浅谈隧道掘进中的优化方案

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1优化的必要性

主洞开挖方式需优化。交叉口主洞原设计开挖方式为两台阶开挖，由于所处段落为Ⅲ级围岩加宽段，最大开挖宽度达14．70m，加上排风通道的临空面，采用上、下台阶开挖施工风险大。交叉口支护形式需优化。交叉口所处围岩为Ⅲ级围岩，排风通道支护形式为:超前支护为22早强砂浆超前锚杆，初期支护为Ⅰ14@1m钢拱架、22全螺纹砂浆锚杆、8钢筋网片和20cm厚C25喷射混凝土，二次衬砌为40cm厚的C30钢筋混凝土，隧道设计预留变形量为5cm。主线所处围岩为Ⅲ级围岩，支护形式为:初期支护为Ⅰ16@1．2m钢拱架、22全螺纹砂浆锚杆、8钢筋网片和22cm厚C25喷射混凝土，二次衬砌为45cm厚的C30钢筋混凝土，隧道设计预留变形量为7cm。交叉口所处结构复杂，且临空面较大较多，主洞设计没有超前支护，施工安全风险大。右线排烟通道需优化。斜井右线排烟通道经主线左洞拱顶6m通至右洞，施工难点在于60．11°上坡段和52．15%下坡段，坡度大势必加大施工难度，增加施工时间，并且大坡度带来较大安全风险。与交叉口相距最近处车行横洞需优化。斜井排风通道优化后，斜井与左线主动相交桩号为ZK16+581．320，与ZK16+449．884车行横洞相距131．436m。该段围岩开挖完成至少需要43．4d，考虑二次衬砌的及时跟进，二次衬砌完成至少另需22d。如由ZK16+449．884车行横洞进入主线右洞，势必对隧道工期形成很大制约。施工组织需优化。由于交叉口临空面多、主洞断面大，需要合理安排施工组织，减少对各个工作面的扰动。

2优化方案

进入左线排风联络风道的优化。我项目积极与业主及设计院进行沟通，邀请设计院到斜井施工现场进行踏勘，经过多方沟通与研究决定:为了斜井可以有效的分担主洞施工任务，对于原设计斜井内轮廓进行扩大变更。原设计5m净宽排风联络通道调整为8．8m净宽;原设计2m半径转角调整为30m半径转角。该项优化不仅有利于现场施工，而且排风联络风道断面的加大改善了洞内排风效果。主洞开挖方式的优化。首先斜井以导坑形式进入左洞，在导坑完成后，采用上、中、下三台阶预留核心土方式开挖。为了减少超欠挖，降低二次扰动，完善炮眼布置，保证开挖轮廓面一次成型。交叉口支护形式的优化。排风通道支护加强:靠近主洞10m范围内，原设计超前支护为22早强砂浆超前锚杆加强为42超前小导管，原设计初期支护为Ⅰ14@1m钢拱架加强为Ⅰ16@1m钢拱架，靠近主洞处拱架加强为Ⅰ20，隧道预留变形量提高为10cm。主线靠近交叉口20m范围内，增加42超前小导管超前支护，原设计初期支护为Ⅰ16@1．2m钢拱架加强为Ⅰ18@1m钢拱架，并在靠近交叉口处采用Ⅰ20钢拱架，隧道预留变形量提高为15cm。交叉口右线排烟通道和与交叉口相距最近处车行横洞的优化。交叉口处、左洞与右洞净距37m。考虑到交叉口结构复杂，我项目用地质雷达对该段围岩进行了超前地质预报，检测结果显示岩体完整、围岩变化小、无水。在此前提下，我项目将ZK16+449．884车行横洞处调整至此，提前2个月实现了斜井由左洞进入右洞的目标。并且，原先T字形的交叉口，在增加进入右洞的横洞后，改变为十字形，有效提高了洞内通风排烟效果。施工组织的优化。工序优化。在斜井进入左洞后，采用地质雷达分别对3，4标方向围岩进行了超前地质预报，检测结果表明3标方向围岩较好。为减少扰动，我项目首先往3标方向施工进尺30m，然后往4标方向施工。各个工作面同时施工组织的优化。在左、右洞多个工作面开展后，各个工作面统筹协调，斜井作为进出洞唯一通道，减少车辆行驶干扰。另外，我项目极其重视监控量测的指导作用，施工中根据监控量测结果，及时调整了支护参数，施工得以顺利进行。

3结语

目前左洞完成开挖618m，右洞完成开挖207m，施工进度在隧道三个施工工区中处于第一。实践证明，以上优化措施在隧道斜井得到成功应用，不但保证了施工质量，而且降低了施工难度和安全风险，并节约了2个月工期，可为以后类似隧道交叉口施工提供一定的借鉴和参考。

作者：王晋璧单位：山西省交通规划勘察设计院