隧道交叉口变断面施工

一、 工艺概述

由于双线单洞隧道之间存在横通道联接方式，斜竖井进洞施工联接，基于施工措施而设的车场、碴场等辅助洞室，均存在交叉口和变断面的结构形式，一般情况下，施工部位地质多样，结构受力情况复杂，超前预加固、开挖支护均应采用特殊手段。

二、作业内容

1、 超前预加固

2、 开挖

3、 支护

4、 监控量测

三、质量标准及验收方法

见台阶法施工

监控量测测点加密布设 ,每 3 m 布设一组位移观测点。

四、工艺流程

1、变断面施工工艺流程见图 1

图 1   变断面施工工艺流程图

2、 斜井进正洞施工工艺流程见图 2。

2   斜井进正洞施工工艺流程图

五、 工序步骤及质量控制说明

1 、变断面施工

1.1 施工准备

做好原材料料源调查，提前完成原材料试验和配合比试验，准备充足施工使用的各项材料，使其满足施工要求。

熟悉施工图纸，做好各项技术交底。

做好现场劳动力组织，准备好各种施工机械，并保证机械的完好率，使其满足施工要求。

1.1 超前预加固

可参照超前小导管施工。

1.3 开挖

一般采用台阶法进行开挖，可参照台阶法施工。光面爆破时应遵循 “多打眼，少装药”的原则，周边眼施作时，应结合断面渐变要求，调整外插角度。进尺应按地质情况尽可能短进尺。

1.4 支护

为了保证施工安全，一般采取钢架加锚喷支护，必要时采取衬砌混凝土加强支护。支护紧跟开挖作业面，先初喷混凝土 3～5 cm 厚，搭设临时作业台架，安装拱部钢架及锚杆。钢架、锚杆间距根据围岩类别及稳定情况确定，最后复喷 15cm 混凝土。钢架安装应加强锁脚锚杆（管）的施工质量，必要时应加设临时仰拱，分断面进行封闭，控制初期变形。

1.5 监控量测

支护施工完成后，随时观测支护变形情况，发现裂缝出现，查明原因，加设锚杆或局部撬掉重喷。变断面及交叉口处应力集中点多、结构受力复杂等特点，施工监控量测尤为重要。应每个作业循环均应设置监控点。应做到随测随判断，当超过管理等级时，就及时作出加固调整措施。当施作临时仰拱时，拆除时应在变形稳定后方可进行。

1.6 施工要点

1.6.1 合理选择台阶长度和台阶数量，台阶长度一般为 3-5m，上台阶高度宜为 2.5m。

1.6.2 钢架支护应加强锁脚，必要时，及时施作模筑混凝土，控制变形。

1.6.3 初支钢架整体应顺接平直，

1.6.4 坚持短开挖、弱爆破、强支护、勤量测施工原则，合理组织施工。

2 、斜井进正洞施工

2.1 施工准备

做好原材料料源调查，提前完成原材料试验和配合比试验，准备充足施工使用的各项材料，使其满足施工要求。

熟悉施工图纸，做好各项技术交底。

做好现场劳动力组织，准备好各种施工机械，并保证机械的完好率，使其满足施工要求。

2.2 测量放线

根据斜井与正洞设计相交角度及拱顶高差，确定斜井扩挖起始里程 HK0+L1，其拱顶抬高坡度控制在 30%左右，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。施工放样参见图 3 正洞与斜井连接段示意图。

图 3   正洞与斜井连接段示意图

2.3加强段施工

正洞与横洞相交地段处于复杂的三维受力状态，为保证正洞安全挑顶施工的完成，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施工，防止拱架下沉。考虑横洞到正洞上导拱架落脚位置的牢固性，横洞拱架必须提供一个牢固的落脚平台。在正洞右侧边墙与横洞交界里程 HK0+L2 处时，沿正洞方向设置拱顶纵向托梁，托梁采用 I25a 型钢，牢固焊接于横洞钢架拱顶，托梁与横洞钢架间空隙设置Ⅰ25 竖向立柱,立柱与正洞拱架位置相对应，牢固焊接并喷射 C25 砼回填密实。托梁与拱架施工示意图见图见图-4。

