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摘要：本文結合貴廣鐵路坡白山隧道軟弱圍巖段支洞進主洞時，采用橫向棚架法進行進行隧道軟弱圍巖交叉口段施工，具有挑頂距離短，爆破頻率低，對圍巖擾動少，工序簡單，施工快捷，經濟合理等特點。

關鍵詞：軟巖隧洞；掘進；超前支護；橫向棚架法；量測

1工程概況

貴廣鐵路坡白山隧道軟弱圍巖段支洞與主洞交叉口位于主洞中心里程K1+759.971處，支洞中心里程為XJK0+175.421，正洞與主洞為90度正交。該地段洞身地質下部主要為強風化花崗巖、輝綠巖及安山巖等，已砂化，上部為第四系塊、碎石土，局部有地下水滲出，整體性及自穩性差。

2交叉口尺寸

交叉口主洞開挖斷面為：寬*高12.04*13.14m，支洞開挖斷面為：寬*高7.46*12.408m，主洞縱坡-4.56%，支洞縱坡-15%。相交點底板頂面高程為649.572。支洞挑頂長度為28.543m，挑頂坡度與支洞縱坡夾角為15度。

3施工方案

交叉口施工采用橫向棚架法進行施工。自支洞挑頂起點里程按照挑頂坡度向正洞方向進行開挖，開挖至正洞拱頂最高點后，再按照正洞拱頂至邊墻開挖弧度逐步縮小開挖斷面，向前開挖至正洞邊墻部位，從而形成橫向棚架空間，然后向一側開挖主洞，單側開挖10m后，再返向開挖另一側主洞，從而完成交叉口地段的開挖工作［1］。

3.1施工方法

由于圍巖軟弱，自穩性差，且有地下水滲出，每循環開挖前均先對掌子面及周壁進行預注漿，固結圍巖，增加圍巖整體受力能力。開挖前先施作超前小導管并注水泥漿，每循環開挖完畢后及時噴射混凝土封閉掌子面及周邊圍巖［2］。支洞自挑頂起點按照挑頂坡度向正洞方向進行開挖，開挖前先施作超前小導管和超前預注漿，前期采用正臺階（開挖高度≤9m）法開挖，后期采用三臺階法開挖（開挖高度＞9m），循環進尺1~1.5m，開挖后及時支立拱架、打錨桿、網噴砼，開挖支護至支洞與主洞相交處時，在支洞側加立3榀工字鋼門形架，做為以后該部位主洞開挖后拱架一側的支點。繼續開挖支護至正洞拱頂最高點，然后繼續向前開挖支護至正洞外側邊墻部位。自最高點至正洞外側邊墻部位在進行開挖時，為節約后期混凝土回填數量及施工便利，其開挖斷面拱部弧度仍采用支洞開挖斷面拱部弧度，僅按主洞支護弧度計算降低兩側立柱高度。進入正洞的支洞在開挖支護時，拱頂高程除開挖出正常預留變形量外，還要保證其拱部預留出一次性至少可支立3榀以上主洞拱架的高度，該高度可按主洞拱架間距結合支洞拱架頂部弧度進行計算。按支洞中心線方向支立至少2~3榀主洞拱架，拱架底腳在支洞側與門架焊接牢固，另一側按主洞設計位置支立，并完成錨噴掛網等支護工作。沿主洞方向向一側開挖并完成主洞拱架及各項錨噴支護工作，開挖支護10m后再返向以同樣方法進行開挖，直至完成交叉口部位主洞開挖支護工作，主洞開挖采用三臺階法開挖。以上工作完成后進行主洞和支洞的落底工作［3］。

3.2施工步驟

（1）施工斜井接近與正洞相交里程段時，即挑頂里程段，施工超前小導管和超前預注漿，加固周邊圍巖，增強周邊圍巖整體性及受力能力。

（2）采用正臺階法

（開挖高度≤9m）或三臺階法（開挖高度＞9m）開挖支護支洞，循環進尺控制在1~1.5m以內，開挖時調整斜井拱頂高程，接長邊墻拱架，拱頂抬高坡度一般控制在30%以內。

