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前言
随着社会的发展,科技的进步,长大隧道将普遍存在各类道路项目中。为缩短工期,长大隧道多采用斜井等辅助导洞,按照“长隧短打”的方式进行施工。斜井一般设置在长大隧道中间部位,该段埋深往往是全隧最大,地应力最高的地段。同时,斜井与主线隧道相交部位受力最为复杂,安全隐患最大。斜井如何在高应力地质中安全快速的进入主线隧道中,就成为了斜井缩短工期的关键。
本文结合库拉米隧道2#斜井井底交叉口施工实践,介绍了在高应力隧道的井底交叉口施工技术。
1、工程概况
库拉米隧道位于乌兹别克斯坦联邦共和国纳曼干省巴比斯科区域内,为单线铁路隧道,全长19.2km,平行于主洞设安全洞,为中亚第一长隧。井身共设置3座斜井,其中2#斜井全长3500m,位于线路右侧50m位置,与主洞平行,综合纵坡11.12%,井底埋深946m, 斜井及支洞井底设联络通道连接主洞及安全洞。井身穿越花岗正长岩及侵入型花岗斑岩,井底围岩存在极高的构造及自重应力。
2、施工准备
1.在斜井/支洞距离井底100m处,分别对斜井及支洞施作1次TSP,以探明斜井和支洞井底交叉口、2个井底联络通道的地质情况,以便选择进入正洞适宜的施工方法。2.在各交叉口10m范围内加密量测点,按1次/天进行监控。
3、斜井和支洞井底支护技术
由于斜井和支洞井底交叉口围岩存在极高的地应力,井底交叉口均采用工18钢架支护,以避免开挖支护完成后,后期应力释放引起支护破坏,主要采取的支护措施如下:1.交叉口区域及10m范围内,安装间距为 1m的I18工字钢拱架进行支护。2.斜井、支洞及对应联络通道与主洞边墙交界部位,设置2榀I20工字钢拱架,拱架翼缘板外侧焊接3m长I20工字钢悬臂托梁(后期对富余长度进行割除),支撑交叉口区域内的主洞拱架。在交叉口主洞拱架上,安装环向间距为1m的锁脚锚杆固定拱架。对托梁背后超挖部分喷射混凝土回填密实。
3、井底交叉口施工顺序
3.1Ⅲ级及以上级别围岩
1.凿岩台车按斜井断面施工至主洞左侧边墙(联络通侧),锚喷支护。2.在斜井或支洞井底交叉口,向1#或3#斜井方向开挖主洞上台阶,形成台阶法施工条件。3.在上台阶,人工使用简易施工台架,通过5m将主洞拱顶开挖至设计高度,并向前开挖10m,提供凿岩台车反向剥皮作业空间。4.凿岩台车将下台阶开挖至与上台阶掌子面平齐,形成全断面,并对井底交叉口拱部欠挖段落反向剥皮开挖,使交叉口主洞段形成正常断面,并及时进行立拱支护。
3.2Ⅳ级及以下级别围岩
1.凿岩台车全断面施工至主洞边墙部位后,调整为人工台阶法施工,垫渣斜向上挑顶施工主洞。2.交叉口部位挑顶至主洞右侧边墙(线路方向)后,及时进行安装工18钢架。3.交叉口主洞向1#或3#斜井方向施工10m(满足凿岩台车主洞正常施工条件),并及时安装间距为1m的工18钢架。4.凿岩台车开挖主洞交叉口的下台阶,并及时进行拱架支护。5.主洞下台阶开挖至与上台阶掌子面平齐后,按全断面正常向前施工。
4、小结
由于高地应力地质存在自稳能力较差,应力释放时间长,施工存在极大的安全隐患。本文介绍的交叉口施工技术存在如下特点:
1.在施工至交叉口主洞外侧时,能及时将主洞拱架进行安装,保证施工安全。2.交叉口拱架均为斜井、主洞正常尺寸拱架,拱架尺寸统一,便于加工。3.主洞拱架与工字钢托梁连接精度低,便于现场安装。现场对主洞拱架与托梁连接时,根据现场情况对富余的工字钢托梁和主洞拱架进行割除即可。
