為了維持井內(nèi)的安全作業(yè)環(huán)境，在施工期間，工作人員必須加強和加強孔頂。本文以隧道工程施工過程中斜井進正洞方式的施工方案、技術要點和工藝流程為主要研究對象，圍繞施工中的安全措施、操作原則進行詳細分析和探討。結(jié)合筆者在山西中南部鐵路通道(瓦日鐵路)項目西鐵城2號隧道施工中的實際經(jīng)驗，逐一細分解斜井進入正洞的頂部，明確施工中的注意事項和重要技術指標。改革開放以來，我國城市發(fā)展進程顯著加快。城市邊緣的外擴張和人口的增加給基礎設施建設等許多領域帶來了巨大的挑戰(zhàn)。為了追求更高的生活質(zhì)量，不僅要關注市場經(jīng)濟的活躍度，還要在工業(yè)、制造業(yè)、交通運輸?shù)确矫娌粩嘣黾油度�，有利于高新技術的研發(fā)和普及。近年來，實現(xiàn)立體交通網(wǎng)絡建設已成為國家和政府的主要發(fā)展目標。道路和鐵路建設過程中經(jīng)常涉及隧道開挖，隧道施工需要保證安全和施工效率。選擇合適的施工方案可以有效保證施工過程的安全。利用斜井施工作業(yè)法可以增加作業(yè)面，以低開發(fā)成本獲得更高的時間效益，整體提高隧道施工效率。另外，隧道完成建設并交付使用后，施工中產(chǎn)生的斜井也可作為緊急出口，完善隧道安全避難系統(tǒng)，充分發(fā)揮緊急儲備作用。

1隧道施工和地質(zhì)條件

應用斜井進正洞方式開挖的隧道施工應符合一定條件限制，其中主要起決定性作用的是項目所在地的地質(zhì)條件。具體包括挖掘隧道的整體方向、隧道與水平面的角度大小、開發(fā)過程中是否有曲線變化等，根據(jù)綜合開發(fā)過程的坡度變化規(guī)律和井與正洞之間的進入坡度設定合理的施工方案。確定相關參數(shù)和變量時，參考孔內(nèi)圍巖的等級和完整性，采用相應的支持加強方式。西鐵車2號隧道斜井與正洞在DK1080+356處相交，洞內(nèi)圍巖類型主要為弱風化頁巖，節(jié)理裂隙發(fā)育，圍巖較破碎，可觀察其結(jié)構(gòu)的完整性和一體性。斜井挖掘過程中，通常采用雙車道輔助坑完成運輸，根據(jù)施工規(guī)模的大小和隧道的總長度確定空白尺寸[1]。

在斜井與正洞的十字路口單獨設置排放地下水的溝槽，確保挖掘期間工地干燥。開展斜井與正孔交叉處的圍巖支護工序時，應根據(jù)圍巖等級制訂相應的支護方案，確定支護總體長度。支撐時，應綜合應用格柵鋼架、錨支撐等方式加強圍巖強度。施工開始后，要注意開口附近原始地形的變化，及時觀察地下水位的變化規(guī)律。一般的井進入正洞挖掘方式，在井口側(cè)仰坡邊緣線5m以外的位置設置切斷溝，確保具有一定傾斜角度的反坡，防止洞外的水倒入內(nèi)部。除了按照圖紙施工外，在隧道挖掘推進過程中，應根據(jù)實際情況及時調(diào)整支持方案和施工技術，以安全施工為首要原則[2]。

2施工方案與支護加強方式

2.1漸變段的施工與支護

在隧道開挖施工開始一段時間后，進入斜井轉(zhuǎn)正洞階段時，考慮到需將斜井作為永久保留的救援通道，應將斜井的相關參數(shù)和指標與救援通道的硬性規(guī)定對比求同。其中，漸變段路面的標高與電纜槽頂面的標高應保持一致。這樣既可以為施工車輛的通行提供便利，還可以在施工開挖線部分提升其準確率。斜井的拱頂高度應根據(jù)預先實地調(diào)查的結(jié)果和施工技術確定合理的數(shù)值，一般參照原始坡度小幅調(diào)整。在斜井與正洞開挖輪廓線交匯處可以適當增加拱頂?shù)母叱蹋�并讓交匯點的開挖斷面處于便于施工的合適面積段，從而保證后續(xù)斜井與正洞交叉點附近的邊墻能夠采用合適的支護方案。在實際的支護施工過程中，除開應用特定規(guī)格型鋼制做的加固門架外，還可以安裝單個中空錨進一步加固。需要注意的是，錨桿周圍必須使用4根以上的鎖腳錨來鎖定門架。只有經(jīng)過以上操作，才能噴射混凝土，將門架兩側(cè)與口罩體之間形成的間隙填補牢固，保證支撐結(jié)構(gòu)的整體牢固性。

