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摘要：近些年客專铁路及高速铁路逐渐兴建，工程建设质量及标准也越来越高，长大隧道施工经常出现，设计时经常于隧道里设置辅助横洞或斜井，以便加快施工进度控制工期；而隧道施工时铺助坑道与正洞交叉位置受力比较复杂，特别是遇到软弱围岩，如果开挖顺序安排不当、支护不合理，很容易造成交叉口坍塌事故。现就大寨隧道一号斜井软弱岩进正洞的开挖方、支护措施及排水方案在此与大家交流，今后有遇到类似工程可以借缆。
关键词：弱软围岩；铺助坑道；进正洞；技术
1工程概况
新建贵阳至广州铁路站前工程贵阳至贺州段GGTJ-2标大寨隧道全长8969m，隧道起讫里程DK148+819～DK157+794，位于整个标段中间贵州黔南州三都县境内，隧道设辅助导坑斜井2座。一号斜井位于隧道DK151+000处线路右侧，斜井平距758m，斜井坡度11%，与隧道小里程方向夹角为85°，按双车道无轨运输设计；一号斜井负责1705m的正洞施工，施工里程DK150+105～DK151+810。
大寨隧道一号斜井负责施工段穿越的地层较差，正洞洞身Ⅲ级围岩占7%，Ⅳ级围岩占63%，Ⅴ级围岩占30%。施工段共穿过5条断层，DK150+105～DK151+750段震旦系下统炭质页岩地层，洞身开挖有遇瓦斯聚集的可能，且可能存在围岩大变形的可能。
2斜井进正洞开挖支护施工
2.1施工步序
①交叉口加强段施作——②中导洞左转（小里程）上坡开挖——③上台阶扩挖——④上台阶开挖——⑤返挑扩挖——⑥斜井口扩挖——⑦大里程上台阶开挖——⑧下台阶开挖接腿。
图1施工步序平面图
2.2交叉口加强段施作
在斜井开挖至距正洞边墙10m位置时，剩余部分加强支护，设立钢拱架，加强段支护采用I18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0.2×0.2m；喷射C20砼，厚度25cm。支护施工中要严格按施工要求进行，保证拱架、锚杆、喷混凝土的施工质量。
由于正洞开挖断面较大，为确保扩挖段正洞施工安全，在斜井与正洞交接处设置一拱架加强环，加强环由2榀Ⅰ18b型钢钢架并立组成，加强环采用φ22钢筋与斜井拱架纵向连接，φ22钢筋环向间距1.0m，喷C25混凝土覆盖钢架。斜井口受力比较复杂，应及早施作斜井二次衬砌。见图2所示。
2.3中导洞左转（小里程）上坡开挖
交叉口加强段施作好后，斜井口采用洞碴回填1m高顺坡，垫出上坡路面，中导洞左转进入正洞施工，设置10m上坡段开挖至上台阶,开挖循环进尺1.6m，支护紧跟。
中导洞支护：喷锚支护，Φ22锚杆，长度3.5m，间距1.0×1.2m，梅花型布置；φ6钢筋网，网格间距0.2×0.2m；喷射C20砼12cm厚。围岩特别破碎时设置I16工字钢临时支护，间距0.8m／榀。
2.4上台阶扩挖施工
进入上台阶后，左右边墙及拱顶逐循环扩挖，形成上台阶施工断面。扩挖时要严格控制循环进尺，开挖循环进尺易控制在1.2m内，避免扩挖时形成正洞超挖。支护参数与中导洞一至。
2.5小里程上台阶开挖
