計(jì)孝龍

1 工程概況

武咸城際鐵路青龍山2號(hào)隧道位于武漢市江夏區(qū)紙坊街境內(nèi)，中心里程DK16+227.5，里程范圍為DK15+725～DK16+ 730，全長(zhǎng)1 005 m，隧道Ⅴ級(jí)圍巖855 m，Ⅳ級(jí)圍巖150 m，其中進(jìn)口軌面設(shè)計(jì)標(biāo)高49.942 m，出口軌面設(shè)計(jì)標(biāo)高為59.95 m。隧道DK16+207.82至隧道出口段左、右線分別位于R左=7 000m，R右= 6 995.2 m的右偏曲線上。隧道內(nèi)設(shè)置單面上坡，坡度為3‰，隧道內(nèi)采用帶擋肩的平板式無(wú)砟軌道，有仰拱隧道內(nèi)軌道結(jié)構(gòu)高度為700 mm。

進(jìn)口洞門采用帽檐斜切式隧道門。該隧道大部分通過(guò)軟巖土質(zhì)地層，巖石全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化，巖質(zhì)軟，巖體破碎，淺埋地段多，工程地質(zhì)條件較差，暗洞設(shè)計(jì)開挖方法為雙側(cè)壁導(dǎo)坑法和三臺(tái)階七步開挖法。

地質(zhì)概況:剝蝕低丘，丘坡下接長(zhǎng)江高階地區(qū)，丘坡自然坡度30°左右，植被發(fā)育。高階地平坦開闊，起伏平緩，相對(duì)高差100 m左右。

2 技術(shù)特點(diǎn)

具有以下技術(shù)特點(diǎn):

1)施工作業(yè)面大，有利于機(jī)械化施工，可以多作業(yè)面平行作業(yè)。部分軟巖或土質(zhì)可以采用機(jī)械直接開挖，工作效率較高;2)根據(jù)地質(zhì)條件的變化，方便調(diào)整開挖方式及采取臨時(shí)支護(hù)措施; 3)適用于大跨度軟巖土質(zhì)隧道的開挖，初期支護(hù)靈活方便;4)預(yù)留核心土有利于掌子面巖體穩(wěn)定;5)根據(jù)圍巖量測(cè)情況，能夠及時(shí)對(duì)不穩(wěn)定部位進(jìn)行初期支護(hù)閉合。

3 施工工藝

1)第1步開挖上部弧形導(dǎo)坑:在拱部超前支護(hù)后進(jìn)行，環(huán)向開挖上部弧形導(dǎo)坑，預(yù)留核心土，核心土長(zhǎng)度為3 m～5 m，寬度為隧道開挖寬度的1/3～1/2。開挖環(huán)形進(jìn)尺應(yīng)根據(jù)初期支護(hù)鋼架間距確定，Ⅴ級(jí)圍巖不大于1榀鋼架間距，Ⅳ級(jí)圍巖不大于2榀鋼架間距，上臺(tái)階開挖矢跨比應(yīng)大于0.3，開挖后立即初噴4 cm混凝土。開挖后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行噴、錨、網(wǎng)系統(tǒng)支護(hù)，架設(shè)鋼架，在鋼架拱腳以上30 cm高度處，緊貼鋼架兩側(cè)邊沿按下傾角45°和60°兩邊對(duì)稱打設(shè)4根鎖腳錨桿(鎖腳鋼管)，并采用鋼架進(jìn)行縱向連接，鎖腳錨桿與鋼架牢固焊接，復(fù)噴混凝土至設(shè)計(jì)厚度;2)第2，3步開挖中臺(tái)階:根據(jù)設(shè)計(jì)鋼架單元結(jié)構(gòu)，開挖高度一般控制在3.8 m左右，左、右側(cè)臺(tái)階錯(cuò)開2 m～3 m，開挖后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行噴、錨、網(wǎng)系統(tǒng)支護(hù)，架設(shè)鋼架，在鋼架拱腳以上30 cm高度處，緊貼鋼架兩側(cè)邊沿按下傾角45°和60°兩邊對(duì)稱打設(shè)4根鎖腳錨桿(鎖腳鋼管)，并采用鋼架進(jìn)行縱向連接，鎖腳錨桿與鋼架牢固焊接，復(fù)噴混凝土至設(shè)計(jì)厚度;3)第4，5步開挖下臺(tái)階:根據(jù)設(shè)計(jì)鋼架單元結(jié)構(gòu)尺寸，開挖高度一般控制在3.7 m左右，左、右側(cè)臺(tái)階錯(cuò)開2 m～3 m，開挖后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行噴、錨、網(wǎng)系統(tǒng)支護(hù)，接長(zhǎng)鋼架，在鋼架拱腳以上30 cm高度處，緊貼鋼架兩側(cè)邊沿按下傾角45°和60°兩邊對(duì)稱打設(shè)4根鎖腳錨桿(鎖腳鋼管)，并采用鋼架進(jìn)行縱向連接，鎖腳錨桿與鋼架牢固焊接，復(fù)噴混凝土至設(shè)計(jì)厚度;4)分別開挖上、中、下臺(tái)階預(yù)留核心土，開挖進(jìn)尺與各臺(tái)階循環(huán)進(jìn)尺相一致;5)開挖隧底:每個(gè)循環(huán)開挖長(zhǎng)度控制在3 m以內(nèi)，開挖后及時(shí)施作仰拱初期支護(hù)，完成隧底開挖、初期支護(hù)后，及時(shí)施作仰拱及仰拱填充(過(guò)運(yùn)梁車的隧道仰拱填充后期施作)，仰拱分段長(zhǎng)度為9 m，為了不影響車輛進(jìn)出，采用棧橋過(guò)渡方案;6)工圖簡(jiǎn)介:隧道斷面開挖施工流程圖和施工工序橫斷面圖見圖1，圖2。

