1、斜井進入正洞“喇叭口”挑頂施工技術甘 泉 李少鵬（中鐵六局集團有限公司橋隧分公司）摘要：在國內鐵路建設周期短的特殊情況下，長大型隧道不可避免的依靠設置斜井的手段來增加作業面，減小工期壓力！隨著隧道新奧法施工技術的普及，斜井進入正洞的方式也由原來豎井機械提升式為主，演變增加成斜井單線或雙線，斜井正交或斜交進洞的多種形式。這就造成在斜井進入正洞的“喇叭口”成為隧道工程的瓶頸。而斜井進入正洞“喇叭口”的挑頂技術正好解決了這個問題。關鍵詞：新奧法施工 斜井進入斜交正洞 挑頂一、工程概況集寧隧道是我公司承建的集包增建第二雙線集寧段的隧道，也是六局有史以來最長的隧道。集寧隧道位于內蒙古烏蘭察布市集寧區，設

2、計為兩座單線隧道。集寧隧道左線長5875m，右線長6070m，左右線共計11945m，分進口、出口和1#、2#、3#斜井共五個作業工區。集寧隧道左線和右線隧道在進口端至DyK498+000段基本并行，線間距較小，DyK498+000之后兩隧道逐漸分開，至出口端時相距320m左右。左線隧道最大埋深約83m，最淺埋深24m。右線隧道最大埋深約70m，最淺埋深約21m。隧道地表分布既有道路和208高速公路，交通較為便利。1#斜井與隧道右線相交里程為DyK497+900，位于李華溝村外，斜井與右線洞身相交處為施工干擾最大區域，斜井中線與正線包頭方向交角僅為銳角（50º），為使斜井能安全、順利

3、、迅速的進入正洞，也為了正洞施工的安全，施工時，該處需進行加寬處理，長度21.6m范圍內施工斷面為：寬×高=11.0m×7.2m，并合理布置風、水管路和積水井，保證該處工程車輛的正常通行。 1#斜井平面布置圖2#斜井設在DyK496+185處，斜井中心與右線隧道相交，平面交角為80°，斜井按單車道設計，內輪廓斷面5.00 m×5.93 m，斜井長為280 m，井身的坡度為10%，中部設錯車道兩處。錯車道長20m，內輪廓斷面加大為8m×7.2m，坡度為2%，利用4#橫通道進入左線正洞施工，4#橫通道長38.55m。3#斜井設在左線DK499+11

4、0和右線DyK496+110相對交匯點處，斜井按單車道設計，內輪廓斷面5.00 m×5.93 m，斜井長為324.59 m，井身的坡度為10%，中部設錯車道兩處，內輪廓斷面加大為8.11m×6.62m，坡度為2%。二、工地地質情況（一）地質構造集寧隧道位于華北地臺內蒙臺隆之涼城斷隆中，沿線斷裂褶皺構造不發育，但新生代火山活動頻繁，以基性噴發為特點，形成了大面積的玄武巖覆蓋層，具有典型的桌狀地貌形態。本層地層巖性較為簡單，上部為人工填土，坡洪積粘土、礫砂，基巖為第三系上新統泥巖夾砂巖、玄武巖、太古界下統大理巖、太古代花崗巖等。（二）不良地質及特殊巖土巖溶：隧道出口段通過處大理

5、巖為可溶巖，經地表調查，有微弱溶蝕現象，如溶孔、溶槽等，未發現溶洞，洞身大理巖具輕微的蜂窩狀溶蝕和溶隙，裂隙寬12mm，屬巖溶不發育地區，對工程無大的影響。膨脹巖土：隧道洞身經過泥巖夾砂巖，其成巖作用差，泥巖巖質軟遇水軟化，易崩解，根據化驗指標：陽離子交換量（CEC）為209mmol/kg，蒙脫石（M）含量為13（%），自由膨脹率（Fs）為26%，判定泥巖具弱膨脹性。三、施工方案：斜井進入正洞后，左、右線共有四個工作面同時施工，面臨洞內“三多一難”（即作業面多、施工機械多、作業人員多以及通風管路布設難）的問題。而斜井與正洞交接地方的處理措施相當關鍵，因為其擔負的施工壓力重，是一條保障施工人員人

6、身安全與隧道自身安全的生命線。另外，三個斜井與集寧隧道正洞均存在交角，正洞開挖時，車輛難以順利的拐彎通過，對施工很不利。為使斜井能安全、順利、迅速的進入正洞施工，保證行車暢通與施工需要，特在斜井與正洞交接處設喇叭口過渡段。為保證喇叭口主洞鋼架有穩固落腳點，將斜井與主洞相交處鋼架用兩榀I18鋼架焊接而成，改變主洞鋼架加工尺寸使之落在斜井兩榀I18鋼架上。主洞鋼架拱腳處加設鎖腳錨管，與斜井鋼架連接處拱腳設4根長4m的42鎖腳錨管，并于鋼架焊接牢固，以保證拱架穩固。斜井縱向拉桿向主洞延伸1m，并與主洞鋼架或縱向拉桿焊接牢固。三個斜井因進洞方式和夾角不同，所以在喇叭口支護的處理上也有差異，具體布置形式