扩挖至正洞轮廓后及时按正洞尺寸立拱，进行正洞上台阶开挖支护，按“管超前，严注浆，短开挖，弱爆破，强支护，早封闭，勤量测”的原则组织施工。为确保斜井口施工安全，正洞支护按设计加强一级支护，拱架采用I20b工字钢，间距0.8m／榀。拱架施作的锁脚锚杆角度及方向严格按设计要求控制，纵向连接筋焊接要牢固。上台阶往小里程方向施作15m,初喷混凝土封闭掌子面，然后进行斜井口正洞扩挖。
2.6返挑扩挖、斜井口扩挖
由小里程往大里程方向，逐循开挖立拱支护。当开挖至斜井口时，循环进尺控制在1.2m左右，逐环立拱支护，拱架左侧按设计锚固，右侧安置于斜井口托梁上，接头焊接钢板采用螺栓连接，拱架连好后挂设钢筋网打描杆，喷混凝土封闭。正洞钢拱架于斜井口加强连接见图3所示：
2.7下台阶开挖接腿
下台阶开挖要在上台阶变形趋于稳定的状况下施工，因下台阶爆破扰动及拱脚虚脱而产生围岩应力重新分部，其变形量和位移速率瞬间陡增，这种发展如不能及时由支护结构所控制，则会因位移变形而形成围岩松动区。丧失自承能力的松动区岩体的重力、岩体膨胀压力、地下承压水等多种压力，一旦大于初期支护的支承能力，必然产生严重后果。
下台阶开挖接腿应跳开斜井口，从小里向外进行，左右侧接腿后及时施作仰拱拱架。下台阶开挖同样抓好控制爆破，防止超挖对围岩和拱脚过大扰动。边墙开挖循环进尺严格控制在一榀钢拱架的距离，绝对禁止超长开挖和几榀钢拱架同时接腿。钢拱架接腿要求对正连紧，不留空隙，拱脚基础务必稳固牢靠。接腿完成后及时挂网喷混凝土，尽早完成初期支护成环。
斜井左右两侧下台阶开挖施作完成后，开挖斜井对面下台阶接腿，最后施作斜井口仰拱。由于斜井口仰拱存在一侧没有支撑点，采用工字钢设一横梁，横梁两端连接于成环的钢拱架上，并打设锁脚锚杆固定，用于支撑斜井口仰拱拱架，使其斜井口初支均衡受力。
3斜井口铺助洞室设置
3.1斜井底积水井设置
施工期间，洞内渗水及作业残余剩水均要从斜井排出，特别是遇到洞内渗水量大时，必须提前做好井底抽排水措施，才能确保正洞施工正常进行。而工程竣工后，斜井渗水又要经过正洞中心水沟排出洞外，因此井底抽排水方案确定尤其重要。
该隧道斜井一般段为11%下坡，斜井与正洞交叉口设30m长平坡。并于斜井变坡点位置设置一个积水井，用于汇积斜井渗水及正洞施工排水，积水坑尺寸：长8m×宽4m×深4m。极水井与正洞中心水沟间设一侧沟排水，侧沟断面尺寸设为0.4m宽×0.9m深，侧沟往积水井方向设5‰坡，施工期间正洞大里程方向水经中心水沟往集水井汇积，小里程方向采用污水管抽排至积水井，再由积水井抽排至洞外。
斜井底侧沟有两从作用，在施工期间将施工水排至斜井集井；工程完工后，斜井侧沟底采用砂浆往正洞方向设5‰找坡层，使斜井渗水经侧沟往正洞中心水沟排，再由中心水沟排至洞外。
3.2斜井底变压器配电洞室设置
组织长大隧道施工时电力高压进洞是必需的，考虑用电安全及布置紧凑，在斜井底设一变压器配电洞室，该洞室设于斜井集水井斜对面，距正洞交叉口约50位置。铺助洞室于井底布置形式见图5所示。
集水井、变压器配电洞室支护参数：按要求尺寸开挖后挂网喷锚支护。锚杆采用φ22砂浆锚杆，间距1.0m*1.0m梅花形布置，拱顶3.5m长，边墙3m长；钢筋网采用φ8钢筋，网格间距20cm*20cm；喷射混凝土采用C25混凝土，厚15cm。积水井坑壁及底板模筑C25混凝土，厚30cm。见图6所示。
4结语
该技术适用于软弱围岩、地质条件复杂段铺助坑道进正洞施工，施工优点：安全、质量有保障。
参考文献：