(作者单位:中铁隧道集团一处有限公司)
随着社会的发展,科技的进步,长大隧道将普遍存在各类道路项目中。为缩短工期,长大隧道多采用斜井等辅助导洞,按照“长隧短打”的方式进行施工。斜井一般设置在长大隧道中间部位,该段埋深往往是全隧最大,地应力最高的地段。同时,斜井与主线隧道相交部位受力最为复杂,安全隐患最大。斜井如何在高应力地质中安全快速的进入主线隧道中,就成为了斜井缩短工期的关键。
本文结合库拉米隧道2#斜井井底交叉口施工实践,介绍了在高应力隧道的井底交叉口施工技术。
1、工程概况
库拉米隧道位于乌兹别克斯坦联邦共和国纳曼干省巴比斯科区域内,为单线铁路隧道,全长19.2km,平行于主洞设安全洞,为中亚第一长隧。井身共设置3座斜井,其中2#斜井全长3500m,位于线路右侧50m位置,与主洞平行,综合纵坡11.12%,井底埋深946m, 斜井及支洞井底设联络通道连接主洞及安全洞。井身穿越花岗正长岩及侵入型花岗斑岩,井底围岩存在极高的构造及自重应力。
2、施工准备
1.在斜井/支洞距离井底100m处,分别对斜井及支洞施作1次TSP,以探明斜井和支洞井底交叉口、2个井底联络通道的地质情况,以便选择进入正洞适宜的施工方法。2.在各交叉口10m范围内加密量测点,按1次/天进行监控。
3、斜井和支洞井底支护技术
由于斜井和支洞井底交叉口围岩存在极高的地应力,井底交叉口均采用工18钢架支护,以避免开挖支护完成后,后期应力释放引起支护破坏,主要采取的支护措施如下:1.交叉口区域及10m范围内,安装间距为 1m的I18工字钢拱架进行支护。2.斜井、支洞及对应联络通道与主洞边墙交界部位,设置2榀I20工字钢拱架,拱架翼缘板外侧焊接3m长I20工字钢悬臂托梁(后期对富余长度进行割除),支撑交叉口区域内的主洞拱架。在交叉口主洞拱架上,安装环向间距为1m的锁脚锚杆固定拱架。对托梁背后超挖部分喷射混凝土回填密实。
3、井底交叉口施工顺序
3.1Ⅲ级及以上级别围岩
1.凿岩台车按斜井断面施工至主洞左侧边墙(联络通侧),锚喷支护。2.在斜井或支洞井底交叉口,向1#或3#斜井方向开挖主洞上台阶,形成台阶法施工条件。3.在上台阶,人工使用简易施工台架,通过5m将主洞拱顶开挖至设计高度,并向前开挖10m,提供凿岩台车反向剥皮作业空间。4.凿岩台车将下台阶开挖至与上台阶掌子面平齐,形成全断面,并对井底交叉口拱部欠挖段落反向剥皮开挖,使交叉口主洞段形成正常断面,并及时进行立拱支护。
3.2Ⅳ级及以下级别围岩
1.凿岩台车全断面施工至主洞边墙部位后,调整为人工台阶法施工,垫渣斜向上挑顶施工主洞。2.交叉口部位挑顶至主洞右侧边墙(线路方向)后,及时进行安装工18钢架。3.交叉口主洞向1#或3#斜井方向施工10m(满足凿岩台车主洞正常施工条件),并及时安装间距为1m的工18钢架。4.凿岩台车开挖主洞交叉口的下台阶,并及时进行拱架支护。5.主洞下台阶开挖至与上台阶掌子面平齐后,按全断面正常向前施工。
4、小结
由于高地应力地质存在自稳能力较差,应力释放时间长,施工存在极大的安全隐患。本文介绍的交叉口施工技术存在如下特点:
1.在施工至交叉口主洞外侧时,能及时将主洞拱架进行安装,保证施工安全。2.交叉口拱架均为斜井、主洞正常尺寸拱架,拱架尺寸统一,便于加工。3.主洞拱架与工字钢托梁连接精度低,便于现场安装。现场对主洞拱架与托梁连接时,根据现场情况对富余的工字钢托梁和主洞拱架进行割除即可。
(作者单位:中铁隧道集团一处有限公司)