三台阶七部法在隧道浅埋暗挖段施工中的应用

1、三台阶七部法在隧道浅埋暗挖段施工中的应用三台阶七部法在隧道浅埋暗挖段施工中的应用 文章编号:10099441(2011)07002402 三合阶七部法在隧道浅埋暗挖段施工中的应用 口口李韦伟（中铁十九局集团第七工程有限公司,广东珠海519000） 摘要：结合工程实例，对隧道浅埋暗挖段施工中所采用的 三台阶七部法施工技术进行了总结，对该技术的特点和适用 范围进行了分析。 关键词：隧道施工；浅埋暗挖段；三台阶七部法；施工技术 中图分类号:U455.41文献标识码：B 引言 三台阶七步平行流水作业法是采用短台阶，分 步平行开挖,分步平行施作拱墙初期支护,以保护围 岩的自然承载力，有效地抑制围岩变位，

2、失稳,经监 控量测信息反馈指导施工,以及时调整支护参数和 混凝土衬砌施工时间。本文对中铁十九局集团承建 的南(宁)钦(州)铁路NQ1标段花甲山隧道，在浅 埋暗挖段采取的三台阶七步法施工技术进行了总结. 1工程概述 花甲山隧道全长69841TI，该隧道地质极为复 杂，土层全部为粉质黏土，风化砂岩且水源丰富；进 口与1号斜井全长1335m；在DK49+700，DK49+ 825里程处，有埋长125m，埋深5m的浅埋地段, 施工难度相当大.为确保安全穿越，在隧道开挖作 业时，将常规的弧形导坑开挖法改为三台阶大拱脚 七部法施工。经过3个月的紧张施工,成功穿越了 浅埋地层，为整个隧道施工赢得了宝贵时间。

3、 2三台阶七部法施工工法 2。1开挖施工 针对该隧道上台阶岩层情况变化不定的特点， 开挖方法根据现场具体地质情况分为：上台阶人工 配合挖掘机进行开挖和钻爆法开挖两种方法，中台 阶与下台阶,仰拱均采用钻爆法开挖. (1)当掌子面出现粉质黏土或砂土层，自稳能 力差时,采取预留核心土，人工配合挖掘机环形开 挖,局部采用风镐进行处理的方法进行掘进，核心土 上弧导坑作业空间小，台阶短,机械作业不便，主要 以人工配合挖机扒渣为主,上台阶开挖高度控制在 3.0，3。5in之间（可根据掌子面土层高度调整上台 阶开挖高度）,核心土长度控制在3,5m,上台阶长 度控制在5-10m。在施工上台阶的同时，中台阶 一

4、侧可紧跟上台阶开挖,距上台阶3-5nl，上台阶 进尺约10m后，中台阶另一侧再进行开挖，当中台 阶与上台阶成环进尺约10，15in后,即可进行下台 阶一侧开挖,进尺5，10in后，可开挖下台阶另一侧 及仰拱，最后隧底与下台阶完全结合封闭成环，形成 整体。现场开挖台阶图及开挖三维图见图1. 图1现场开挖台阶图及开挖三维图 (2)当掌子面出现砂岩时,考虑到该区段砂岩 的走向和风化脆弱程度,为了节约成本和发挥最大 的时间效应，尽可能使爆破效果达到最佳,采用钻爆 法开挖掘进. 2.2隧道超欠挖控制 隧道开挖的超欠挖是指开挖处至设计开挖轮廓 线的垂直距离,即开挖处到设计圆心的距离与设计 半径之差。主要采

5、用悬高法和支距法进行超欠挖检 测，这两种方法操作简单,方便快捷. 2.3支护 该隧道开挖完成后,立即对围岩面初喷混凝土, 顺围岩安设第一层。8mm的钢筋网片,并连接成 整体,架设钢拱架，并用22mm钢筋将拱架与上 一 榀预留的连接筋焊接，使得钢架连接成整体，打孔 送入系统锚杆,分层喷护至设计轮廓线，每榀拱架背 面必须喷填密实。 ？ 24？Research&；ApplicationofBuildingMaterials (1）钢筋网施工.钢筋网均采用8mm钢筋 进行加工，均为单层钢筋网布设；网格尺寸为20cm 20em与25(313325cm两种。安装时,钢筋网应随 受喷岩面的起伏铺设.钢

