图；

图4是本发明新增4#斜井门架安装另一种示意图；

图5是本发明新增4#斜井正洞内转向及转向钢架示意图；

图6是本发明超前小导管安装示意图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种隧道交叉口小导洞施工方法，包括以下步骤：

步骤一、根据新增斜井与正洞的相交角度为60°，新增斜井底端加强段衬砌钢架为I14钢架，纵向间距1.2m，属Ⅲ级围岩；新增斜井加强段开挖宽度11.16m，斜井与正洞交叉口段宽度为12.89m；斜井底端钢架转向需调整型钢钢架间距，斜井洞右侧钢架间距按1.2m/榀设置，斜井洞左侧钢架间距按1.8m/榀设置，经过10榀钢架的调节，逐步将斜井钢架由垂直斜井中心线方向转向平行于正洞中心线方向；

步骤二、门架作为正洞钢架的受力支撑平台；门架由双拼I22b型钢钢架组合焊接加工而成；门架开挖时严格控制顶部钻眼角度及长度，确保开挖效果和围岩的稳定，门架作为正洞右侧钢架脚的支撑平台，承受围岩及钢架的压力，锁脚锚杆、初支工艺严格按要求施做；当斜井施工至底端第10榀前，先扩挖安装双拼I22型钢拱架，拱架安装完成后施作斜井底端第10榀拱架，并与双拼拱架焊接牢固，在拱架中部各设置一对锁脚锚杆焊接固定，斜井拱架与双拼型钢拱架顶部采用I22型钢焊接；

步骤三、斜井断面转向初支采用I14型钢钢架，以斜井全断面掘进转向。转向段外侧长度19m，转向内侧长度7m，按10榀钢架完成转向，外侧钢架间距10×1.9m，内侧钢架间距10×0.7m，转向阶段拱顶标高逐步抬高与正洞洞顶标高一致；

步骤四、喇叭口扩挖采用6榀I14型钢初支钢架完成，喇叭口扩挖长度5m，共6榀型钢钢架，间距1.0m，第6榀钢架扩挖至正洞上台阶正常断面，扩挖段采用弱爆破，短进尺，及时支护，确保施工安全；

步骤五、形成正洞上台阶后，在有条件的情况下，继续施工约20m后停止施工，喷砼封闭掌子面；

步骤六、正洞交叉口段初支拆换施工是新增4#斜井与主洞交叉口施工的重点。拆换段有喇叭口段、斜井断面正洞内转向段，总体长度约30m。

一种超前小导管施工方法，包括以下步骤，

第一步、小导洞拱架反向拆除前，沿主洞设计开挖轮廓线外按照纵向240cm×环向40cm间距施作长4m的Φ42×4超前小导管，严格注浆工艺，超前小导管尾端与钢架焊接牢固；

第二步、拆换型钢钢架应采用“弱爆破，短进尺，快封闭、勤量测”的原则。拆换型钢钢架应采用“弱爆破，短进尺，快封闭、勤量测”的原则。每次拆换1榀钢架，采用弱爆破结合破碎锤、人工风镐拆换。严禁放大炮多榀钢架同时拆换，确保交叉口段施工安全；

第三步、双拼门架范围内，正洞I14型钢与门架的连接采用钢板加螺栓连接，末端设置型钢小牛腿抵挡，加强钢架与门架的连接。在门架上方增设2对长度3m的φ20药卷锁脚锚杆，并在异形钢架与主洞I14型钢链接处两侧设置2对长度3m的φ20药卷锁脚锚杆，确保拱架受力完整。

1榀～9榀钢架为变断面异形钢架，钢架宽度、高度逐步变化。第10榀、11榀钢架并列焊接，在其外制作I22b型钢制作门架并与钢架焊接牢固。

正洞反向拆换至转向异形段时，先进行正洞I14拱架测量放样，于小导洞拱架与正洞拱架相交处右侧，在小导洞I14拱架上打设长度3m的φ20药卷锁脚锚杆后，再对锁脚锚杆下方的I14拱架进行切除，及时进行主洞I14拱架安装等初支作业，凿除拆换过程对拆换前的钢架和正洞拆换后的钢架一同监测，预警交叉口段拱顶大面积坍塌，确保凿除拆换过程中施工质量、安全；正洞钢拱架在三角区域范围内应适当加大预留沉降量，宜控制在10cm～15cm内；正洞右侧型钢钢架范围内的开挖，钻眼较为困难，应分多次开挖，逐步修整到位，切忌打长眼，多装药，破坏围岩的稳定，造成超挖，严重时导致顶部坍塌。

施工中加强正洞与交叉口处监控量测，涉及断面变化处及交叉口位置均布置监控量测点，并在每次开挖后及时埋设观测点并读数，初始读数控制在开挖后12h内读取,通过监控数据得出结论；新增4#斜井与主洞交叉口处监控量测数据满足规范设计要求，初期支护未发现开裂，拱顶沉降及周边收敛单次变化量、累计变化量及其变化速率均在控制值范围内，未超过预警值。

