1、斜井与正洞交接处体系转换施工摘 要：根据京福铁路客运专线前山隧道村尾斜井转正洞施工的实际情况，介绍在斜井与隧道正洞交接处体系转换施工方法，从小断面斜井到大断面正洞顺接控制技术。 关键词：斜井；正洞；体系转换；控制施工 1 工程概况 前山隧道位于福建省武夷山市城关北侧约 2km，隧道全长6800.53m。隧道最大埋深 295.22m。本隧道设置村尾斜井一处，村尾斜井与隧道正洞交于 DK546+586 里程处，夹角为 90，斜井位于线路前进方向左侧，斜井采用无轨运输双车道断面。斜井综合坡度为 3.76%，斜长372m。斜井井身按 200m 间距设置一处 30m 的长缓坡段，缓和段坡度 2%。为防止
2、洞外水倒灌，出井口后路面做成 3%的反坡，并在洞口外 2m 处设横向截水沟一道。 斜井洞身与正洞交叉处围岩为云母石英片岩，夹黑云变粒岩，局部存在伟晶岩脉，弱风化，灰黑色、青灰色，节理裂隙不发育，岩体较完整，岩石坚硬，地下水主要为基岩裂隙水，不发育。 斜井平面布置示意图及断面图见图 1、图 2： 2 影响斜井转正洞体系转换的主要原因和解决项目 前山隧道为双线隧道，设计行车速度为 350km/h。客运专线质量要求高，施工工期紧，对前山隧道村尾斜井进行地质情况进行调查，收集以往隧道从斜井施工体系转换施工经验，对村尾斜井施工主要影响原因如下： 1）村尾斜井开挖施工方法确定。由于斜井开挖有效断面面积为
3、50.51m2，隧道正洞全断面面积为 144.89m2，斜井进正洞交接处断面面积变化大，转换过程复杂。 2）斜井体系转换的隧道洞内排水系统。斜井口到正洞下坡坡度达到3.76%，正洞与斜井排水工作量大。 3）斜井体系转换过程质量控制和变形控制。斜井、正洞开挖作业围岩要稳定，支护到位，特别是斜井与正洞交接处的质量控制，过程中的变形量测与控制难度大。 为此，针对以上主要原因分析，确定村尾斜井转正洞体系转换主要解决开挖施工方法、斜井与正洞排水、质量控制与过程监控。 3 施工方法和过程控制 3.1 开挖方法确定和过程施工 由于斜井全长 372m，较长，斜井断面小，出碴效率低。原设计采用三台阶法，为了方便
4、出碴，更快提高效率，并根据现场实际情况，决定开挖采用四部开挖法。 具体如下： 1）确定工法。开挖工法由原设计三台阶开挖法改为四部开挖法。 2）斜井进入正洞往出口方向（即下坡方向）挑顶转换施工。由于线路往福州方向转换范围内为 2%纵坡，所以往下坡方向开始体系转换施工，正洞拱顶至斜井拱顶高差更小。 3）体系转换挑顶施工，由于斜井顶标高至正线开挖拱顶标高相差3.5m，按照体系转换四部开挖法，以 6%坡度往出口方向爬坡开挖至拱顶。挑顶施工利用斜井开挖台车，更有效的增强效率。 （详细见图 5） 4）1 部挑顶施工完成后（即开挖至设计正洞拱顶标高） ，紧接进行 2部、3 部扩洞施工，然后再进行 4 部落底
5、施工，这样就完成了整个体系转换过程，顺利完成正洞整个标准断面。进而开始正洞正常工序施工。 5）正洞标准断面完成之后，进行正洞二衬台车拼装并验收。 6）为了考虑斜井出碴作业最大化，在 XJDK0+150 处左侧，加设一个宽 5m、深 3m、高 4m 的洞室，让出碴车直接行至此进行调头，不用从斜井洞口倒车进入，方便有效提高施工效率。 3.2 体系转换过程按四部开挖法施工爆破方案如下 针对斜井至正洞转换程四部开挖施工过程，需采取不同的爆破方案。1）1 部挑顶开挖施工（爆破断面及段位参照下图 6） ； 2）2、3 部扩洞施工（爆破断面及段位参照下图 7） ； 3）4 部落底开挖施工（爆破断面及段位参照
6、下图 8） 。 3.3 斜井与正洞排水措施 同时，结合隧道地下水的情况，在斜井与正洞连接段一侧选择特殊洞室位置，设置泵站、水仓、管道、排水沟、集水井等排水系统，配备足够的抽水机械设备保证排除隧道正洞与斜井正常排水。为了不让排水耽误，掌子面积水影响施工，采用如下施工办法： 1）于村尾斜井 XJDK0+000XJDK0+080 段由原设计顺坡 3.76%变为反坡 1%，使水不会积于斜井掌子面。 2）在正洞与斜井转换处设纵向排水沟，横向设排水沟，将水引至集水井处。洞内积水设三级沉淀池，经初步沉淀再由自动抽水泵将水抽至洞外三级沉淀池过滤。 3.4 斜井与正洞交接处体系转换加固措施 为了保证村尾斜井转正
7、洞支护到位，对斜井小断面面积转换隧道正洞大断面面积的情况，对交接处体系进行加固。加固措施如下： 1）根据村尾斜井、正洞围岩情况，对连接段加强，斜井与正洞连接段，设 30m 长衬砌加强段。 2）村尾斜井与正洞连接处为级围岩地段，采用喷锚支护。与正洞连接段围岩级别级，提高一级，按级围岩复合式衬砌支护。详细结构及断面尺寸见图 9。 3）为了保证交接处的施工安全，在正洞落底后及时进行仰拱混凝土施工，使整个斜井与正洞体系闭合，确保安全。 3.5 监控量测 京福铁路客专设计时速为 350km/h，是我国目前时速最高的铁路，前山隧道为长大隧道，具有技术标准高、施工难度大、大断面施工围岩支护要求高、排水工作量
8、大的的特点。村尾斜井与正洞体系转换施工，应力集中，结构受力复杂，为了保证整个围岩体系的稳定，及时掌握围岩变形情况，从施工开始到隧道施工结束，做好施工监控量测工作。在斜井与正洞交接处拱顶和边墙设观测点，采用反射膜片贴板全站仪观测，洞内断面收敛采用 JSS30A 数显收敛计扫描。经过定期的收敛沉降观测，及断面扫描，正洞的尺寸及施工误差均符合规范设计要求。 4 结语 从前山隧道村尾斜井到正洞施工完成，体系转换施工一次性成功，既保证施工安全，也保证施工工期，完善了客运专线斜井转正洞小断面往大断面顺接工艺，为以后的隧道斜井与正洞体系转换施工打下了成熟基础。 参考文献： 1 高速铁路隧道工程施工技术指南（铁建设2010241 号）.中国铁道出版社，2011. 2 高速铁路隧道工程施工质量验收标准（TB10753-2010 J1149-2011）.中国铁道出版社，2011.