[1] 李宁军,曹文贵,刘 生.隧道设计与施工百问.北京:人民交通出版社,2004
[2] 杨新安,吴德康.铁路隧道.上海:同济大学出版社,2003
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：弱软围岩；铺助坑道；进正洞；技术
1工程概况
新建贵阳至广州铁路站前工程贵阳至贺州段GGTJ-2标大寨隧道全长8969m，隧道起讫里程DK148+819～DK157+794，位于整个标段中间贵州黔南州三都县境内，隧道设辅助导坑斜井2座。一号斜井位于隧道DK151+000处线路右侧，斜井平距758m，斜井坡度11%，与隧道小里程方向夹角为85°，按双车道无轨运输设计；一号斜井负责1705m的正洞施工，施工里程DK150+105～DK151+810。
大寨隧道一号斜井负责施工段穿越的地层较差，正洞洞身Ⅲ级围岩占7%，Ⅳ级围岩占63%，Ⅴ级围岩占30%。施工段共穿过5条断层，DK150+105～DK151+750段震旦系下统炭质页岩地层，洞身开挖有遇瓦斯聚集的可能，且可能存在围岩大变形的可能。
2斜井进正洞开挖支护施工
2.1施工步序
①交叉口加强段施作——②中导洞左转（小里程）上坡开挖——③上台阶扩挖——④上台阶开挖——⑤返挑扩挖——⑥斜井口扩挖——⑦大里程上台阶开挖——⑧下台阶开挖接腿。
图1施工步序平面图
2.2交叉口加强段施作
在斜井开挖至距正洞边墙10m位置时，剩余部分加强支护，设立钢拱架，加强段支护采用I18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0.2×0.2m；喷射C20砼，厚度25cm。支护施工中要严格按施工要求进行，保证拱架、锚杆、喷混凝土的施工质量。
由于正洞开挖断面较大，为确保扩挖段正洞施工安全，在斜井与正洞交接处设置一拱架加强环，加强环由2榀Ⅰ18b型钢钢架并立组成，加强环采用φ22钢筋与斜井拱架纵向连接，φ22钢筋环向间距1.0m，喷C25混凝土覆盖钢架。斜井口受力比较复杂，应及早施作斜井二次衬砌。见图2所示。
2.3中导洞左转（小里程）上坡开挖
交叉口加强段施作好后，斜井口采用洞碴回填1m高顺坡，垫出上坡路面，中导洞左转进入正洞施工，设置10m上坡段开挖至上台阶,开挖循环进尺1.6m，支护紧跟。
中导洞支护：喷锚支护，Φ22锚杆，长度3.5m，间距1.0×1.2m，梅花型布置；φ6钢筋网，网格间距0.2×0.2m；喷射C20砼12cm厚。围岩特别破碎时设置I16工字钢临时支护，间距0.8m／榀。
2.4上台阶扩挖施工
进入上台阶后，左右边墙及拱顶逐循环扩挖，形成上台阶施工断面。扩挖时要严格控制循环进尺，开挖循环进尺易控制在1.2m内，避免扩挖时形成正洞超挖。支护参数与中导洞一至。
2.5小里程上台阶开挖
扩挖至正洞轮廓后及时按正洞尺寸立拱，进行正洞上台阶开挖支护，按“管超前，严注浆，短开挖，弱爆破，强支护，早封闭，勤量测”的原则组织施工。为确保斜井口施工安全，正洞支护按设计加强一级支护，拱架采用I20b工字钢，间距0.8m／榀。拱架施作的锁脚锚杆角度及方向严格按设计要求控制，纵向连接筋焊接要牢固。上台阶往小里程方向施作15m,初喷混凝土封闭掌子面，然后进行斜井口正洞扩挖。
2.6返挑扩挖、斜井口扩挖