2.2斜井轉(zhuǎn)正孔施工和支撐方案

進入施工階段，按圍巖類型、等級制定的支撐方案按步驟施工。具體應參照隧道挖掘方案制定的挖掘截面尺寸選擇合適的開發(fā)方法。例如，挖掘截面的高度在10m以下，寬度在15m以下時，可以采用三臺階法進行挖掘工程。也就是說，通過設置上、中、下三個位置的高差階段，用不同的開發(fā)方法共同完成施工任務。其中，上樓梯的挖掘支護采用斜井內(nèi)門架頂部的交匯處向正孔延伸，在正孔中線位置附近設計預先制定的標高。這里應預留約15cm的預沉降空間[3]。然后在正孔十字路口的位置采用異形拱形支撐的方式，通過指定規(guī)格的異形拱形支撐，在正孔中線左側(cè)附近完成支撐，另一端靠近門的位置直接焊接在門上，構(gòu)成一體化的強化結(jié)構(gòu)。

此時，正孔一側(cè)的鋼結(jié)構(gòu)接頭可以選擇4根以上的鎖腳錨固管固定，同時加固空心錨固，使整個正孔內(nèi)部的拱形架穩(wěn)定。具體的斷面挖掘工程操作可以根據(jù)項目的實際需求和現(xiàn)場實際情況進行適當?shù)膬?yōu)化和調(diào)整。完成以上一系列操作后，可沿垂直方向繼續(xù)向正洞方向施工，開始右側(cè)上導坑的支護作業(yè)，同樣選用豎向鋼架支撐加固。這里特別需要強調(diào)的是如果施工初始階段正洞支護時采用的是短進尺的開挖方式，應該通過后期加強支護和定期測量的方式彌補其設計的不足。一般的挖掘尺寸最好控制在2m左右。挖掘結(jié)束后，應立即用混凝土密封施工作業(yè)面，也可以利用臨時錨桿發(fā)揮輔助固定作用。挖到正孔右側(cè)輪廓線附近時，可拆下臨時設置的垂直鋼架支撐，依次繼續(xù)挖到深處。

隨著挖掘位置的深入，必須立即安裝輔助異形拱門，確保施工全過程圍巖的穩(wěn)定性[4]。進入正洞施工階段后，分階段支持垂直高度的3個階段施工。樓梯支撐完成后，沿隧道終點方向再次擴大樓梯，建立平臺作業(yè)面。另一方面，從斜井進入正孔，向隧道的起點方向挖掘，擴大工作面的大小。只有在雙向上臺階部分進行約20m的支護后，可以開始挖正洞下臺階。從整體來說，必須先完成各部分臺階段的施工，逐步構(gòu)建起隧道主體掘進施工的理想環(huán)境和條件。由于實際施工可能受地質(zhì)條件的影響，不能用仰拱支撐，為了在穩(wěn)定圍巖的同時保持巖面的完整性，需要追加橫向支撐的型鋼構(gòu)件，噴射混凝土進行密封處理，使圍巖的整體結(jié)構(gòu)受力均勻。

2.3斜井進入正孔的支護加固工程

在隧道工程建設過程中，如果采用斜井進入正孔的工程方式，則需要用型鋼門架有效加固支護工程面。斜井的挖掘到達門架附近時，必須在斜井與正洞的交叉處挖掘出足夠的工作空間，在支撐多個并聯(lián)型鋼門架的同時，在其上部焊接固定型鋼梁和柱子，為正洞挖掘所需的鋼架提供落腳固定點，構(gòu)成穩(wěn)定的三維受力結(jié)構(gòu)。臨時仰拱需要在斜井門檻鋼架的基礎上用混凝土構(gòu)筑。