（3）施工支洞至正洞開挖輪廓線后，在交叉口處施作加強環，加強環為三榀I25型工字鋼門架，門架間連接牢固。

（4）在施工斜井和正洞相交處時，采用棚洞法進入正洞，棚架斜向上爬坡至正洞拱頂后，底腳以平坡，拱頂參照正洞拱架向下弧度開挖至正洞外側上臺階拱腳位置。

（5）在棚洞內施作正洞上臺階初期支護，第一次施作，需一次性支立正洞至少2~3榀鋼拱架并網噴混凝土。

（6）沿隧道正洞方向，分次拆除（一次拆除控制在主洞1榀拱架間距長度）已立好正洞拱架一側的臨時支護，并按正洞開挖弧度輪廓線開挖已拆除臨時支護部分正洞，完成該部分正洞拱架、錨桿、網噴支護工作，沿此方向開挖10m后，噴射混凝土封閉掌子面，暫停該方向正洞開挖。

（7）然后按步驟（6）反向開挖支護主洞另一側，開挖完畢后噴射混凝土封閉掌子面，暫停該方向正洞開挖。

（8）待施工空間滿足后，施作斜井挑頂段和正洞段落底工作，落底時要分側分段進行。

4主要支護參數

（1）超前小導管：φ42*3.5mm熱軋無縫鋼管，長度L=4.5m；環向間距40cm；

（2）超前預注漿：孔徑φ110mm，孔深27m，孔底間距3~4m，注漿壓力為靜水壓力加1~2Mpa，注漿范圍為開挖輪廓線以外3m；

（3）主洞系統錨桿：拱部φ25組合中空錨桿，邊墻φ22砂漿錨桿，長度L=3.5m；

（4）支洞系統錨桿：φ22砂漿錨桿，長度L=3.5m；

（5）噴射混凝土：C25級混凝土，厚度主洞27cm，支洞23cm；

（6）鋼筋網片：φ6鋼筋網，網格間距20*20cm；

（7）支洞鋼拱架：I16型工字鋼，縱向間距1m；

（8）主洞鋼拱架：I20a型工字鋼，縱向間距0.6m；

（9）門架鋼拱架：I25型工字鋼。

5施工量測

要加強交叉口處的監控量測工作，當量測項目數據發生突變或累計變形量數值大于正常累積變形量數值時，要即時調整支護參數或對已有支護進行加固，確保開挖及支護安全。監測斷面可按3~5m間距進行設置。主要量測項目分為必測項目和選測項目兩大類，其中必測項目主要包括：地質及支護狀態觀察、周邊位移、拱頂下沉、地表沉降等項目；選測項目主要包括：鋼架內力及外力、圍巖體內位移、圍巖壓力、錨桿軸力、支護及襯砌內應力、地表下沉、爆破振動、滲水壓力及水流量等。過程中要加密對上述項目的監測，便于即時發現問題即時處理，確保過程中的施工安全。

6施工主要注意事項

（1）1號支洞交叉口的加強環必須深入正洞初期支護斷面，保證為正洞的支護提供有力的支撐。

（2）在1號支洞向正洞和整個施工過程中，加強監控量測工作，并及時根據量測數據進行調整支護參數和施工工序。

（3）施工過程中應加強噴射混凝土質量的控制，避免鋼架背后形成空洞，當出現空洞時，應采取注漿進行填充，避免形成病害。

（4）鋼架應在開挖或初噴混凝土后及時架設，安裝前應清除底腳下的虛碴或雜物，鋼架與圍巖間的間隙必須用噴射混凝土填充密實，沿鋼架外緣每隔2m用混凝土塊楔緊。

（5）隧道開挖步距應嚴格控制，做到開挖后即時支護、快速封閉。

（6）地本地段施工嚴格遵循“管超前、短進尺、弱爆破、少擾動、早封閉、勤量測”的原則。

（7）加強施工超前地質預報和監控量測工作，將超前地質預報和監控量測工作納入到施工工序管理過程中，并貫穿隧道施工全過程。

7結束語

采用橫向棚架法進行進行隧道軟弱圍巖交叉口段施工，具有挑頂距離短，爆破頻率低，對圍巖擾動少，工序簡單，施工快捷，經濟合理等特點，且保證下一循環的開挖均在已完成前期支護的情況下進行，安全系數高，具有較好的借鑒意義。

參考文獻

［1］喬世軍.達達木圖軟巖隧洞支洞進主洞技術方案［J］.東北水利水電，2015，33（07）：15-16.

［2］劉林濤.新疆某軟巖隧洞支洞施工方案優化措施探析［J］.東北水利水電，2015，33（06）：15-16+71.

［3］李寧，劉乃飛，李國峰.軟巖及土質隧洞圍巖穩定性評價新方法［J］.巖石力學與工程學報，2014，33（09）：1812-1821.

作者:劉澤旭 單位:中鐵十八局集團第四工程有限公司