[发明专利]一种隧道斜井挑顶专项施工方法

摘要

本发明属于隧道施工技术领域，公开了一种隧道斜井挑顶专项施工方法，将交叉进正洞段分解成小洞室，然后分别向两侧分段开挖，以辅助坑道复合衬砌结构为基点，对小洞室内正洞初期支护结构进行支撑，形成稳定的三角结构，快速完成小洞室向两侧正洞实施台阶法开挖的施工转换；斜井近接正洞相交里程时，于相交界面起，采用开挖小导坑进入正洞洞身开挖，在导洞内架立正洞初支钢架，并架立点作用于斜井5榀拼接门梁上部，实施螺栓连接，完成早期闭环支撑的稳固体系，然后按三台阶法向两侧开挖成正洞标准断面，施工导坑时需预留正洞初支厚度和预留40cm变形沉落量。本发明能够将正洞挑顶施工过程中的安全隐患降至最低，时间影响缩至最短。

主权项

1.一种隧道斜井挑顶 专项施工方法，其特征在于，所述隧道斜井挑顶 专项施工方法包括：斜井近接正洞相交里程时，于相交界面起，采用开挖小导坑进入正洞洞身开挖，在导洞内架立正洞初支钢架，并架立点作用于斜井5榀拼接门梁上部，实施螺栓连接，完成早期闭环支撑的稳固体系，然后按三台阶法向两侧开挖成正洞标准断面，施工导坑时需预留正洞初支厚度和预留40cm变形沉落量；斜井与正洞平面交角73°，在斜井近接正洞相交里程时，正洞与斜井相交里程起，采用小洞室进入正洞洞身开挖；在导洞内架立正洞初支钢架，按三台阶法向两侧开挖成正洞标准断面，施工导洞时需预留正洞初支厚度和预留变形沉落量；所述隧道斜井挑顶 专项施工方法具体包括以下步骤：(1)斜井进正洞交叉口段原设计为黄土隧道Ⅴ级模筑衬砌支护类型，考虑斜井进正洞特殊地段施工、围岩应力条件，对斜井支护参数进行加强，并加大预留变形量至15cm，斜井衬砌加强段长度为20m；抗压衬砌段支护参数：拱墙架立I20a型钢钢架，间距0.6m，共计33榀，曲墙带仰拱抗压衬砌采用C40混凝土，结构钢筋采用双层HRB400Ф20mm钢筋，主筋间距20cm，净保护层厚度5cm；仰拱采用C40混凝土，最厚115cm，钢筋采用HRB400Ф20mm钢筋，主筋间距20cm，净保护层厚度5cm，分布筋采用HRB400Ф14钢筋，间距25cm，勾筋采用HPB300Φ8钢筋，纵环向间距20cm×25cm；(2)在正洞左边墙与斜井相交处，采用并排架立五榀I25a型钢钢架，并在拱架顶部设置门梁来支撑正洞上部拱架，门梁采用5榀I25a工字钢拼焊，门梁搭设在斜井拱部；(3)门梁连接均采用螺栓连接，采用锁脚锚管，分别与立柱和横梁焊接牢固，锚管长度为4.5m，门梁立柱底脚设置混凝土条形基础，横截面尺寸1.87m×0.6m，且工字钢脚焊接钢板尺寸50cm×75cm×16mm，与条形基础预埋钢板采用M27×70mm高强螺栓连接，钢板焊接Ф22锚筋，单根长度65cm，门梁钢拱架底部设置横向连接，焊接横梁与斜井仰拱初支钢架设计一致，并置于斜井仰拱两榀钢架间，并喷射混凝土形成整体；衬砌结构设计为C40钢筋混凝土抗压衬砌环；(4)爬坡挑顶将斜井口衬砌施做后再进行正洞挑顶施工，同时根据正线隧道与正洞拱顶高差大，导洞第一次开挖填筑坡道爬坡坡率33％，待导洞开挖进尺3m后，进行第二次夯填土石填筑坡道，爬坡坡率21％，爬坡段19.5米；(5)结合隧道应力条件，在隧道拱部范围内每间隔60cm架立一榀平行正洞中线的门型临时支撑，在隧道拱腰范围内每间隔80cm架立一榀平行正洞中线的门型临时支撑，上部高度超过正洞设计开挖轮廓线外40cm即预留沉降量40cm，门型支撑共设置22榀，均为单独设计；(6)斜井段开挖及初支完成后，进正洞的挑顶工作开始前，在斜井与正洞的交叉口处施作10m二次衬砌；斜井衬砌采用模板台车衬砌，混凝土采用自动计量拌和站拌和，泵送混凝土施工工艺；(7)进行导洞施工；垂直于正洞中线人工开挖净宽3.5m导洞，在隧道内每间隔60cm架立一榀平行正洞中线的门型导洞临时支撑，上部高度超过正洞设计开挖轮廓线外40cm，门型支撑共设置22榀；门型临时支撑采用Ⅰ20b钢架加工，支腿与水平横梁部分采用焊接，每个支腿部位上下各打设4根长度2.0m、锁脚锚管，拱部设l＝3.5m、间距40cm的超前小导管，正洞中线右侧小导管外插角10～40°，左侧均设为9°；(8)导洞自正洞右侧开挖至左侧后，不拆除导洞拱部横梁，直接安装4榀改装过的正洞钢架，钢架右侧坐落在斜井口部加强环的托梁上，托梁上按60cm间距安装有法兰盘，与托梁采用高强螺栓连接牢固；钢架左侧用锁脚锚管锚固在岩土上，安装连接筋和网片后喷射混凝土，安装围岩监测元件，加强监测；正洞环向钢架与托梁之间用喷射混凝土填满，不得留有空隙；在钢架分节处和拱脚处各施作长4m的Φ42mm锁脚锚管两根；(9)1#斜井进正洞先行大里程方向进行开挖支护一段距离后，再进行洞内台车拼装，台车洞内组拼采取挂吊环，利用卷扬机设备起吊承重面板的方案实施；根据起吊设备最大起吊距离、长绳预留长度设计，正洞初期支护净空适当进行放大，按净空放大50cm，同时仰拱填充面按设计高程降低30cm进行考虑。