2.4施工工序及關鍵點

當斜井施工進行到與正洞相交的位置時，應在斜井地面的基礎上逐步降低并形成一定的坡度，完成2個部分的系統(tǒng)銜接。在開挖路程附近增設鋼架拱腳，并繼續(xù)掘進斜井達到正洞開挖輪廓線附近后，要在這一位置安裝結(jié)構(gòu)加強環(huán)，還需一并對操作面進行封閉支撐。在斜井與正洞的交匯處，考慮到頂部圍巖和頂板支護穩(wěn)定性等相關因素，應采取棚洞加固等保守的方式。進入正洞施工后，首先開始施工上部階段，按先上、后中、下的順序進行。上層臺階高度可設置在3.5m左右。當上層臺階初期支護完畢后方可進行中部和下部臺階的開挖施工[5]。在掘進過程中選用的開挖方式和支護施工的技術要求要參照以往的施工經(jīng)驗做保守的預估，使上部、中部和下部的臺階在結(jié)構(gòu)應力等方面一致，保證整個掘進面的結(jié)構(gòu)穩(wěn)固。

2.5施工流程注意事項

施工前，首先要確定項目所在地的地質(zhì)環(huán)境是否允許采用斜井入正孔的施工方案。圍巖質(zhì)地柔軟或有特殊柔軟的土圍巖層，需要另行制定特殊方案進行施工。斜井進入正孔的斜井內(nèi)部架設的門架不僅可以支撐斜井部分的挖掘，還可以在與正孔的交匯處建立更穩(wěn)定的力學結(jié)構(gòu)模型，同時傳遞正孔鋼架承受的負荷。相應的門架施工過程也要保證剛度和強度足夠。此外，在圍巖測量階段，需要根據(jù)隧道開發(fā)的進度實時收集和分析孔頂設置的地表監(jiān)測點的沉降數(shù)據(jù)，避免地下大幅度挖掘活動對當?shù)氐氐刭|(zhì)環(huán)境造成很大變化，帶來施工風險。斜井頂部的開槽寬度應根據(jù)施工方案設置的斜井寬度設置，通常設置在2m~3m。上樓梯的拱裝完畢后，可轉(zhuǎn)向后續(xù)挖掘作業(yè)，轉(zhuǎn)換點位置低時，需要注意相應的排水問題[6]。

正洞挖掘工程到達后，首先確定十字路口內(nèi)部長距離的方向，在距十字路口約5m的位置在線路中心設置蓄水井，暫時容納和收集斜井口的抽水排水。另外，為了防止意外滲水事故，必須事先制定排水應急預案，同時排水供電系統(tǒng)采用雙路供電方案，提高特殊情況下的處理能力。在上下樓梯的位置轉(zhuǎn)換點上，正洞挖掘的上樓梯離小里程的方向需要20m以上的極限值，上下樓梯的轉(zhuǎn)換完成后才能開始下樓梯的挖掘工程。下樓梯的施工拱門落地后，必須立即停止掌面的挖掘，轉(zhuǎn)變?yōu)檠龉暗氖┕ぁ＿@樣可以有效保護整個支撐面的結(jié)構(gòu)強度，通過環(huán)狀結(jié)構(gòu)分擔壓力，保持支撐面的穩(wěn)定性。最后，在挖掘支護結(jié)束后的雙襯托車組裝過程中，盡量使用挖掘機配合模板起吊，襯托車的安裝選擇移動臺車的骨架作為支撐。組裝后，需要在隧道兩側(cè)拱腰以上設置錨固桿固定，輔助錨固劑強化錨固桿與隧道側(cè)壁的連接部的結(jié)合強度。此外，錨桿尾部可統(tǒng)一制作彎鉤，便于后續(xù)施工中鋼模二襯臺車的吊裝和連接。

3結(jié)語

在隧道工程項目的施工建設中，采用斜井進入正洞的施工方法不僅可以完成隧道的挖掘目標，還可以同時實現(xiàn)安全避難通道的建設。施工中的安全問題和保證進度的高效施工方法一直是相關領域技術人員追求的技術突破點。本文詳細分析和解讀斜井進入正洞施工作業(yè)流程的主要技術要點和操作步驟，為類似工程施工建設提供了參考依據(jù)。頂層施工時，應加強圍巖支撐，保證作業(yè)面結(jié)構(gòu)強度，提前預防和使用型鋼支撐等方式，避免施工期間潛在的危險因素。同時，也有助于隧道項目的施工質(zhì)量，為后續(xù)隧道主體的正洞施工和挖掘奠定了堅實的施工基礎。