隧道二號斜井水平長度1180m,其起訖里程為X2DK0+000~X2DK1+180,斜井與正洞右線路相交里程DK1105+000,承擔(dān)正洞DK1103+500~DK1105+900,2400m的施工任務(wù)。斜井與右線路大里程平面交角40°,斜井最大坡度9.0%,斜井從X2DK0+496.67順接圓曲線,圓曲線半徑504m,角度77°,在X2DK1+160處又順接直線到洞口。每250 m設(shè)一緩坡平臺,坡度3%。斜井按雙車道設(shè)計,施工運(yùn)輸采用無軌運(yùn)輸方式,斷面凈空尺寸7.5m(寬)×6.2m(高)。
2. 工程地質(zhì)條件
斜井井口位于小荒路K4+000右側(cè)5m處山坡腳,交通便利。測區(qū)屬構(gòu)造侵蝕低中山地貌,洞身穿越志留系中統(tǒng)馬龍群頁巖夾砂巖、寒武系下統(tǒng)滄浪鋪組頁巖夾砂巖。測區(qū)位于九度地震區(qū),構(gòu)造運(yùn)動頻繁,受構(gòu)造影響,巖體破碎,孔隙裂隙水發(fā)育,整體工程地質(zhì)條件差。
3. 水文地質(zhì)條件
測區(qū)地表水以山間溝水為主,水量較小,雨季時溝內(nèi)水量增加明顯,普遍在2~3L/s。故隧道穿越區(qū)地表水不發(fā)育,主要以季節(jié)性水流為主;鶐r裂隙水主要分布于砂巖、頁巖孔隙、裂隙中,其水量大小主要受砂巖、頁巖孔隙巖層分布面積及孔裂隙率大小控制。在線路DK1104+420右側(cè)131 m處出露一泉水,測繪時流量約1.5~2.0 L/s,供山上村民飲用,泉眼旁邊建有春雷山泉水公司,含水巖組的富水性屬中等,對隧道影響極大。
三. 斜井中線
斜井與線路平面交角為40°,在與正洞相交部位開口為13.06m。詳見2#斜井平面及拱架圖。
四、挑頂施工總體方案
X2DK0+040~+007.78段按照V級雙車道錨噴設(shè)計進(jìn)行支護(hù)(2#斜井設(shè)計圖)。
充分利用圍巖的自穩(wěn)能力,在距正洞開挖邊線3.99m處(X2DK0+011.77),以該處斜井拱頂開挖標(biāo)高與正洞拱頂開挖線切線的連線為挑頂段拱頂開挖線(該線與斜井拱部開挖線夾角為23°46′50″),坡度為44.1%,開挖方法采用臺階法,在正洞中開挖一個頂寬3米,底寬5米的梯形小導(dǎo)洞開挖斷面,并采用掛網(wǎng)噴錨支護(hù)。利用小導(dǎo)洞開挖到正洞左線一側(cè)上導(dǎo)開挖底面,施作正洞初期支護(hù),并與斜井拱部連接成為一體,形成整體聯(lián)合加強(qiáng)支護(hù)。上導(dǎo)施工完成后,按三臺階七步開挖法施工中、下導(dǎo)形成正常循環(huán),完成挑頂施工。
五、主要技術(shù)參數(shù)
1、2#斜井平面及鋼架圖
2、2#斜井挑頂施工縱斷面及喇叭口鋼架總裝圖
3、正洞Ⅳb加強(qiáng)段鋼架總裝圖
六、施工方法及步驟
1、斜井臺階法施工至X2DK0+027.77里程處為平坡段異型鋼架施工,采用I18鋼架加強(qiáng)支護(hù)。鋼架間距為左側(cè)1m,右側(cè)0.6 m。施工至X2DK0+011.77里程處時,逐漸抬高,拱部按44.1%坡度斜向上開挖,開挖拱頂抬高1.76m,施工到X2DK0+007.78里程處。上臺階長度控制在5m左右。施工中,遵循“弱爆破、短進(jìn)尺”以挖機(jī)輔以人工開挖為主,支護(hù)采用Ⅰ18工字鋼架,上半斷面其輪廓尺寸不變,立架時抬高拱頂標(biāo)高,下半斷面拱架加長,其加長長度與抬高高度相同。
X2DK0+027.77~+007.78段立架時要按2#斜井井底鋼架尺寸控制表中的里程和距離、標(biāo)高嚴(yán)格控制鋼架尺寸。尤其是斜井調(diào)高段最后一榀鋼架的垂直度,必須嚴(yán)格控制鋼架任何一部位的里程不得小于X2DK0+007.78。
2、正洞挑頂開挖
當(dāng)斜井施工至與正洞邊墻相交斷面時(X2DK0+007.78),開始正洞上導(dǎo)挑頂,小導(dǎo)洞挑頂斷面為梯形。根據(jù)圍巖狀況可以將小導(dǎo)洞分為兩個臺階,鋼架結(jié)構(gòu)尺寸詳見2#斜井挑頂施工平面圖。
根據(jù)2#斜井施工縱斷面圖,推算出小導(dǎo)洞的開挖標(biāo)高,人工鉆爆法斜向上開挖,每循環(huán)進(jìn)尺1m,開挖斷面為梯形導(dǎo)坑,小導(dǎo)洞高度隨正洞上導(dǎo)高度變化。每開挖1m進(jìn)行掛網(wǎng)噴錨,形成臨時支護(hù)體系。同時根據(jù)三臺階法的施工順序,斜井段的下臺階及時跟進(jìn),平行作業(yè)。