7、和參數如下：（一）1#斜井喇叭口過度段施工布置形式及支護參數如下：1斜井在靠近主洞洞口段采用I18鋼架，左側3.1m范圍內間距為31cm，右側11.4m范圍內間距為114cm，鋼架間采用22螺紋鋼筋縱向拉桿焊接在一起，拉桿環向間距1m，采用42鎖腳錨管定位。2斜井拱墻噴射C20混凝土厚20cm，拱墻設22砂漿錨桿，長3m，間距1.0m×1.0m，按梅花型布置，拱墻掛8鋼筋網，間距25cm×25cm，搭接1-2個網格，逐點焊接。3結合鋼架設42超前小導管超前支護，小導管長3.5m，環向間距0.4m，縱向搭接不小于1m。4主洞DyK497+893- DyK497+908段按設計

8、采用IV級加強襯砌，支護參數為：（1） 設置I16鋼架，間距1.2m，鋼架間用22縱向拉桿焊接在一起，拉桿環向間距1m，采用42鎖腳錨管定位。（2） 拱墻噴射C25混凝土厚23cm，拱部為25中空注漿錨桿，邊墻設22砂漿錨桿，兩種錨桿均長3m，間距1.2m×1.2m，按梅花型布置，拱墻掛6鋼筋網，間距20cm×20cm，搭接1-2個網格，逐點焊接。（3） 設42超前小導管超前支護，小導管長4m，環向間距0.4m，縱向間距2.4m。（二）2#斜井喇叭口過度段施工布置形式及支護參數如下：喇叭口平面布置圖1.喇叭口段采用I18鋼架，左側404.03cm范圍內間距為81cm，右側3

9、30.8cm范圍內間距為66cm，鋼架間采用22螺紋鋼筋縱向拉桿焊接在一起，拉桿環向間距1m，采用42鎖腳錨管定位。2.斜井拱墻噴射C20混凝土厚25cm，拱墻設22砂漿錨桿，長3m，間距1.0m×1.0m，按梅花型布置，拱墻掛8鋼筋網，間距25cm×25cm，搭接1-2個網格，逐點焊接。3.結合鋼架設42超前小導管超前支護，小導管長3.5m，環向間距0.5m，縱向搭接不小于1m。4.主洞與斜井相交處主洞鋼架20m范圍內IV級圍巖采用IV級加強襯砌。（三）3#斜井喇叭口過度段施工布置形式及支護參數如下：斜井與正洞喇叭口平面布置圖斜井自身喇叭口平面布置圖1.喇叭口段采用I18

10、鋼架，左側404.03cm范圍內間距為81cm，右側330.8cm范圍內間距為66cm，鋼架間采用22螺紋鋼筋縱向拉桿焊接在一起，拉桿環向間距1m，采用42鎖腳錨管定位。2.斜井拱墻噴射C20混凝土厚25cm，拱墻設22砂漿錨桿，長3m，間距1.0m×1.0m，按梅花型布置，拱墻掛8鋼筋網，間距25cm×25cm，搭接1-2個網格，逐點焊接。3.結合鋼架設42超前小導管超前支護，小導管長3.5m，環向間距0.5m，縱向搭接不小于1m。4.主洞與斜井相交處主洞鋼架20m范圍內IV級圍巖采用IV級加強襯砌。（四）、1#、2#、3#斜井在鋼架與主洞鋼架相交處加固處理的方式是基本相

11、同的，具體施工要求如下：1.為保證主洞鋼架有穩固落腳點，將斜井與主洞相交處鋼架用兩榀I18鋼架焊接而成，上設工字鋼托梁，改變主洞鋼架尺寸使之落在托梁上并與托梁焊接在一起，具體鋼架布置如斜井與主洞交界處鋼架布置圖1、2。2.主洞鋼架拱腳處加設鎖腳錨管，與斜井鋼架連接處拱腳設4根（比設計增設兩根）長4m的42鎖腳錨管，以保證拱架穩固。3.斜井縱向拉桿向主洞延伸1m，并與主洞鋼架或縱向拉桿焊接牢固。4.斜井與正洞相交處的托梁和鋼架之間采用I18鋼支撐焊接在一起，間距為1.2m（與主洞鋼架間距一致），具體連接方法見下圖。斜井與主洞交界處鋼架布置圖1斜井與主洞交界處鋼架布置圖2托梁與主洞鋼架和鋼支撐連接

12、布置圖（五）開挖方法1.因喇叭口處開挖斷面擴大，雖該段設計為三級圍巖，但結合現施工段斜0+40圍巖情況和斷面擴大情況擬采用臺階法開挖，上下臺階尺寸如下圖：2.先開挖1部臺階，再開挖2部臺階，結合鋼架尺寸，斜井處上臺階高度為3.45m，正洞處上臺階高度為2.0m。 3.開挖過程中嚴格控制進尺，每循環進尺1-1.5m，開挖后及時采取支護，根據圍巖情況必要時1部臺階主洞部分采用拱架臨時支撐。四、體會和認識1.由于斜井與正洞交界處喇叭口段凈空較大，開挖過程必須嚴格遵循“弱爆破、短進尺、快封閉、強支護、勤量測”的原則，各項支護加強措施必須落實到位。2.加強該段的監控量測，隨時觀察圍巖變化，發現圍巖變形加快等跡象時及時加強支護，確保圍巖穩定后再施工。3.加強與主洞交接處的測量工作，保證高程、坐標以及開挖凈空的準確性。4、工程實踐證明，采用挑頂施工的優點在于施工難度降低，能夠充分利用各種大型設備，加快了挑頂施工速