三臺階七部法在隧道淺埋暗挖段施工中的應(yīng)用

1、三臺階七部法在隧道淺埋暗挖段施工中的應(yīng)用三臺階七部法在隧道淺埋暗挖段施工中的應(yīng)用 文章編號:10099441(2011)07002402 三合階七部法在隧道淺埋暗挖段施工中的應(yīng)用 口口李韋偉（中鐵十九局集團第七工程有限公司,廣東珠海519000） 摘要：結(jié)合工程實例，對隧道淺埋暗挖段施工中所采用的 三臺階七部法施工技術(shù)進行了總結(jié)，對該技術(shù)的特點和適用 范圍進行了分析。 關(guān)鍵詞：隧道施工；淺埋暗挖段；三臺階七部法；施工技術(shù) 中圖分類號:U455.41文獻標(biāo)識碼：B 引言 三臺階七步平行流水作業(yè)法是采用短臺階，分 步平行開挖,分步平行施作拱墻初期支護,以保護圍 巖的自然承載力，有效地抑制圍巖變位，

2、失穩(wěn),經(jīng)監(jiān) 控量測信息反饋指導(dǎo)施工,以及時調(diào)整支護參數(shù)和 混凝土襯砌施工時間。本文對中鐵十九局集團承建 的南(寧)欽(州)鐵路NQ1標(biāo)段花甲山隧道，在淺 埋暗挖段采取的三臺階七步法施工技術(shù)進行了總結(jié). 1工程概述 花甲山隧道全長69841TI，該隧道地質(zhì)極為復(fù) 雜，土層全部為粉質(zhì)黏土，風(fēng)化砂巖且水源豐富；進 口與1號斜井全長1335m；在DK49+700，DK49+ 825里程處，有埋長125m，埋深5m的淺埋地段, 施工難度相當(dāng)大.為確保安全穿越，在隧道開挖作 業(yè)時，將常規(guī)的弧形導(dǎo)坑開挖法改為三臺階大拱腳 七部法施工。經(jīng)過3個月的緊張施工,成功穿越了 淺埋地層，為整個隧道施工贏得了寶貴時間。

3、 2三臺階七部法施工工法 2。1開挖施工 針對該隧道上臺階巖層情況變化不定的特點， 開挖方法根據(jù)現(xiàn)場具體地質(zhì)情況分為：上臺階人工 配合挖掘機進行開挖和鉆爆法開挖兩種方法，中臺 階與下臺階,仰拱均采用鉆爆法開挖. (1)當(dāng)掌子面出現(xiàn)粉質(zhì)黏土或砂土層，自穩(wěn)能 力差時,采取預(yù)留核心土，人工配合挖掘機環(huán)形開 挖,局部采用風(fēng)鎬進行處理的方法進行掘進，核心土 上弧導(dǎo)坑作業(yè)空間小，臺階短,機械作業(yè)不便，主要 以人工配合挖機扒渣為主,上臺階開挖高度控制在 3.0，3。5in之間（可根據(jù)掌子面土層高度調(diào)整上臺 階開挖高度）,核心土長度控制在3,5m,上臺階長 度控制在5-10m。在施工上臺階的同時，中臺階 一

4、側(cè)可緊跟上臺階開挖,距上臺階3-5nl，上臺階 進尺約10m后，中臺階另一側(cè)再進行開挖，當(dāng)中臺 階與上臺階成環(huán)進尺約10，15in后,即可進行下臺 階一側(cè)開挖,進尺5，10in后，可開挖下臺階另一側(cè) 及仰拱，最后隧底與下臺階完全結(jié)合封閉成環(huán)，形成 整體?，F(xiàn)場開挖臺階圖及開挖三維圖見圖1. 圖1現(xiàn)場開挖臺階圖及開挖三維圖 (2)當(dāng)掌子面出現(xiàn)砂巖時,考慮到該區(qū)段砂巖 的走向和風(fēng)化脆弱程度,為了節(jié)約成本和發(fā)揮最大 的時間效應(yīng)，盡可能使爆破效果達到最佳,采用鉆爆 法開挖掘進. 2.2隧道超欠挖控制 隧道開挖的超欠挖是指開挖處至設(shè)計開挖輪廓 線的垂直距離,即開挖處到設(shè)計圓心的距離與設(shè)計 半徑之差。主要采

5、用懸高法和支距法進行超欠挖檢 測，這兩種方法操作簡單,方便快捷. 2.3支護 該隧道開挖完成后,立即對圍巖面初噴混凝土, 順圍巖安設(shè)第一層。8mm的鋼筋網(wǎng)片,并連接成 整體,架設(shè)鋼拱架，并用22mm鋼筋將拱架與上 一 榀預(yù)留的連接筋焊接，使得鋼架連接成整體，打孔 送入系統(tǒng)錨桿,分層噴護至設(shè)計輪廓線，每榀拱架背 面必須噴填密實。 ？ 24？Research&；ApplicationofBuildingMaterials (1）鋼筋網(wǎng)施工.鋼筋網(wǎng)均采用8mm鋼筋 進行加工，均為單層鋼筋網(wǎng)布設(shè)；網(wǎng)格尺寸為20cm 20em與25(313325cm兩種。安裝時,鋼筋網(wǎng)應(yīng)隨 受噴巖面的起伏鋪設(shè).鋼

