正洞立面图”、“棚洞断面设计图”。
线路左线棚洞I20钢架间距80cm正洞I25钢架间距60cm交叉口段3榀I25钢架支撑及3榀I25托梁内轨顶面+19cm2%坡度1#斜井洞身内轨顶面道床底面
图5 斜井进入正洞立面图
图6 棚洞断面示意图
5.4.2.2棚洞支护参数：棚洞钢架采用I20a型钢，间距为80cm，底部设置横向支撑，使棚洞钢架形成临时封闭的环，在每个连接处设置两根3.5m的Φ42mm锁脚锚管，必要时棚洞钢架的顶部横梁两端加设临时竖向木（钢）支撑。其他临时支护参数：Φ8mm的钢筋网，网格间距20cm*20cm；Φ22系统锚杆长3m，间距1m*1m梅花型布置，喷射20cm厚的C25混凝土。施工中，棚洞临时支护体系中的顶部钢架横梁位于正洞初期支护外，下一步施做正洞初支时不用取出，所以棚洞拱顶高程设计开挖线65cm，以满足套拱临时支护厚度和预留40cm变形量。
5.4.2.3导坑出碴：由于导坑开挖断面较小，导坑施工出碴均采用装载机倒运至斜井错车道
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处装车，外运至洞外弃碴场。
5.4.3正洞施工
棚洞内的套拱施作完成后，安设正洞V级围岩的5榀I25a的钢架，间距60cm。钢架右侧落脚于斜井交叉口二衬混凝土中预埋的钢桩上，左侧拱脚支在混凝土垫块上，在钢架分节处和拱脚处各施作长4m的Φ42mm锁脚锚管两根。
棚洞内正洞初期支护完成后，拆除棚洞小里程方向的临时支护，进行正洞上台阶开挖与支护。按设计采用三台阶临时仰拱法向小里程方向开挖、支约30m后，封闭掌子面，进行仰拱及仰拱填充施做，施工一板仰拱后再进行小里程段的开挖支护工作，仰拱及填充紧跟，小里程段施工至50m时，停止开挖支护，进行台车拼装，并施工小里程段二衬，根据设计，按正洞Ve-I支护衬砌标准断施工。
在小里程停止开挖支护时，调头进行大里程正洞上台阶开挖与支护。DK640+500-DK640+510采用三台阶临时仰拱法；DK640+510- DK640+610段设计为Ⅵ级围岩，采用双侧壁导坑法施工，在施工至DK640+510时，须提前做好施工工艺、工法的转换。
开挖4部开挖3部开挖2部开挖2部开挖1部开挖1部
图5 进入正洞开挖断面图图7 正洞开挖断面图
5.4.4支护参数
⑴斜井在靠近正洞段采用I16型钢钢架，钢架间采用φ22螺纹钢筋纵向拉杆焊接在一起，拉杆环向间距1m，采用φ42锁脚锚管定位。
⑵斜井拱墙喷射C25混凝土厚23cm，拱墙设φ22砂浆锚杆，长3m，间距1m×1m，按梅花型布置，拱墙挂φ8钢筋网，间距20cm×20cm，搭接1-2个网格，采用C30混凝土模筑衬砌。
(3)正洞在交叉口两侧共30m范围内采用Ⅴ级加强衬砌，支护参数为：
①设置I25钢架，间距0.6m，钢架间用φ22纵向拉杆焊接在一起，拉杆环向间距1m，采用φ42锁脚锚管定位。
②拱墙喷射C25混凝土厚35cm，拱部为φ25*7中空锚杆，L=3.5米，边墙设L=3.5米、φ22
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砂浆锚杆，间距1.2m×1.0m，梅花型布置，拱墙挂φ8钢筋网，间距20cm×20cm，搭接1-2个网格。采用C35钢筋混凝土衬砌。
6 材料、设备及劳动力组织
6.1材料
应提前将挑顶用钢架、锚杆、锚管等支护材料运至洞内，喷射混凝土提前通知拌合站，保证施工材料的供给及时。
6.2设备机具配置
主要施工机械设备配置表
机械名称 切割机1台 挖掘机1台 电焊机2台 自卸汽车2台 数量 装载机2台 喷浆机2台 钻孔机2台 6.3劳动力组织 6.3.1劳动力组织方式：采用架子队组织模式，实行三班倒模式。
6.3.2施工人员应结合技术主管确定的施工方案以及现场的机械、人员组合进行合理配置。
每个作业班组人员配备表
负 责 人 技术主管 专兼职安全员 工 班 长 技术、质检、测量及试验人员 机械工、支护工、喷浆手 1人 1人 1人 2人 4～6人 20～25人
7 质量控制
7.1质量检验标准
钢架安设因前应清除底脚的虚碴级杂物；安装允许偏差：横向和高程为±5cm，垂直度为±2o；各节钢架间应以螺栓连接，连接板应密切，连接板局部缝隙不超过2mm；钢架外缘应与基面密贴，如有缝隙应隔2m用钢楔或者混凝土预制块楔紧；钢架之间宜用Φ22mm的钢筋采用焊接方
