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[摘 要]目前，随着我国社会经济的快速快速，交通能源等基础设施建设日益重要并逐渐上升到国家战略层面的高度。伴随交通设施的建设，大量隧道工程不断涌现，在长隧道、特长隧道工程的建设中，基于多方面的原因，常需增设斜井。由于斜井转正洞交叉段空间结构与施工过程复杂、结构受力转换频繁、围岩应力分布、支护结构变形、隧道施工对围岩的扰动情况等较为复杂，导致施工方案多以经验设计为主。合理正确的隧道斜井挑顶施工方法不仅可以保证隧道施工的快速推进，保证施工人员的安全，也可以在一定程度上节省投资。
[关键词]隧道工程，斜井，围岩应力，支护结构，挑顶施工
中图分类号：U455.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）30-0231-01
1.前言
随着我国经济建设的发展，在铁路、公路、水电、跨流域调水及采矿等领域将会修建更多的长大隧道工程[1-2]。伴随隧道兴建规模的扩大，隧道围岩稳定性的问题显的越来越重要，为揭示隧道围岩在隧道开挖过程中发生破坏的机理，适应隧道设计与施工技术发展的需求，对隧道围岩稳定性评价进行深入、系统的研究是十分必要的[3]。大量工程实践证明，斜井在长隧道、特长隧道工程的建设过程中，发挥着重要的作用。然而由于斜井挑顶施工过程中，结构受力转换频繁，围岩应力分布、支护结构变形、隧道施工对围岩的扰动情况等尚不十分清楚，已有文献中多是对特定隧道斜井施工技术的介绍，其施工方案亦是以经验设计为主，而对其工法力学行为与空间效应的研究还较少，研究斜井挑顶施工方法是有必要的。
2.工程概况
某隧道进口段里程为DK255+192～DK259+915，长4723m，设置两座斜井，0号斜井长466m，与正洞相交里程为DK256+700，夹角为53°2’45.5”；1号斜井全长1468.579m，与正洞相交里程为DK259+100，夹角为62.5°。0号斜井承担着隧道主洞DK256+700～DK255+925段775m，DK256+700～DK258+125段1425米，合计2200m施工及斜井自身施工任务，斜井施工质量直接影响施工过程及后续施工的安全。
2.1斜井围岩及衬砌围岩情况
该隧道0#斜井与正洞左线交于DK256+700，斜井Ⅲ级围岩215.2m，占48.2%，Ⅳ级围岩189m，占42.4%，Ⅴ级围岩42m，占9.41%；斜井与正洞交叉处设计为Ⅲ级围岩，灰岩、板岩，弱风化，薄～厚层状，岩质较硬，岩体较完整。洞身埋藏较深，有可能发生岩爆，灰岩段溶蚀发育程度弱～中等。
2.2设计支护情况
（1）斜井支护参数：初期支护采用I18型钢钢架；喷锚支护采用φ22组合中空锚杆及φ22系统砂浆锚杆；C25喷射砼25cm，C30模筑衬砌40cm。
（2）正洞支护参数：正洞采用降低一级围岩复合式衬砌结构，即Ⅳ级加强复合式衬砌设计结构，为了确保斜井与正洞交叉段的结构安全，初期支护采用I18型钢钢架，拱部φ22组合中空注浆锚杆。
3. 总体施工方法
由于0号斜井与正洞交界处为Ⅲ级围岩，故采用横向爬坡棚架法挑顶进洞；斜井由里程0斜0+20.71～至0斜0+08.94段，开挖面由辅助坑道标准断面逐渐过渡到与正洞相交处的加高加宽断面，并在0斜0+16.35处设置加强环，及时对交叉口处斜井施做模筑衬砌；斜井加固完毕后，从里程0斜0+12.33处沿垂直于正洞隧道中线的方向，斜向上开挖棚洞。
4. 总体施工方法及步骤
