许明军

(中铁十二局集团第七工程有限公司，湖南长沙410004)

1 工程概况

中心医院站～淮塔东路站区间(简称中淮区间)起止里程为右K10+431.587～K11+354.059，区间全长约922 m，在联络线与正线分离处里程右K11+013.262设置一座临时施工竖井和横通道，承担矿山法施工任务。本区间含联络线一处，连接2号线和3号线，联络线由2号线左线衍射至3号线淮塔东路站，联络线单洞单线部分长约456.9 m，与2号线左线接岔段变断面隧道长约99.8 m，其中横通道进洞位置单洞双线变断面隧道尺寸为11.7 m×15.6 m，采用CD法施工。隧道地层自上而下可分别为杂填土、黏土、中风化灰岩，大断面隧道洞身全部位于中风化灰岩地层，洞顶埋深约22.6 m，岩溶较为发育。竖井及区间线路平面位置详见图1。

图1 竖井及区间线路平面位置

2 进洞施工难点及顺序

2.1 进洞施工难点分析

根据工程总体施工安排与工程进展，大断面隧道进洞施工时，横通道承担的其它4个隧道进洞施工已完成，并正在进行隧道开挖及初期支护施工。施工期间交叉影响大，安全风险高，施工难度大，不仅要减少对其它隧道的施工干扰，还要保证隧道及横通道支护结构稳定和施工安全是控制的重难点，具体体现为以下几方面：

(1)大断面隧道进洞时对洞门及横通道支护结构安全的控制。隧道洞径大，进洞施工本身存在较大安全风险；横通道承担的其它4个隧道洞门已经施工，大断面进洞施工时需拆除大断面范围内横通道临时支撑进行换撑，换撑后横通道直拱墙约12 m×11.7 m范围无临时支撑，横通道结构受力二次转换存在较大安全风险。

(2)大断面隧道进洞施工时如何减少施工干扰，确保其它隧道工作面能正常施工。大断面紧邻竖井，进洞施工各工序作业，渣土堆放占用横通道，直接影响其它隧道材料、渣土运输等作业和人员安全，以及洞门爆破飞石对横通道风、水、电等管线造成损坏等影响。

(3)大断面隧道洞高约11.7 m，解决施工作业平台、人员施工安全、爆破出渣等问题是施工控制的难点。

2.2 进洞施工顺序

大断面隧道从横通道进洞通过搭设安全通道棚架和移动作业平台组织施工，对风、水、电等管线进行改移和保护，对横通道换撑和洞门加固方案进行优化，减少进洞施工干扰，确保进洞施工安全。施工顺序安排见图2。

图2 进洞施工流程

3 主要施工技术

3.1 安全通道棚架技术

为减少施工干扰，采用安全通道棚架技术，既能有效防止横通道上方大断面隧道作业时高处坠落给下方行人、车辆带来安全风险，又能为大断面隧道施工作业营造安全的施工环境。

棚架尺寸为18 m×4 m，棚架立柱、主纵梁均采用Ⅰ45a工字钢，棚架高3.5 m。主纵梁上方横向焊接Ⅰ25a工字钢横撑，间距1.5 m，横撑上方铺设活动式钢筋网片，网片尺寸1 m×3.5 m，网片边框采用φ42 mm焊管，网格采用φ8 mm钢筋、间距100 mm×100 mm焊接，网片上方铺设15 mm厚木模板。棚架立柱、主纵梁及横撑之间焊接牢固，确保棚架整体稳定性。

大断面爆破及出渣施工时，移开铺设的网片和木模板，渣土直接掉落至横通道路面，然后采用挖掘机快速转运渣土，恢复横通道通行。大断面隧道打眼、装药、格栅钢架安装、锚杆及喷射混凝土施工时，网片和木模板复原，提供作业平台，减少交叉施工干扰，确保施工安全。大断面隧道与棚架剖面位置详见图3。