6、筋網(wǎng)的混凝土保護層 40mm，且應(yīng)與錨桿焊接牢固。 (2)系統(tǒng)錨桿施工.系統(tǒng)錨桿采用中空錨桿， 砂漿錨桿和藥包錨桿3種,采用風(fēng)鉆鉆孔,成孔后用 高壓風(fēng)清孔，人工送人,用速凝砂漿封口。注漿壓力 保持在0.5，1.0MPa，使擴散半徑達到最大,對圍 巖加固的效果最佳，對裂隙較發(fā)育的不良地質(zhì)有很 好的改善效果，保證抗拔力符合設(shè)計要求.錨桿的 末端與拱架焊接. （3）鋼拱架施工。鋼拱架采用22mm鋼筋制 作.制作時,先在平整的地面上準(zhǔn)確地放出鋼拱架 1:1大樣圖，然后根據(jù)大樣進行鋼拱架的加工制 作。安裝前,由測量工精確地放出鋼拱架的位置與 高程，清除安裝鋼拱架部位開挖面的松動巖石，對于 斷面內(nèi)的欠挖部

7、分也必須清除。安裝時應(yīng)分片進 行，并嚴(yán)格按測量放樣的位置安裝。 2。4初期支護輪廓線凈空斷面控制 根據(jù)隧道設(shè)計圖紙的要求，隧道圍巖預(yù)留沉降 量8,10cm,但必須加強監(jiān)控量測，動態(tài)掌握圍巖 的實際變形量,以修正設(shè)計給出的沉降量參數(shù),保證 在初期支護完成后,二襯施作前的初期支護斷面達 到最理想的輪廓線(設(shè)計輪廓線),則二次襯砌臺車 預(yù)留變形量5cm理論上講只要臺車不變形或變形 值為零，預(yù)留的變形量在混凝土拆模后恰好符合二 襯的設(shè)計輪廓線為最佳. 2.5圍巖監(jiān)控量測 根據(jù)該區(qū)段地質(zhì)特點及要求,加強了現(xiàn)場量測, 為評價和修正初期支護參數(shù)及二次襯砌施作提供了 依據(jù).該隧道的量測內(nèi)容包括地質(zhì)和支護狀況觀

8、 察,周邊位移,拱頂下沉及變形收斂等內(nèi)容,以監(jiān)控 隧道穩(wěn)定狀態(tài)和評價隧道變形特征。及時根據(jù)現(xiàn)場 量測數(shù)據(jù)繪制時態(tài)曲線和空間曲線，當(dāng)位移一時間 曲線趨于平緩時,進行數(shù)據(jù)回歸分析，推算出最終位 移變化規(guī)律;當(dāng)位移一時間曲線出現(xiàn)彎點時,表明圍 巖和支護處于不穩(wěn)定狀態(tài),此時應(yīng)密切監(jiān)視圍巖動 態(tài)，并加強支護或暫停開挖. 2。6二次襯砌混凝土施工 該隧道二次襯砌采用液壓模板臺車結(jié)合泵送混 凝土的襯砌施工方法。 通過軌道將模板臺車行走至襯砌部位，測量定 ，標(biāo)高,按隧道襯砌內(nèi)輪廓線尺寸調(diào)整 位，確定中線好模板臺車。泵送混凝土灌注應(yīng)對稱，分層,連續(xù)施 工,每層厚度控制在50cm以內(nèi),保證不浮模，偏位 及跑模。插

9、入式振搗棒配合附著式振搗器振搗密 實。不得出現(xiàn)水平和傾斜接縫,如果因故中斷澆注, 則在繼續(xù)澆注混凝土前，必須鑿除已硬化的前層混 凝土表層的虛面，浮漿,并將表面鑿毛,用高壓水槍 沖洗干凈.拱頂混凝土采用加強封堵板，泵送擠壓 施工.另外,還要預(yù)留注漿孑L,在后期對月牙型收縮 縫進行注漿處理，以保證混凝土的整體性和密實性. 澆注后達到規(guī)定強度方可拆模,養(yǎng)護時問須14d. 3施工技術(shù)特點及適用范圍 3.1技術(shù)特點 （1）三臺階七步法能適應(yīng)不同跨度和多種斷面 形式，特別是在軟弱圍巖地段施工中，可大大節(jié)約投 資成本。 (2）在土石分界的隧道施工中,便于靈活及時 地調(diào)整施工方法，進度穩(wěn)定，工期保障性強。 (

10、3)爆破施工可以分成多個作業(yè)面進行,將集 中爆破化為分散爆破，既減少了對圍巖的擾動，又充 分利用了時間空間,還增加了爆破臨空面，減少了炸 藥消耗. （4）無需增加特殊設(shè)備,投入少，操作性強，易 推廣。 3。2適用范圍 該技術(shù)適用于公路或鐵路圍巖情況差,土石分 界的隧道富水地層中,采取大管棚，小導(dǎo)管預(yù)注漿固 結(jié)，止水等技術(shù)措施后。 4結(jié)語 在花甲山隧道淺埋暗挖段施工過程中，采用三 臺階七步開挖法的優(yōu)勢尤為突出，尤其是在上臺階 開挖施工中,可根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)的具體情況及時進行 調(diào)整。巖層變差時,可立即預(yù)留出核心土，環(huán)形開 挖;巖層較好時，可去掉核心土，采用簡易開挖臺架 進行鉆爆開挖.根據(jù)巖層的變化及時調(diào)整