3、斜井門架安裝及鋪底施工
在小導(dǎo)洞掘進(jìn)至正洞左線一端時,開挖斜井的下導(dǎo)(不出渣)至X2DK0+011.77處,及時安裝門架。門架采用兩榀I18鋼架焊接而成,并與斜井最后一榀初支鋼架焊接牢固。X2DK0+011.77~+007.78段,若圍巖下沉值較大,可在此段增設(shè)套拱鋼架I18,間距0.6m,并與門架連接成整體。
門架橫梁安裝由于受調(diào)高段最后一榀鋼架凈空尺寸限制,橫梁進(jìn)行分段安裝(連接板螺栓連接),具體分段尺寸詳見2#斜井喇叭口鋼架總裝圖。分段安裝時必須對擴(kuò)挖部位進(jìn)行臨時錨噴支護(hù),保證施工安全。
X2DK0+011.77~+007.78段底部設(shè)橫向支撐(I18),間距為60㎝/榀,并與原初期支護(hù)鋼架焊接牢固,施作X2DK0+027.77~+007.78段鋪底混凝土。
待鋪底混凝土強(qiáng)度達(dá)到100%后,回填渣于下導(dǎo)部位形成反壓。
4、正洞上導(dǎo)挑頂段初期支護(hù)
在斜井至正洞過渡段結(jié)構(gòu)支護(hù)完成后,施做正洞上導(dǎo)挑頂段初期支護(hù)。該段初期支護(hù)拱腳一側(cè)座在上臺階底面,底面設(shè)臨時鋼墊板(30*30*1.6㎝),另一側(cè)座在門架縱梁梁頂上,并采用螺栓連接牢固。
該段初期支護(hù)采用Ⅰ20b工字鋼架,鋼架間距0.8m/榀,正洞左線端鋼架拱腳部位設(shè)6根3m長的φ42錨腳鋼管,工字鋼架與棚架支護(hù)間噴射混凝土回填密實(shí)。
5、正洞拱頂開挖
由于正洞開挖斷面較大,開挖長度始終控制在0.8米,嚴(yán)格按照設(shè)計支護(hù)參數(shù)施做,并打好鎖腳鋼管。
6、正洞開挖步驟及注意事項
⑴、首先往小里程方向掘進(jìn)及支護(hù),再往大里程方向掘進(jìn)及支護(hù),在施工完斜井與正洞相交段(DK1104+999.43~DK1105+012.48)正洞初期支護(hù)時,停止正洞小里程方向上導(dǎo)掘進(jìn)。
、啤㈤_挖及支護(hù)大里程方向DK 1105+012.48~DK 1105+018段上導(dǎo),并同時開挖及支護(hù)DK1105+005.96~DK 1105+013段中導(dǎo),中導(dǎo)每次開挖不超過1米。上導(dǎo)與中導(dǎo)保持距離為5米。支護(hù)完后,暫停大里程方向的上、中導(dǎo)掘進(jìn)。
、、開挖及支護(hù)小里程方向DK1104+999.43~+994段上導(dǎo),并同時開挖及支護(hù)DK1105+005.96~+ DK1104+999段中導(dǎo),中導(dǎo)每次開挖不超過1米。上導(dǎo)與中導(dǎo)保持距離為5米。支護(hù)完后,暫停小里程方向的上、中導(dǎo)掘進(jìn)。
、取㈤_挖及支護(hù)大里程方向DK1105+018~+038段上導(dǎo),并同時開挖及支護(hù)DK1105+013~+033段中導(dǎo),及時開挖及支護(hù)DK1105+005.96~+028段下導(dǎo),中、下導(dǎo)每次開挖不超過1米。上導(dǎo)與中導(dǎo)保持距離為5米,下導(dǎo)及時跟進(jìn)。中下導(dǎo)部位開挖時,左右馬口錯開寬度不小于3米。支護(hù)完后,暫停大里程方向的上、中、下導(dǎo)掘進(jìn)。
、、開挖及支護(hù)小里程方向DK1104+994~+984段上導(dǎo),并同時開挖及支護(hù)DK1104+999~+ DK1104+989段中導(dǎo),及時開挖及支護(hù)DK1105+005.96~+ DK1104+994段下導(dǎo),中、下導(dǎo)每次開挖不超過1米。上導(dǎo)與中導(dǎo)保持距離為5米,下導(dǎo)及時跟進(jìn)。中下導(dǎo)部位開挖時,左右馬口錯開寬度不小于3米。支護(hù)完后,暫停小里程方向的上、中、下導(dǎo)掘進(jìn)。
、省㈤_挖DK1104+999.425~DK 1105+012.48段仰拱,根據(jù)圍巖地質(zhì)條件,仰拱每次開挖長度不超過3m,施作此段仰拱混凝土,封閉成環(huán)。
、、暫停小里程方向施工,大里程方向施工約70m后,組裝襯砌臺車,施做大里程方向二襯,同時開始小里程方向施工。仰拱離下導(dǎo)距離始終控制在10米左右。根據(jù)圍巖量測情況及時施作二襯混凝土,保證結(jié)構(gòu)安全。
至此,挑頂結(jié)束。