隧道出口横洞进正洞施工技术探索

隧道出口横洞进正洞施工技术探索

[摘要]通过结合隧道施工实例，设计横洞、正洞交岔口为V级围岩，浅埋，泥岩砂岩互层，强风化，岩体较破碎，节理较破碎，围岩稳定性较差，针对此提出该隧道出口横洞进正洞施工技术，旨在能为同类工程有更具体的参考指导。

【关键词】隧道工程；出口横洞；开挖支护；短进尺施工 1.工程概况

某隧道出口横洞横洞与线路正线左侧相交于D2K326+308处，与线路小里程方向平面夹角为135度，横洞平距长125m，采用单车道无轨运输方式，断面净空尺寸5.00m（宽）×6.00m（高）。横洞进入正洞后向小里程方向掘进，计划承担2880m施工任务。横洞原设计坡度为3‰，设计横洞、正洞交岔口为V级围岩，浅埋，泥岩砂岩互层，强风化，岩体较破碎，节理较破碎，围岩稳定性较差。

2.横洞进正洞施工构思

本隧道工程的横洞进正洞施工主要分为过渡、挑顶和正洞扩挖3部分。从HDKO+020处横洞按19%的坡度开始爬坡，横洞上台阶开挖支护到与正洞交接处后，施工临时门架支撑过梁及边柱，过梁施工完毕后，正对横洞在正洞内施工横向导坑，导坑初支大于永久初支；横向导坑施工完毕后，为正洞施工提供作业空间，便于正洞安全施工。正洞上部台阶开挖长度（小里程）超过5米，方能进行横洞下台阶开挖，然后施工交岔口处正洞中部台阶；待正洞中部台阶向小里程（南宁方向）施工一定距离后，按设计开挖横洞底部，并及时施做初支。最后短进尺施工正洞下部台阶，形成正常的台阶法施工工序。本隧道工程的横洞进正洞施工工序采取如下：横洞上台阶开挖支护→临时门架支撑施工→正洞横向导坑开挖支护→正洞上部开挖支护→横洞下台阶开挖支护→正洞中台阶开挖支护→横洞底部开挖支护→正洞下台阶开挖支护。

3.施工技术

3.1 横洞过渡段施工技术

本隧道在横洞开挖快到正洞左边墙位置时，在横洞洞底HDKO+019.3～014.3范围设置5m加强段，在加强段和正洞之间设置7m的渐变过渡段,通过过渡段完成初支拱架由垂直于横洞中线到平行于正洞中线的过渡。加强段支护采用I16钢架，间距1榀/m，Φ22锚杆，长度3.5m，间距1.0×1.0m，梅花型布置；φ8钢筋网，网格间距0.20×0.20m；喷射C20砼，厚度22cm。根据横洞与正洞的相交角度，右侧以间距1m，左侧以间距0.46m安装I16异型拱架。

3.2 横洞进入正洞内的导洞施工技术

横洞拱顶从HDK0+020处以19%的坡度开始爬坡，与正洞外轮廓线相交，横洞侵入正洞的部分，拱架采用I20b工字钢。横洞拱顶与正洞拱部相交处架设第一榀门架，钢架采用I20b工字钢。第一榀门架安装完成后，按照矩形断面采用小断面向正洞的右线开挖，断面宽度4m。开挖顶部高程为正洞开挖拱顶高程与工字钢高度之和。支护采用I20b门式钢架结合网片锚喷支护，钢架间距1m,锚杆采用4m长Φ22mm砂浆锚杆，间距1.0×1.0m，梅花型布置；钢架之间用Φ22螺纹钢连接，间距0.5米。采用20x20cmφ8的钢筋网；喷射C25砼，厚度28cm。支护施工中要严格按施工要求进行，以有效地确保锁脚锚杆和纵向连接筋的施工质量。

开挖至右线上半断面边缘临时支撑做好后，在门架下方立正洞拱部型钢钢架

（采用I20工字钢钢拱架，间距0.8m），钢拱架右侧拱脚位于稳定基岩上，左侧拱脚焊接在第一榀门架横梁上并用锚杆锁定，并在拱脚及各单元连接处施做锁脚锚杆（管）不少于2根，长度4m。导洞开挖支护完成后，随即向主洞大、小里程方向打设超前小导管并注浆，在超前小导管支护下主洞上台阶向大、小里程方向交错开挖支护，两个方向开挖支护不得同时进行。在开挖正洞上台阶之前要重点做好矩形阵段支护、喷锚，以确保安全。