图3 大断面隧道与安全通道棚剖面位置

3.2 移动作业平台技术

棚架顶面距大断面隧道拱顶约6 m，为解决棚架上方大断面隧道作业平台困难，在棚架上方制作移动作业平台，满足作业需求和保证人员安全，并同时解决了爆破飞石损坏平台的难点。

移动作业平台尺寸采用Ⅰ18工字钢、φ80 mm钢管、∠110×70×10角钢及φ8 mm钢筋网制作，底部设置4个轴承滑轮，并在棚架横撑上方纵向焊接两条Ⅰ18工字钢轨槽作为移动作业平台轨道。平台分上下两层，层高满足隧道台阶高度要求，每层平台周围安装防护栏杆。平台框架、钢筋网片及滑轮等焊接牢固，风枪作业施工时可增设临时斜撑，确保作业平台整体稳定性。隧道爆破施工时，移动平台，防止爆破飞石损坏平台；打眼、装药、格栅钢架安装、锚杆及喷射混凝土施工时，将平台推至作业面位置，满足施工要求。移动作业平台与隧道断面位置关系见图4。

图4 移动作业平台与断面位置关系剖面

3.3 加固环梁、小导管施工技术

大断面隧道进洞采用格栅锁口小导管、加固环梁及超前小导管超前支护的技术措施，以保证隧道洞门结构安全。

格栅锁口小导管：横通道格栅钢架安装时，在大断面隧道加固环梁轮廓外缘与横通道格栅钢架相交位置斜向45°发散打设3.5 m长φ42 mm钢花管，开洞范围为每榀横通道格栅钢架的断口处设置2根，每榀横通道格栅钢架设置4根，钢花管与格栅钢架焊接牢固并进行水泥注浆。

加固环梁及超前小导管：根据加固环梁尺寸300 mm×300 mm测量放样轮廓线，用风镐将加固环梁区域混凝土分层破除，露出格栅后采用气割慢慢将其割除，割除后及时安装加固环梁钢筋，拱部120°打设3.5 m长φ42 mm超前小导管，间距0.3 m，并将加固环梁钢筋与断口处格栅钢筋及超前小导管焊接牢固，小导管进行水泥注浆，然后模筑混凝土，待达到设计强度后，进行凿除洞门施工。加固环梁及小导管示意图见图5。

图5 加固环梁及小导管

3.4 换撑及加固小导管施工

加固环梁施工完成后在加固环梁位置设置换撑，换撑安装在横通道格栅钢架与加固环梁搭接位置，间距同横通道格栅钢架间距。换撑后大断面隧道对面横通道直拱墙12 m高区域无临时支撑，水平间距同横通道格栅钢架间距，竖向间距2 m设置4.5 m长φ42 mm小导管并进行水泥注浆加固。进洞施工时，根据进洞顺序分步拆除洞门范围内临时支撑，临时支撑拆除时采取隔一拆一，并进行监测，数据正常则拆除剩余部分，数据异常，应停止临时支撑拆除，并进行回撑和商讨处理措施，以保证横通道支护结构稳定。

3.5 大断面隧道进洞施工

大断面隧道采用CD法施工，开挖及初期支护分8步组织施工，开挖支护施工顺序为左①→左②→左③→左④→右①→右②→右③→右④，上下台阶开挖工作面相距保持约3～4 m，同一层左右开挖工作面相距不大于15 m。分步断面详见图6。

图6 CD法开挖支护分步断面

进洞时棚架以上隧道爆破渣土(如图7阴影区域)受台阶高度和棚架影响采用人工趴渣，剩余洞内渣土采用挖掘机趴渣，三轮汽车水平运至竖井龙门吊渣斗内，龙门吊垂直运输至渣土仓。

图7 进洞趴渣区域

4 结束语

通过将安全通道棚架、移动作业平台等施工技术合理运用在复杂环境下大断面横通道隧道进洞施工中，减少了施工干扰，保证了施工安全，加快了施工进度，实现预期目的，可为今后类似工程的施工提供参考。