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式连接，环向间距符合设计要求。
钢架安装允许偏差
序号 1 2 3 4 5
7.2质量保证措施
7.2.1软弱围岩地带，要遵循短进尺、快支护的原则，对开挖面不能暴露时间过长。 7.2.2棚洞尺寸在满足施工需要的情况下，越小越好。
7.2.3如掌子面围岩情况不好，应做好超前支护，对掉块情况进行初喷处理。 7.2.4棚洞应分台阶开挖，并在台阶处做临时横撑，防止棚架收敛变形。 7.2.5锁脚锚管应按要求打设，打设角度应满足30°-45°下倾。 7.2.6棚架底部要垫设钢板，防止沉降。
7.2.7棚洞尺寸虽小，也应保留核心土，防止掌子面溜坍变形。
7.2.8加强与主洞交界处的测量工作，保证高程、坐标以及开挖净空的准确性。
项目 间距 横向 高程 垂直度 保护层和表面覆盖层允许偏差 ±100 mm ±50 mm ±50 mm ±2o -5 mm 8 安全措施
8.1斜井与正洞形成的喇叭口，开挖断面大，作为施工通道放置时间长；围岩在应力重分布和应力释放的过程中，会引起支护结构产生位移、变形，直至支护结构破坏，危及隧道安全。因此，在施工中建立严密的监控量测是保证安全的主要手段，同时也是调整支护参数的信息来源。
8.2加强与主洞交接处的测量工作，保证高程、坐标以及开挖净空的准确性。精测小组要对喇叭口过渡段进行高程、坐标以及开挖净空的测量，严格控制开挖尺寸和中线的定位。
8.3施工期间，应对支护的工作状态进行定期和不定期检查。在不良地质地段，应由专人每班检查。当发现支护变形或损坏时，应立即修整加固，当险情危急时，应将人员撤出危险区。
8.4 构件支撑的立柱不得置于虚碴上。在软弱围岩地段，立柱底面应加设垫板或垫梁。 8.5钢架的安装作业时，作业人员之间应协调动作，在本排钢架未安装完毕，并与相邻的钢架和锚杆连接稳妥之前，不得擅自取消临时支撑。
9 环保措施
9.1 防止大气污染措施
临时运输道路经常洒水湿润，减少道路扬尘。对产生尘埃运输车辆和石灰等挥发性材料堆场
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加以覆盖，减少对空气污染，生产及生活垃圾定期处理。严禁焚烧有毒废料。
9.2防止噪声的措施
施工噪声主要包括施工现场、机械作业时和车辆运输时产生的噪声。为减少噪声影响，机械设备选型配套时优先考虑低噪声设备，尽可能采取液压设备和摩擦设备代替振动式设备，并采取消声、隔音、安装防震底座等措施。加强机械设备的维修保养，保证机械设备的完好率，确保施工噪声达到环境保护标准要求。
合理布置施工和生活区域。进入施工现场的机械车辆少鸣笛、不急刹、不带故障运行，减少噪声。
9.3防止水污染的措施
施工及生活废水的排放遵循清污分流、雨污分流的原则，各种施工废油、废液集中储积，集中处理，严禁乱流乱淌，防止污染水源，破坏环境。
施工作业产生的污水须经过沉淀池沉淀，经净化处理，符合要求后排放。
食堂的废水处理应设置隔油池，定期清理油污，污水经过必要的处理后排入污水管道，施工、生活污水严禁排入农田和水源。
废弃物中不得含有有毒有害物质，避免雨水冲刷后对地表、地下水造成污染。
10 效益分析
本工法与传统小导洞法相比较，节约了成本，提高了功效，同时也增强了安全系数。 传统小导洞法需向相反方向打设两个导洞，增加了一倍的机械、材料和人工成本，同时由于斜井断面较小，材料供给也会增加困难。本工法从人员、材料、机械等三个方面需求均要少于小导洞法。
棚洞爬坡法挑顶在施工过程中无需拆换拱部拱架和初支，用套拱形式将正洞上台阶拱架支护于棚洞上，增加了安全系数。
11 应用实例
宝兰客专一标石鼓山隧道是高风险隧道，全长4330米，设置2个斜井，斜井围岩等级均为Ⅴ级，均采用此工法成功完成挑顶施工，其中石鼓山1#斜井挑顶仅用时10天，为正洞施工争取了宝贵的时间，也为此工法在高风险黄土隧道施工中提供了经验。
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设置爬坡平台 梯形棚洞成型
棚洞设置临时横撑
套拱完成
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