由小里程往大里程方向，逐循开挖立拱支护。当开挖至斜井口时，循环进尺控制在1.2m左右，逐环立拱支护，拱架左侧按设计锚固，右侧安置于斜井口托梁上，接头焊接钢板采用螺栓连接，拱架连好后挂设钢筋网打描杆，喷混凝土封闭。正洞钢拱架于斜井口加强连接见图3所示：
2.7下台阶开挖接腿
下台阶开挖要在上台阶变形趋于稳定的状况下施工，因下台阶爆破扰动及拱脚虚脱而产生围岩应力重新分部，其变形量和位移速率瞬间陡增，这种发展如不能及时由支护结构所控制，则会因位移变形而形成围岩松动区。丧失自承能力的松动区岩体的重力、岩体膨胀压力、地下承压水等多种压力，一旦大于初期支护的支承能力，必然产生严重后果。
下台阶开挖接腿应跳开斜井口，从小里向外进行，左右侧接腿后及时施作仰拱拱架。下台阶开挖同样抓好控制爆破，防止超挖对围岩和拱脚过大扰动。边墙开挖循环进尺严格控制在一榀钢拱架的距离，绝对禁止超长开挖和几榀钢拱架同时接腿。钢拱架接腿要求对正连紧，不留空隙，拱脚基础务必稳固牢靠。接腿完成后及时挂网喷混凝土，尽早完成初期支护成环。
斜井左右两侧下台阶开挖施作完成后，开挖斜井对面下台阶接腿，最后施作斜井口仰拱。由于斜井口仰拱存在一侧没有支撑点，采用工字钢设一横梁，横梁两端连接于成环的钢拱架上，并打设锁脚锚杆固定，用于支撑斜井口仰拱拱架，使其斜井口初支均衡受力。
3斜井口铺助洞室设置
3.1斜井底积水井设置
施工期间，洞内渗水及作业残余剩水均要从斜井排出，特别是遇到洞内渗水量大时，必须提前做好井底抽排水措施，才能确保正洞施工正常进行。而工程竣工后，斜井渗水又要经过正洞中心水沟排出洞外，因此井底抽排水方案确定尤其重要。
该隧道斜井一般段为11%下坡，斜井与正洞交叉口设30m长平坡。并于斜井变坡点位置设置一个积水井，用于汇积斜井渗水及正洞施工排水，积水坑尺寸：长8m×宽4m×深4m。极水井与正洞中心水沟间设一侧沟排水，侧沟断面尺寸设为0.4m宽×0.9m深，侧沟往积水井方向设5‰坡，施工期间正洞大里程方向水经中心水沟往集水井汇积，小里程方向采用污水管抽排至积水井，再由积水井抽排至洞外。
斜井底侧沟有两从作用，在施工期间将施工水排至斜井集井；工程完工后，斜井侧沟底采用砂浆往正洞方向设5‰找坡层，使斜井渗水经侧沟往正洞中心水沟排，再由中心水沟排至洞外。
3.2斜井底变压器配电洞室设置
组织长大隧道施工时电力高压进洞是必需的，考虑用电安全及布置紧凑，在斜井底设一变压器配电洞室，该洞室设于斜井集水井斜对面，距正洞交叉口约50位置。铺助洞室于井底布置形式见图5所示。
集水井、变压器配电洞室支护参数：按要求尺寸开挖后挂网喷锚支护。锚杆采用φ22砂浆锚杆，间距1.0m*1.0m梅花形布置，拱顶3.5m长，边墙3m长；钢筋网采用φ8钢筋，网格间距20cm*20cm；喷射混凝土采用C25混凝土，厚15cm。积水井坑壁及底板模筑C25混凝土，厚30cm。见图6所示。
4结语
该技术适用于软弱围岩、地质条件复杂段铺助坑道进正洞施工，施工优点：安全、质量有保障。
参考文献：
[1] 李宁军,曹文贵,刘 生.隧道设计与施工百问.北京:人民交通出版社,2004
[2] 杨新安,吴德康.铁路隧道.上海:同济大学出版社,2003
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。