正洞采用三台阶法施工，如有地下水或地质条件较差时预留核心土。开挖断面形成后要及时进行喷锚支护，型钢钢架的一端焊接在门式钢架的横梁上，另一端支撑在基岩上，此段要形成沿正洞纵向7排的钢架支护连接。正洞钢架纵向间距按0.8m设置。对于隧道I区向小里程方向开挖5米左右后进行II区的开挖和支护，II区向小里程方向开挖一定距离与I区形成短台阶后，此时可根据实际情况进尺开挖I区。钢架接长和初期支护要及时跟进II区完成后，开挖III区。然后按此步骤开挖大里程。当II、III区开挖、支护一定距离，满足各种设备在洞内正常作业时，可逐步进行正洞下台阶的IV的开挖。

采取超挖回填措施，横洞里程HDK0+025扩大断面，到正洞左侧交界处的衬砌仍按原设计断面和坡度施工，开挖断面与衬砌之间的部分用同级的混凝土回填密实。通过合理的施工安排，由隧道横洞进入正洞计划35天能形成正洞正常的三台阶法开挖。

4.地质超前预报与监控量测

本隧道工程开挖施工过程对其采取超前地质预报具有必要性。本隧道在横洞进入正洞前，施工拟采用开挖面地质素描、TSP203地震反射法和超前钻探进行超前地质预报。其中TSP203超前地质预测预报系统主要是在横洞进入正洞前采用TSP203超前地质预测预报。地质钻孔预报在每个断面布设3个φ108探测孔,对掌子面前方地下水、地温及围岩情况进行探测，探测孔25m一个循环，单孔长度为30m左右，相邻探测孔之间的搭接长度为5m。当有异常情况时，可加密钻孔或加深部分炮眼孔，钻孔布置应针对物探异常进行调整。钻机钻孔时要固定牢固，并安设孔口管及高压闸阀，确保超前钻孔涌出高压地下水时，能够有效地控制。短距离预报主要是采用地质素描法和超前钻孔进行的距离小于30m的预报。地质素描在隧道施工中全段进行。本隧道工程所采取的地质素描内容主要为：根据对超前地质预报结果，对开挖掌子面和洞身周边综合分围岩的岩性、结构、构造和地下水情况，判断开挖面前方围岩的工程地质、水文地质特征，并依此提出工程措施建议和进一步预报的方案。根据开挖段围岩的工程地质、水文地质特征进行预报结果的验证，提出是否修改预报方法及参数的意见。同时根据开挖段及开挖面水文地质情况，提出注浆止水方案的建议。

在隧道出口横洞进正洞的开挖施工，必须在施工过程中对隧道变形采取监控量测。监控量测是时保证交岔口安全施工的重要手段。通过施工现场的监控量测，为判断围岩稳定性，支护、衬砌可靠性，二次衬砌合理施作时间，以及修改施工方法、调整围岩级别、变更支护设计参数提供依据，指导日常施工管理，确保施工安全和质量。对本隧道进行监控量测的主要项目有地表下沉与位移、拱顶下沉、周边位移及收敛、洞内外观察等。同时为了有效地确保监测的准确性，在本隧道开挖施工前由技术人员进行监控量测技术交底，对监控量测点的埋设部位、密度、埋设要求等进行详细说明。

5.结论

结合某隧道出口横洞的施工特点，对其采取严密的隧道横洞转入正洞的专项

施工方案，为了有效地确保横洞安全转入正洞施工，提出切实可行的施工技术措施，同时对其采取严密变形监测，从监测实践结果来看，本隧道所采取的施工技术可有效地保证工程施工的安全性，值得为同类工程所参考借鉴。参考文献

[1]吴综泽.狮子岭隧道出口增加横洞方案探讨[J].隧道建设,2007,28（08）:118~119

[2]肖暇山.高兴隧道出口横洞风险应急救援方案[J].山西建筑,2009,27（02）:31~33