图 4   托梁与拱架施工示意图

2.4导坑挑顶

在斜井接近与正洞相交里程时，逐渐抬高斜井拱顶高程，接长钢架长度。于正洞与斜井相交里程起，采用小导坑进入正洞洞身开挖，于正洞中线处达到正洞拱顶高程，施工中应预留变形沉落量和临时支护厚度。

2.5临时支护

正洞扩顶开挖，顶部支撑 Ⅰ18 临时棚架，棚架间距依据围岩稳定状态采用 0.6～1.0m，棚架间采用 φ22 钢筋焊接为整体，挂设钢筋网后复喷 C25 混凝土 20～25cm，形成临时支护体系，棚架结构示意图见图-5。

图 5   棚架结构示意图

2.6扩挖

横洞施工至正洞边墙时，采用人工开挖掏小洞（ 2m×2m）的施工方法，棚架临时支护及时跟进；与正洞走向垂直上坡到拱顶中线位置后，再逐步扩大施工断面，直至正洞的标准断面。

2.7支护封闭

按台阶法或分部开挖法进行支护封闭。

2.8监控量测

支护施工完成后，随时观测支护变形情况，发现裂缝出现，查明原因，加设锚杆或局部撬掉重喷。变断面及交叉口处应力集中点多、结构受力复杂等特点，施工监控量测尤为重要。应每个作业循环均应设置监控点。应做到随测随判断，当超过管理等级时，就及时作出加固调整措施。当施作临时仰拱时，拆除时应在变形稳定后方可进行。

2.9施工要点

2.9.1斜井变断面段施工，应加强初期支护，设计参数应比正常断面相应提高。

2.9.2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安全，在横洞与正洞交接处设置一加强环，加强环由 3 榀Ⅰ25a 型钢钢架组成，钢架间采用 φ22 钢筋连接，喷不产于 35cm 厚混凝土覆盖钢架。并应及早施作斜井二次衬砌。

2.9.3加密设置正洞初期支护锁脚锚杆，每榀钢架单侧不少于 4 根锁脚锚管，锚管长 4.0m，注水泥砂浆，锁脚锚管与钢架牢固焊接，防止拱架下沉。

六、施工机械及工艺装备

施工机械配置可参考表 -1

主要施工机械设备配置表

七、安全生产及环境保护

1、安全要求

1.1根据地质预报材料核对地质情况，如地质情况与设计不符则及时调整施工方案。

1.2坚持“ 短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则。

1.3正洞斜井相交段施工时应及时设置监控量测点，加强监控量测，如发现异常，应立即采取加固措施。

1.4机械开挖时，为防止挖掘机等大型机械对已支护好钢架进行碰撞，造成钢架损坏，开挖时，指派专人对开挖作业进行指挥，严格限制机械作业界限，以防止碰撞钢架。

1.5爆破作业时所有人员应撤至不受有害气体、振动及飞石伤害的安全地点。安全地点与爆破工作的距离不应小于 200m。

1.6构件支撑的立柱不得置于虚碴和松动围岩黄土上。在软弱围岩地段，立柱底面需加设垫板或垫梁。

1.7钢架的安装作业时，作业人员之间须协调动作，在本排钢架未安装完毕，并与相邻的钢架和锚杆连接稳妥之前，不得擅自取消临时支撑。

1.8钢架每一循环安装作业时，中途不得停止，要一气呵成，交接班在工作面进行，使支护快速形成，并及时喷护，以便围岩开挖面尽早形成封闭对围岩变形起到一定的约束作用，减少不安全事故的发生。

1.9交叉口段斜井衬砌应及早施作，挡头板沿正洞线路方向安设。

1.10斜井与正洞掌子面施工时，应设专人值班，随时观察围岩及支护状态的的稳定性。

1.11作业人员应佩戴安全帽，穿防滑鞋，严禁酒后上岗。

1.12制定挑顶施工的安全应急预案，做好应急材料、物资的储备。

2、环保要求

2.1施工中应加强通风，保持洞内空气质量。

2.2弃碴时要由专人指挥、堆放整齐、边坡平整，弃碴场按设计设置挡墙。施工过程中杜绝随意倾倒弃碴和弃土。施工完毕后，对弃碴场及时平整，并做好绿化、防护，避免水土流失。

2.3便道及施工现场要注意撒水防尘，减少对周围环境的破坏。