（1） 设置斜井加强环：斜井平坡开挖至正洞右侧边墙位置，在斜井与正洞相交处，斜井初期支护外侧增设紧密排列的三榀I25a门型钢架，门型钢架横梁牢固焊接于斜井钢拱架顶部。喷射与斜井初期支护同等级混凝土与斜井初期支护联为一体，形成斜井加强环。加强环门架底脚处采取扩大拱脚，每侧增设φ42锁脚锚管6根，为正洞初期支护提供安全保证；同时避免下步正洞跨越斜井时，因应力集中导致斜井交叉口处支护及衬砌变形开裂，为交叉口段正洞扩挖施工提供安全保障。
（2） 施做交叉口处斜井模筑砼：斜井交叉口段10米范围内铺底加设I18工字钢横撑，使初期支护闭合成环；模筑衬砌采用C35钢筋混凝土，厚35cm；铺底C25砼，在斜井0斜0+25铺底砼中埋设由2cm钢板焊制的1m×1.5m×1.5m水箱，并安设水泵、延伸至洞外的水管及时抽排掌子面积水。
（3） 施做挑顶小导洞：导洞拱顶高程超出正洞设计开挖线20cm，过正洞中轴线后，再向正洞中轴线右侧平坡开挖6.9m，棚洞临时支护及时跟进。临时支护为架立型钢钢架、挂网喷锚联合支护，以确保导洞开挖的安全。
4.1正洞初期支护施工
棚洞施工完毕以后，在棚洞内侧按正洞初期支护参数进行正洞初期支护施工。正洞钢架右侧落脚于斜井加强环门形钢架的横梁上。
首先，往大里程方向掘进及支护，再往小里程方向掘进及支护，在施工完斜井与正洞相交段正洞初期支护时，停止正洞小里程方向上导掘进。开挖及支护大里程方向DK256+698～DK256+703段上导，每次开挖不超过1米。开挖及支护小里程方向DK256+687～DK256+672段上导每次开挖不超过1米。同样的工序大里程掘进至DK256+708，小里程掘进至DK256+677，停止上导掘进，同时开始中导掘进及支护。中导从DK256+692.5向两边分别掘进支护，待大里程至DK256+703，小里程至DK256+682，停止中导掘进，开始下导掘进及支护。下导从DK256+692.5向两边分别掘进支护，待大里程至DK256+698，小里程至DK256+687，停止下导掘进。开挖及支护小里程方向DK256+677～DK256+673段上导，并同时开挖及支护DK256+682～DK256+677段中导，及时开挖及支护DK256+687～DK256+682段下导，中、下导每次开挖不超过1米。开挖及支护大里程方向DK256+708～DK256+712段上导，并同时开挖及支护DK256+703～DK256+708段中导，及时开挖及支护DK256+698～DK256+703段下导，中、下导每次开挖不超过1米。开挖DK256+682～DK256+703段仰拱，根据围岩地质条件，仰拱每次开挖长度不超过6～8m，施作此段仰拱混凝土，支护封闭成环。在两端下导相距60米时，可同时开挖及支护。仰拱离下导距离始终控制在10米左右。根据围岩量测情况及时施作二衬混凝土，保证结构安全。
4.2施工注意事项
（1）初期支护及时封闭成环，交叉口正洞60m内每5米做一个断面围岩监控量测，按规范要求频率实施围岩监控量测。（2）交叉段地质情况为第四系底层砂质新黄土，土质疏松，含水量大，因此隧道开挖时预留了20cm沉降量，确保此处的二次衬砌厚度。（3）重视临时支护体系和各钢架锁脚锚杆的施工质量。
5.结语
该挑顶施工方法难度小且可以保证施工安全，加快了挑顶施工速度，施工发生的费用相比其他方法要少。该方案能够加快斜井挑顶施工进度，同时又能确保施工安全，减少施工费用，对我国长大隧道斜井施工提供了宝贵的经验。
参考文献
[1]罗宇辉. 龙华山隧道斜井进入正洞挑顶施工技术[J]. 经营管理者，2014，（20）： 364-366.
