西安建工集团有限公司 陕西西安 710065
摘要：通过蒙华铁路高阳山隧道斜井与正洞的洞室转换施工技术经验，总结出长大隧道洞室转换施工技术，为快速安全完成隧道洞室转换提供经验借鉴。
关键词：单洞双线隧道；里程；斜井；洞室转换
1工程概况
新建蒙西至华中地区铁路煤运通道MHTJ-14标段高阳山隧道位于三门峡市陕州区境内，起讫里程改DIIK649+273～改DIIK654+040，全长4767m，最大埋深为160.5m，为单洞双线隧道。高阳山隧道1号斜井采用双车道无轨运输方式，与高阳山隧道交会里程为DIIK650+380，斜井总长185m（平距），斜井与高阳山隧道线路平面交角（小里程）为56°25′48″，斜井内坡段最大坡度为8%。1号斜井与高阳山隧道正洞交叉段DIIK65+361～DIIK65+394段设计围岩为Ⅳc，为粉质粘土地段。
2总体施工方案
高阳山隧道1号斜井洞室转换采用横向门架法进行施工。
（1）自斜0+14.30处开始洞室转换至斜0+4.60处，采用12榀格栅钢架按偏离法线法架立钢架。
（2）斜井上台阶开挖支护接近斜0+7.06时逐渐开始挑顶开挖，每次挑顶开挖不得大于2榀拱架间距。
（3）在斜井与正洞交叉口段斜0+4.60处立设3榀I25a型加强环钢架，保证相交地段围岩的稳定。并为该处正洞钢架提供落脚点，正洞上台阶钢架底脚与I25a型加强环钢架进行焊接，且焊接必须牢固。
（4）斜井自斜0+4.47横向施工至正洞对侧开挖支护采用19榀I18型门架进行临时支护。横向立设门型I18钢架，钢架间距为0.6m。门型钢架下边缘高程比该处正洞设计初期支护钢架顶高程超高7cm。
（5）先分段立设斜井与正洞交叉口段正洞格栅钢架，首先施工DIIK65+373.45～DIIK65+382.45段格栅钢架。该段10榀异形格栅钢架一端分别焊接于加强环的钢架横梁上。之后施工大里程方向DIIK65+382.45～DIIK65+383.25段及小里程方向DIIK65+373.45～DIIK65+371.65段，该两段共计3榀异形格栅钢架一端焊接于加强环的钢架横梁上。接着施工大里程方向DIIK65+383.25～DIIK65+393.25段及小里程方向DIIK65+371.65～DIIK65+361.65段，最后喷射混凝土封闭掌子面，暂停正洞开挖。
（6）进行斜井下台阶开挖支护及高阳山隧道正洞中台阶开挖支护、下台阶开挖支护。下台阶落底后及时进行斜进铺底、正洞仰拱混凝土施工，以便初期支护与铺底、正洞仰拱尽早封闭成环，确保施工安全。
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图1 1号斜井挑顶高阳山隧道立面图
3主要施工顺序
（1）第一步：斜井上台阶开挖支护施工，在斜0+14.30处开始洞室转换，采用12榀格栅钢架按偏离法线法架立钢架，向正洞交叉口段垂直于线路法线方向进行调整。
当斜井上台阶开挖支护接近斜0+7.06时逐渐开始挑顶开挖。斜井拱顶抬高坡度控制在18°左右，每次挑顶开挖不得大于2榀拱架间距。
当斜井上台阶挑顶施工开挖支护施工接近斜0+8.58里程时，将斜井开挖断面的左侧部分轮廓进行放大25cm，为斜井口立设3榀加强环钢架做好施工准备。
当斜井上台阶挑顶施工开挖支护按偏离法线法施工接近交叉口段正洞最外侧时，将斜井开挖断面的右侧部分轮廓进行放大25cm，为斜井口立设3榀加强环钢架做好施工准备。
当斜井上台阶挑顶施工开挖支护施工到斜0+3.60里程时，停止挑顶施工。在斜0+4.47里程处立设第一榀门架，为方便施工调整第二榀门架间距，将钢架安设里程定为斜0+3.72。门型钢架下边缘高程比该处正洞设计初期支护钢架顶高程超高7cm。
①超前支护参数为：根据设计要求在拱部136°51′46″范围内设置超前小导管进行超前预支护。小导管采用热轧无缝钢花管，外径42mm，壁厚3.5mm，L＝4.0m。环向间距为40cm，外插角5°～10°，超前小导管纵向搭接长度不小于1m。注水灰比1：1水泥浆液，注浆压力0.5～1.0MPa。
②初期支护参数为：拱墙喷射C25混凝土厚25cm，拱墙设置φ8钢筋网片，网格尺寸为20×20cm。钢架各节点采用Φ16定位系筋（长1m）定位，沿环向左右侧间距1m布置1根，并与钢架焊接。纵向两榀钢架之间采用Φ22纵向连接筋连接，环向间距1m。格栅钢架为H180型格栅钢架，门架采用I18型工字钢。格栅钢架及门架的底脚设置连接槽钢。
（2）第二步：在斜井与正洞交叉口段斜0+4.60处立设3榀I25a型加强环钢架，型钢钢架间距为12.6cm，在斜0+4.60处的加强环钢架紧贴第一榀门架立设，并与门架焊接牢固，形成一体。
加强环段初期支护参数参考前面。加强环钢架为I25a型钢钢架。在钢架底脚设置连接槽钢。在进行喷射混凝土时，加强环钢架的顶部钢架横梁部位暂时不进行喷射混凝土，待正洞钢架落脚后再进行喷射混凝土。