4 安全質(zhì)量保證措施

1)根據(jù)隧道水文地質(zhì)條件，嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求做好超前支護(hù)，控制好超前支護(hù)外插角，嚴(yán)格按注漿工藝加固地層，防止圍巖松弛，保證隧道開挖在超前支護(hù)的保護(hù)下施工，確保隧道施工安全。在斷層、破碎帶、淺埋段等自穩(wěn)性較差或富水地層中，超前支護(hù)應(yīng)按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行加強(qiáng)，以確保安全;2)導(dǎo)坑開挖孔徑及臺(tái)階高度可根據(jù)施工機(jī)具、人員等安排進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。各部分初期支護(hù)銜接緊密，及時(shí)封閉成環(huán)，形成穩(wěn)固的支護(hù)體系;3)注意開挖過(guò)程中初期支護(hù)結(jié)構(gòu)及核心土的穩(wěn)定性，必要時(shí)應(yīng)利用核心土體加設(shè)全斷面環(huán)形臨時(shí)支撐。施工過(guò)程通過(guò)變形監(jiān)控量測(cè)，掌握圍巖和支護(hù)的變形情況，及時(shí)指導(dǎo)調(diào)整支護(hù)參數(shù)和預(yù)留變形量，保證施工安全;4)工序安排應(yīng)緊湊，應(yīng)盡量減少圍巖暴露時(shí)間，避免因長(zhǎng)時(shí)間暴露引起圍巖失穩(wěn);5)仰拱超前施作，仰拱距上臺(tái)階開挖面不應(yīng)超過(guò)35 m;6)隧道周邊部位預(yù)留20 cm～30 cm人工開挖，其余部位采用機(jī)械開挖，中、下臺(tái)階左、右側(cè)開挖應(yīng)錯(cuò)開，嚴(yán)禁對(duì)開，左、右側(cè)錯(cuò)開距離宜為2 m～3 m;7)鋼架嚴(yán)格按設(shè)計(jì)及規(guī)范要求加工制作和架設(shè)，鋼架應(yīng)架設(shè)在堅(jiān)實(shí)的基面上，并加墊槽鋼或預(yù)制混凝土塊，嚴(yán)禁拱腳懸空或采用虛土回填;8)初期支護(hù)要進(jìn)行鉆芯取樣，對(duì)不密實(shí)部位要進(jìn)行注漿回填，確保初期支護(hù)與圍巖的密貼性;9)對(duì)富水地帶要做好排水措施，防止基底承載力降低。

5 結(jié)語(yǔ)

從本工程應(yīng)用的三臺(tái)階七步開挖法可以看出，軟巖土質(zhì)隧道采用三臺(tái)階七步開挖方法是成功的。同時(shí)也說(shuō)明了，在隧道開挖方法的采用上，要根據(jù)實(shí)際地質(zhì)情況采用合理的開挖方法，才能夠在質(zhì)量安全方面得以保證。

［1］ 張立東.大斷面淺埋軟弱圍巖隧道三臺(tái)階法施工技術(shù)［J］.山西建筑，2009，35(4):342-343.