六盘山隧道大断面挑顶施工技术

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1、六盘山隧道大断面挑顶施工技术唐锐（四川省交通运输厅公路规划勘察设计研究院四川成都610041）【摘要】结合六盘山隧道2#斜井与正洞交叉口处的施工实例，介绍大断面斜井进正洞的挑顶施工技术。在充分了解地质条件的基础上，为保证施工安全、快捷进行，采用大断面挑顶施工技术方案，解决了施工过程中的安全问题且节约了施工工期。重点阐述了斜井段加强支护、导洞施工、正洞施工方法及技术。可供同类工程参考。【关键词】六盘山隧道；大断面；交叉口；挑顶施工【中途分类号】U455.4【文献标识码】A造。出露地层主要为白垩系、第三系，并有覆盖于基岩之上的第四系堆积层。2#斜井段区为第三系渐新统清水营组（E3

2、q），砖红色中厚层状粉砂质泥岩，夹浅灰色条带状泥质粉砂岩层。深部为含砾粉砂质泥岩，与白垩系下统李洼峡组呈假整合接触关系，该地层为泥砂质致密结构，中厚层块状构造。岩层较完整，裂隙不发育，风化程度弱。1工程概况六盘山隧道位于青岛至兰州高速公路（国家高速公路网规划中18条横线的第6条重要路段），是我国西部高原上第一座特长的高速公路隧道，也是青兰高速在宁夏回族自治区境内的唯一一座极其重要的隧道工程，六盘山隧道左线长9490m，右线长9480m，隧道2#斜井段位于宁夏回族自治区固原市隆德县境内，全部为Ⅳ级围岩。2#斜井作为施工辅助通道，全长932m，断面面积约100m2，隧道平面为R=

3、1025m的曲线，与主洞呈55°交角。斜井进、出口里程分别为：K0+932、K0+000。斜井的纵坡为12.952%，在K0+411~K0+521位置设置纵坡为3.003%的缓冲段，最大埋深为225m。3总体方案传统的横洞进正洞挑顶施工是通过小导洞采用圆曲线进入正洞的方式，待到达正洞中线时再扩挖断面至正洞设计轮廓线。这种施工方法较为繁琐，工期长并且需要拆除的临时支护较多。根据六盘山隧道，工程地质，纵断面图斜井与正洞交叉口处为中风化粉砂质泥岩，斜井与正洞交汇处围岩级别为Ⅳ级，设计衬砌类型为Ⅳ级加强。为保证施工安全，通过挑顶导洞将正洞拱顶轮廓开挖出来，并及时施做导洞临时初期支护，

4、导洞成型后及时施做拱部初期支护，然后再按照三台阶法预留核心土法开挖正洞（见图1）。施工过程中需拆除的临时支护工程量很小，避免了对围岩造成较大的扰动。2隧址区地质及围岩情况隧址区的次级区域地质构造为祁吕贺山字型构造体系的脊柱——贺兰山褶皱带南段，陇西系旋卷构造——六盘山旋回褶皱带的中部及伊峡盾地的西南部，属六盘山大断裂与月亮山——六盘山西麓断裂带的相挟部位，隧址区内主要为一套连续的，保持完整的，波状弯曲的褶皱地质构【收稿日期】2014-05-04【作者简介】唐锐（1987-），男，湖北武昌人，硕士研究生，助理工程师，主要从事隧道设计与研究工作。28唐锐：六盘山隧道大断面挑顶施工

5、技术在斜井中线位置开挖6.4m×6m（高×宽）的导洞，采用I18工字钢加工的门架（如图3所示），高出正洞开挖线26cm以保障正洞钢架断面尺寸；开挖每循环进尺3m，开挖后采用方形门架进行临时支护，间距1m，共计6榀。第七榀门架高为6.27m，第八榀门架高为6.03m，第九榀门架高为5.6m，第十榀门架高为4.93m，第十一榀门架高为3.91m，门架高度依次降低（如图4、图5所示），从而保障正洞左侧开挖轮廓线的圆顺。门架锁脚采用Φ42的锁脚锚管进行固定，并对顶部钢架进行锚喷支护，两侧进行喷混凝土封闭处理。施工中，导洞临时支护体系中的顶部钢架横梁位于正洞初期支护外，后期施做套拱和进

6、行正洞初期支护时不再取出，导洞开挖如图6所示。图1隧道交叉口施工平面示意图4施工技术4.1斜井段加强支护根据隧道地质勘测和斜井开挖实际揭露，洞身围岩主要为中风化粉砂质泥岩，斜井与正洞相交处应力集中，结构受力复杂。为确保该段施工安全，满足施工运营需要，2#斜井66.7m的施工辅助通道前16.7m按2#斜井运输通道衬砌结构设计施作支护，其中钢拱架纵向间0.9m；从交叉口位置至施工辅助坑50m范围内按Ⅳ级加强围岩衬砌支护类型进行支护。在距正洞10m范围内采用Ⅳ级加强加大、加24cm的钢拱架15榀；在斜井加大钢架段立平行正洞的钢架15榀，将斜井与交叉口的交叉三角位置进行双排拱架支护。

7、斜井靠近正洞右侧边线位置5榀加大钢架采用I18钢架进行加强支护，在与正洞边线相切的地方并排架立两榀I18钢拱架（如图2所示）。600图3导洞门架示意图设计基线图2交叉口平行正洞的钢架结构图考虑到交叉口处正洞初期支护对斜井存在纵向推力，在进行下一步施工前先对交叉口段斜井施做25m长的二衬，以确保斜井安全。斜井交叉口段25m范围内初期支护闭合成环，二次衬砌采用C30钢筋混凝土，厚40cm，仰拱填充C20混凝土。4.2导洞施工在交汇点部位开挖后，采用侧翻式装载机及20t自卸汽车出碴。开挖后利用第一茬炮洞碴将开