6、筋网的混凝土保护层 40mm，且应与锚杆焊接牢固。 (2)系统锚杆施工.系统锚杆采用中空锚杆， 砂浆锚杆和药包锚杆3种,采用风钻钻孔,成孔后用 高压风清孔，人工送人,用速凝砂浆封口。注浆压力 保持在0.5，1.0MPa，使扩散半径达到最大,对围 岩加固的效果最佳，对裂隙较发育的不良地质有很 好的改善效果，保证抗拔力符合设计要求.锚杆的 末端与拱架焊接. （3）钢拱架施工。钢拱架采用22mm钢筋制 作.制作时,先在平整的地面上准确地放出钢拱架 1:1大样图，然后根据大样进行钢拱架的加工制 作。安装前,由测量工精确地放出钢拱架的位置与 高程，清除安装钢拱架部位开挖面的松动岩石，对于 断面内的欠挖部

7、分也必须清除。安装时应分片进 行，并严格按测量放样的位置安装。 2。4初期支护轮廓线净空断面控制 根据隧道设计图纸的要求，隧道围岩预留沉降 量8,10cm,但必须加强监控量测，动态掌握围岩 的实际变形量,以修正设计给出的沉降量参数,保证 在初期支护完成后,二衬施作前的初期支护断面达 到最理想的轮廓线(设计轮廓线),则二次衬砌台车 预留变形量5cm理论上讲只要台车不变形或变形 值为零，预留的变形量在混凝土拆模后恰好符合二 衬的设计轮廓线为最佳. 2.5围岩监控量测 根据该区段地质特点及要求,加强了现场量测, 为评价和修正初期支护参数及二次衬砌施作提供了 依据.该隧道的量测内容包括地质和支护状况观

8、 察,周边位移,拱顶下沉及变形收敛等内容,以监控 隧道稳定状态和评价隧道变形特征。及时根据现场 量测数据绘制时态曲线和空间曲线，当位移一时间 曲线趋于平缓时,进行数据回归分析，推算出最终位 移变化规律;当位移一时间曲线出现弯点时,表明围 岩和支护处于不稳定状态,此时应密切监视围岩动 态，并加强支护或暂停开挖. 2。6二次衬砌混凝土施工 该隧道二次衬砌采用液压模板台车结合泵送混 凝土的衬砌施工方法。 通过轨道将模板台车行走至衬砌部位，测量定 ，标高,按隧道衬砌内轮廓线尺寸调整 位，确定中线好模板台车。泵送混凝土灌注应对称，分层,连续施 工,每层厚度控制在50cm以内,保证不浮模，偏位 及跑模。插

9、入式振捣棒配合附着式振捣器振捣密 实。不得出现水平和倾斜接缝,如果因故中断浇注, 则在继续浇注混凝土前，必须凿除已硬化的前层混 凝土表层的虚面，浮浆,并将表面凿毛,用高压水枪 冲洗干净.拱顶混凝土采用加强封堵板，泵送挤压 施工.另外,还要预留注浆孑L,在后期对月牙型收缩 缝进行注浆处理，以保证混凝土的整体性和密实性. 浇注后达到规定强度方可拆模,养护时问须14d. 3施工技术特点及适用范围 3.1技术特点 （1）三台阶七步法能适应不同跨度和多种断面 形式，特别是在软弱围岩地段施工中，可大大节约投 资成本。 (2）在土石分界的隧道施工中,便于灵活及时 地调整施工方法，进度稳定，工期保障性强。 (

10、3)爆破施工可以分成多个作业面进行,将集 中爆破化为分散爆破，既减少了对围岩的扰动，又充 分利用了时间空间,还增加了爆破临空面，减少了炸 药消耗. （4）无需增加特殊设备,投入少，操作性强，易 推广。 3。2适用范围 该技术适用于公路或铁路围岩情况差,土石分 界的隧道富水地层中,采取大管棚，小导管预注浆固 结，止水等技术措施后。 4结语 在花甲山隧道浅埋暗挖段施工过程中，采用三 台阶七步开挖法的优势尤为突出，尤其是在上台阶 开挖施工中,可根据现场地质的具体情况及时进行 调整。岩层变差时,可立即预留出核心土，环形开 挖;岩层较好时，可去掉核心土，采用简易开挖台架 进行钻爆开挖.根据岩层的变化及时调整