[2]郭永军. 浅谈高速铁路黄土隧道斜井挑顶[J]. 山西建筑，2011，（17）： 160-162.
[3]邓保平. 汾西新柳煤矿小煤窑破坏区复采技术研究[D]； 中国矿业大学（北京），2013.
[关键词]隧道工程，斜井，围岩应力，支护结构，挑顶施工
中图分类号：U455.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）30-0231-01
1.前言
随着我国经济建设的发展，在铁路、公路、水电、跨流域调水及采矿等领域将会修建更多的长大隧道工程[1-2]。伴随隧道兴建规模的扩大，隧道围岩稳定性的问题显的越来越重要，为揭示隧道围岩在隧道开挖过程中发生破坏的机理，适应隧道设计与施工技术发展的需求，对隧道围岩稳定性评价进行深入、系统的研究是十分必要的[3]。大量工程实践证明，斜井在长隧道、特长隧道工程的建设过程中，发挥着重要的作用。然而由于斜井挑顶施工过程中，结构受力转换频繁，围岩应力分布、支护结构变形、隧道施工对围岩的扰动情况等尚不十分清楚，已有文献中多是对特定隧道斜井施工技术的介绍，其施工方案亦是以经验设计为主，而对其工法力学行为与空间效应的研究还较少，研究斜井挑顶施工方法是有必要的。
2.工程概况
某隧道进口段里程为DK255+192～DK259+915，长4723m，设置两座斜井，0号斜井长466m，与正洞相交里程为DK256+700，夹角为53°2’45.5”；1号斜井全长1468.579m，与正洞相交里程为DK259+100，夹角为62.5°。0号斜井承担着隧道主洞DK256+700～DK255+925段775m，DK256+700～DK258+125段1425米，合计2200m施工及斜井自身施工任务，斜井施工质量直接影响施工过程及后续施工的安全。
2.1斜井围岩及衬砌围岩情况
该隧道0#斜井与正洞左线交于DK256+700，斜井Ⅲ级围岩215.2m，占48.2%，Ⅳ级围岩189m，占42.4%，Ⅴ级围岩42m，占9.41%；斜井与正洞交叉处设计为Ⅲ级围岩，灰岩、板岩，弱风化，薄～厚层状，岩质较硬，岩体较完整。洞身埋藏较深，有可能发生岩爆，灰岩段溶蚀发育程度弱～中等。
2.2设计支护情况
（1）斜井支护参数：初期支护采用I18型钢钢架；喷锚支护采用φ22组合中空锚杆及φ22系统砂浆锚杆；C25喷射砼25cm，C30模筑衬砌40cm。
（2）正洞支护参数：正洞采用降低一级围岩复合式衬砌结构，即Ⅳ级加强复合式衬砌设计结构，为了确保斜井与正洞交叉段的结构安全，初期支护采用I18型钢钢架，拱部φ22组合中空注浆锚杆。
3. 总体施工方法
由于0号斜井与正洞交界处为Ⅲ级围岩，故采用横向爬坡棚架法挑顶进洞；斜井由里程0斜0+20.71～至0斜0+08.94段，开挖面由辅助坑道标准断面逐渐过渡到与正洞相交处的加高加宽断面，并在0斜0+16.35处设置加强环，及时对交叉口处斜井施做模筑衬砌；斜井加固完毕后，从里程0斜0+12.33处沿垂直于正洞隧道中线的方向，斜向上开挖棚洞。
4. 总体施工方法及步骤
（1） 设置斜井加强环：斜井平坡开挖至正洞右侧边墙位置，在斜井与正洞相交处，斜井初期支护外侧增设紧密排列的三榀I25a门型钢架，门型钢架横梁牢固焊接于斜井钢拱架顶部。喷射与斜井初期支护同等级混凝土与斜井初期支护联为一体，形成斜井加强环。加强环门架底脚处采取扩大拱脚，每侧增设φ42锁脚锚管6根，为正洞初期支护提供安全保证；同时避免下步正洞跨越斜井时，因应力集中导致斜井交叉口处支护及衬砌变形开裂，为交叉口段正洞扩挖施工提供安全保障。