（3）第三步：在斜0+3.60处采用I18门架横向进入高阳山隧道正洞，门架斜向上爬坡至正洞顶后，以平坡向前开挖支护至隧道左侧边墙，斜井自斜0+3.60至正洞隧道左侧边墙共需要17榀I18门型钢架。门架间距为0.6 m。在开挖正洞时将影响部分割除。采用超前小导管支护加初期支护的支护方式（参数参考前面）。
（4）第四步：第一阶段门架法施工宽度范围内正洞上台阶格栅钢架施工，立设斜井与正洞交叉口段正洞DIIK65+373.45～DIIK65+382.45段上台阶格栅钢架，初期支护（参数参考前面）。
第二阶段正洞大里程方向上台阶开挖支护施工，施工斜井与正洞交叉口段大里程方向正洞DIIK65+382.45～DIIK65+383.25段上台阶开挖支护，该段1榀异形格栅钢架一端焊接于加强环的钢架横梁上。
在正洞上台阶开挖支护施工过程中，沿隧道正洞方向拆除大里程方向受影响的临时支护门架钢架立柱。现场施工过程中根据现场实际情况调整DIIK65+383.25里程处的格栅钢架，使该异形钢架的一端位于加强环的钢架横梁的最末端上，初期支护（参数参考前面）。
第三阶段正洞小里程方向上台阶开挖支护施工，掉头施工斜井与正洞交叉口段小里程方向正洞DIIK65+373.45～DIIK65+371.65段上台阶开挖支护，该段2榀异形格栅钢架一端焊接于加强环的钢架横梁上。在正洞上台阶开挖支护施工过程中，沿隧道正洞方向拆除小里程方向受影响的临时支护门架钢架立柱。场施工过程中根据现场实际情况调整DIIK65+371.65里程处的格栅钢架，使该异形钢架的一端位于加强环的钢架横梁的最末端上。初期支护（参数参考前面），在钢架底脚设置连接槽钢。
（5）第五步：施工大里程方向DIIK65+383.25～DIIK65+393.25段上台阶开挖支护，该段格栅钢架为正常衬砌断面钢架。开挖支护施工至DIIK65+393.25里程处喷射混凝土封闭掌子面，暂停该方向开挖支护。采用超前小导管预支护、初期支护（参数参考前面）。
（6）第六步：掉头施工小里程方向DIIK65+371.65～DIIK65+361.65段上台阶开挖支护。该段格栅钢架为正常衬砌断面钢架。当开挖支护施工到DIIK65+369.65里程时，利用该里程处的初期支护格栅钢架按照设计要求在拱部120°范围内施作第一环φ89管棚。
开挖支护施工至DIIK65+361.65里程处喷射混凝土封闭掌子面，暂停该方向开挖支护。施工斜井剩余地段下台阶开挖支护，之后施工高阳山隧道正洞交叉口段中台阶开挖支护、下台阶开挖支护。
下台阶落底后及时进行斜进铺底、正洞仰拱混凝土施工，以便初期支护与铺底、正洞仰拱尽早成环，确保施工安全。
超前管棚支护参数为：在拱部120°范围内设置φ89管棚进行超前预支护。
管棚采用热轧无缝钢花管外径89mm，壁厚5mm，L＝10.0m。环向间距为3根/m外插角7°～11°，超前管棚纵向搭接长度不小于3m，钢花管上钻注浆孔，孔径10～16mm，间距15cm，呈梅花形布置，尾部留不钻孔的止浆段110cm，用M15水泥砂浆封孔（地质为粉质粘土，不注浆）。超前小导管和初期支护（参数参考前面）配合管棚施工。
4施工要点及注意事项
正洞与斜井相交地段处于受力不均衡地段，为保证正洞安全挑顶施工的完成，正洞初期支护必须坐落于一个牢固的落脚平台（加强环），同时应加强该段正洞初期支护的锁脚锚管施工，防止拱架下沉。
（1）交叉口处加强环设置
为确保挑顶段正洞施工安全，在斜井与正洞交接处设置型钢加强环，加强环设置3榀I25a型钢架，钢架间采用直径Φ22钢筋连接，C25混凝土覆盖钢架。在进行喷射混凝土覆盖钢架时，加强环钢架的顶部钢架横梁部位暂时不进行喷射混凝土，待正洞钢架落脚后再进行喷射混凝土。
（2）连接槽钢设置
洞室转换施工期间，在斜井格栅钢架、门架、加强环钢架等钢架的底脚部位均设置连接槽钢。连接槽钢的长度与开循环开挖支护的长度相适应。钢架与连接槽钢之间的间隙采用混凝土垫块进行锲紧。在喷射混凝施工作业时将钢架与连接槽钢之间的空隙喷填密实。
（3）缺口段正洞仰拱钢架连接
交叉口段正洞仰拱钢架在斜井与正洞相交段存在缺口，不能封闭成环。在洞室转换施工时，各缺口钢架须进行调整处理方能实现封闭成环。将缺口段仰拱钢架对应的弧形钢架及最后的直线段钢架统一调整成直线段钢架与加强环处的斜井底板钢架进行连接。该部位仰拱钢架安装完毕后，对应斜井底板混凝土高程以下的部分进行喷射混凝喷填密实。对应斜井底板混凝土高程以上的部分在浇注斜井底板混凝土时用混凝土进行浇筑封闭。
结束语
目前，隧道正洞与斜井已完成洞室转化，从监控量测的数据来看，变形量满足设计规范要求，斜井与正洞交叉口围岩稳定，保证了隧道施工的顺利进行。
参考文献：
[1]《铁路隧道工程施工技术指南》（TZ204-2008）；
[2]《铁路隧道工程施工质量验收标准》（TB10417-2003）；
[3]《铁路隧道工程施工安全技术规程》（TB10304-2009）；