斜井的长度为410m，与主洞右洞相交于YK42+810，井底加强段与正洞交角为60°，最大坡度为10％，加强段坡度为2％。

主洞建筑限界净宽14.75m，净高5m，最大断面面积达213平方米，桐梓隧道全长10497m，最大埋深639.61m，桐梓隧道属高瓦斯隧道，桐梓隧道4#斜井与主洞交叉口施工应加强通风，施工通风可将风筒接至交叉口斜井门架处，随小断面施工转向而逐步紧跟，同时还应配置多台局扇，对通风盲点、背风处等架设局扇加强通风，确保无死角，预防瓦斯集聚；隧道施工过程中保证连续不间断通风，且风量、风压满足规范和方案设计要求，不得随意停风。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

Claims (7)

1.一种隧道交叉口小导洞施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、根据新增斜井与正洞的相交角度为60°，新增斜井底端加强段衬砌钢架为I14钢架，纵向间距1.2m，属Ⅲ级围岩；新增斜井加强段开挖宽度11.16m，斜井与正洞交叉口段宽度为12.89m；斜井底端钢架转向需调整型钢钢架间距，斜井洞右侧钢架间距按1.2m/榀设置，斜井洞左侧钢架间距按1.8m/榀设置，经过10榀钢架的调节，逐步将斜井钢架由垂直斜井中心线方向转向平行于正洞中心线方向；

步骤二、门架作为正洞钢架的受力支撑平台。门架由双拼I22b型钢钢架组合焊接加工而成。当斜井施工至底端第10榀前，先扩挖安装双拼I22型钢拱架，拱架安装完成后施作斜井底端第10榀拱架，并与双拼拱架焊接牢固，在拱架中部各设置一对锁脚锚杆焊接固定，斜井拱架与双拼型钢拱架顶部采用I22型钢焊接；

步骤三、斜井断面转向初支采用I14型钢钢架，以斜井全断面掘进转向。转向段外侧长度19m，转向内侧长度7m，按10榀钢架完成转向，外侧钢架间距10×1.9m，内侧钢架间距10×0.7m，转向阶段拱顶标高逐步抬高与正洞洞顶标高一致；

步骤四、喇叭口扩挖采用6榀I14型钢初支钢架完成，喇叭口扩挖长度5m，共6榀型钢钢架，间距1.0m，第6榀钢架扩挖至正洞上台阶正常断面，扩挖段采用弱爆破，短进尺，及时支护，确保施工安全；

步骤五、形成正洞上台阶后，在有条件的情况下，继续施工约20m后停止施工，喷砼封闭掌子面；

步骤六、正洞交叉口段初支拆换施工是新增4#斜井与主洞交叉口施工的重点。拆换段有喇叭口段、斜井断面正洞内转向段，总体长度约30m。

2.根据权利要求1所述的一种隧道交叉口小导洞施工方法,其特征在于，包括一种超前小导管施工方法，包括以下步骤，

第一步、小导洞拱架反向拆除前，沿主洞设计开挖轮廓线外按照纵向240cm×环向40cm间距施作长4m的Φ42×4超前小导管，严格注浆工艺，超前小导管尾端与钢架焊接牢固；

第二步、拆换型钢钢架应采用“弱爆破，短进尺，快封闭、勤量测”的原则。拆换型钢钢架应采用“弱爆破，短进尺，快封闭、勤量测”的原则。每次拆换1榀钢架，采用弱爆破结合破碎锤、人工风镐拆换。严禁放大炮多榀钢架同时拆换，确保交叉口段施工安全；

第三步、双拼门架范围内，正洞I14型钢与门架的连接采用钢板加螺栓连接，末端设置型钢小牛腿抵挡，加强钢架与门架的连接。在门架上方增设2对长度3m的φ20药卷锁脚锚杆，并在异形钢架与主洞I14型钢链接处两侧设置2对长度3m的φ20药卷锁脚锚杆。

3.根据权利要求1所述的一种隧道交叉口小导洞施工方法,其特征在于，所述1榀～9榀钢架为变断面异形钢架，钢架宽度、高度逐步变化。第10榀、11榀钢架并列焊接，在其外制作I22b型钢制作门架并与钢架焊接牢固。

4.根据权利要求2所述的一种隧道交叉口小导洞施工方法,其特征在于，所述正洞反向拆换至转向异形段时，先进行正洞I14拱架测量放样，于小导洞拱架与正洞拱架相交处右侧，在小导洞I14拱架上打设长度3m的φ20药卷锁脚锚杆后，再对锁脚锚杆下方的I14拱架进行切除，及时进行主洞I14拱架安装等初支作业，凿除拆换过程对拆换前的钢架和正洞拆换后的钢架一同监测，预警交叉口段拱顶大面积坍塌。

5.根据权利要求1所述的一种隧道交叉口小导洞施工方法,其特征在于，施工中加强所述正洞与交叉口处监控量测，涉及断面变化处及交叉口位置均布置监控量测点，并在每次开挖后及时埋设观测点并读数，初始读数控制在开挖后12h内读取,通过监控数据得出结论。

6.根据权利要求1所述的一种隧道交叉口小导洞施工方法,其特征在于，所述斜井的长度为410m，与主洞右洞相交于YK42+810，井底加强段与正洞交角为60°，最大坡度为10％，加强段坡度为2％。

7.根据权利要求1所述的一种隧道交叉口小导洞施工方法,其特征在于，所述主洞建筑限界净宽14.75m，净高5m，最大断面面积达213平方米，桐梓隧道全长10497m，最大埋深639.61m。

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