（2） 施做交叉口处斜井模筑砼：斜井交叉口段10米范围内铺底加设I18工字钢横撑，使初期支护闭合成环；模筑衬砌采用C35钢筋混凝土，厚35cm；铺底C25砼，在斜井0斜0+25铺底砼中埋设由2cm钢板焊制的1m×1.5m×1.5m水箱，并安设水泵、延伸至洞外的水管及时抽排掌子面积水。
（3） 施做挑顶小导洞：导洞拱顶高程超出正洞设计开挖线20cm，过正洞中轴线后，再向正洞中轴线右侧平坡开挖6.9m，棚洞临时支护及时跟进。临时支护为架立型钢钢架、挂网喷锚联合支护，以确保导洞开挖的安全。
4.1正洞初期支护施工
棚洞施工完毕以后，在棚洞内侧按正洞初期支护参数进行正洞初期支护施工。正洞钢架右侧落脚于斜井加强环门形钢架的横梁上。
首先，往大里程方向掘进及支护，再往小里程方向掘进及支护，在施工完斜井与正洞相交段正洞初期支护时，停止正洞小里程方向上导掘进。开挖及支护大里程方向DK256+698～DK256+703段上导，每次开挖不超过1米。开挖及支护小里程方向DK256+687～DK256+672段上导每次开挖不超过1米。同样的工序大里程掘进至DK256+708，小里程掘进至DK256+677，停止上导掘进，同时开始中导掘进及支护。中导从DK256+692.5向两边分别掘进支护，待大里程至DK256+703，小里程至DK256+682，停止中导掘进，开始下导掘进及支护。下导从DK256+692.5向两边分别掘进支护，待大里程至DK256+698，小里程至DK256+687，停止下导掘进。开挖及支护小里程方向DK256+677～DK256+673段上导，并同时开挖及支护DK256+682～DK256+677段中导，及时开挖及支护DK256+687～DK256+682段下导，中、下导每次开挖不超过1米。开挖及支护大里程方向DK256+708～DK256+712段上导，并同时开挖及支护DK256+703～DK256+708段中导，及时开挖及支护DK256+698～DK256+703段下导，中、下导每次开挖不超过1米。开挖DK256+682～DK256+703段仰拱，根据围岩地质条件，仰拱每次开挖长度不超过6～8m，施作此段仰拱混凝土，支护封闭成环。在两端下导相距60米时，可同时开挖及支护。仰拱离下导距离始终控制在10米左右。根据围岩量测情况及时施作二衬混凝土，保证结构安全。
4.2施工注意事项
（1）初期支护及时封闭成环，交叉口正洞60m内每5米做一个断面围岩监控量测，按规范要求频率实施围岩监控量测。（2）交叉段地质情况为第四系底层砂质新黄土，土质疏松，含水量大，因此隧道开挖时预留了20cm沉降量，确保此处的二次衬砌厚度。（3）重视临时支护体系和各钢架锁脚锚杆的施工质量。
5.结语
该挑顶施工方法难度小且可以保证施工安全，加快了挑顶施工速度，施工发生的费用相比其他方法要少。该方案能够加快斜井挑顶施工进度，同时又能确保施工安全，减少施工费用，对我国长大隧道斜井施工提供了宝贵的经验。
参考文献
[1]罗宇辉. 龙华山隧道斜井进入正洞挑顶施工技术[J]. 经营管理者，2014，（20）： 364-366.
[2]郭永军. 浅谈高速铁路黄土隧道斜井挑顶[J]. 山西建筑，2011，（17）： 160-162.
[3]邓保平. 汾西新柳煤矿小煤窑破坏区复采技术研究[D]； 中国矿业大学（北京），2013.