饒　彪

(佛山市軌道交通發(fā)展有限公司，廣東佛山　528000)

三臺(tái)階4部開挖法是在隧道上下臺(tái)階開挖法的基礎(chǔ)上，在原有上臺(tái)階施工時(shí)增設(shè)臨時(shí)仰供，在原有下臺(tái)階按上下臺(tái)階法進(jìn)行施工(其中中臺(tái)階分為左右兩部)，并調(diào)整上中下臺(tái)階的進(jìn)尺長(zhǎng)度及各分部之間間距，而形成的一種快速開挖施工工法。

1　工藝特點(diǎn)

三臺(tái)階4部開挖法3個(gè)臺(tái)階的作業(yè)面可同時(shí)進(jìn)行施工，合理配置協(xié)調(diào)后，互不影響，從而加快施工進(jìn)度，達(dá)到快速施工的目的。

隧道采用三臺(tái)階4部開挖法施工，上臺(tái)階人工開挖，對(duì)地層擾動(dòng)小，一次開挖進(jìn)尺短，控制在2.5 m左右，并及時(shí)按照設(shè)計(jì)打設(shè)超前小導(dǎo)管，及時(shí)支護(hù)，施工臨時(shí)仰拱，完全符合淺埋暗挖新奧法施工原則。

中下臺(tái)階部開挖時(shí)兩個(gè)臺(tái)階緊跟上部開挖，施工空間較大，可采用大型挖掘機(jī)開挖以及農(nóng)用機(jī)車出土，機(jī)械化施工程度高，能夠保證土方快速開挖及運(yùn)輸，初期支護(hù)及時(shí)跟進(jìn)，成環(huán)封閉迅速，結(jié)構(gòu)安全可控。

三臺(tái)階4部開挖法分三臺(tái)階施工，施工靈活，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)變化，調(diào)整施工進(jìn)尺和支護(hù)工藝。

施工按照“管超前、嚴(yán)注漿、短進(jìn)尺、強(qiáng)支護(hù)、早封閉、勤量測(cè)、速反饋、控下沉”的方針采用信息化施工，在保證安全和質(zhì)量的前提下加快施工進(jìn)度。

2　工藝流程及操作要點(diǎn)

工藝流程見圖1。

圖1　工藝流程

2.1　施工準(zhǔn)備

(1)技術(shù)準(zhǔn)備

核對(duì)地質(zhì)資料，調(diào)查隧道上方的地下管線，核對(duì)開挖前構(gòu)筑物及地面建筑物監(jiān)測(cè)點(diǎn)高程。

開挖前對(duì)現(xiàn)有控制網(wǎng)進(jìn)行復(fù)測(cè)，對(duì)已經(jīng)加密的控制點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測(cè)，確定隧道開挖中線、高程。

按照方案對(duì)作業(yè)層施工人員進(jìn)行技術(shù)交底。

(2)材料準(zhǔn)備

隧道施工需要的鋼筋、砂、石、水泥、速凝劑、小導(dǎo)管、鋼板、角鋼、型鋼、方木等原材料。

隧道開挖支護(hù)需要的格柵鋼架、小導(dǎo)管、管棚、型鋼鋼架等構(gòu)件。

根據(jù)隧道施工預(yù)案在現(xiàn)場(chǎng)備足備齊搶險(xiǎn)用物資。

(3)人員及機(jī)械準(zhǔn)備

根據(jù)總體施工方案的勞動(dòng)強(qiáng)度要求，配備足夠的施工作業(yè)人員、管理人員、技術(shù)人員。

根據(jù)施工方案和施工進(jìn)度的要求配備足夠的施工機(jī)械。

2.2　施工方法

(1)超前小導(dǎo)管施工

為保證隧道開挖安全，防止圍巖松弛，在開挖前采用超前小導(dǎo)管超前支護(hù)，達(dá)到加固圍巖的目的。超前小導(dǎo)管采用長(zhǎng)3.5 m的φ42 mm熱軋鋼管，拱部120°范圍內(nèi)布置，環(huán)向間距0.33 m，縱向間距2 m。

超前小導(dǎo)管應(yīng)按設(shè)計(jì)要求布置，小導(dǎo)管沿開挖輪廓線從格柵腹部穿過。采用鉆機(jī)鉆孔，高壓風(fēng)清孔后，用風(fēng)鎬將超前小導(dǎo)管打人孔內(nèi)，有一定自穩(wěn)能力且硬度不大的土層也可以直接將管打人。采用1∶1水泥漿，根據(jù)地層條件并摻人適量的促凝劑。注漿時(shí)相鄰孔位應(yīng)錯(cuò)開，交叉進(jìn)行。注漿過程中，壓力逐漸上升，流量逐漸減少，當(dāng)壓力達(dá)到注漿1 MPa，注漿量達(dá)到設(shè)計(jì)注漿量的80%以上，可結(jié)束該孔注漿；注漿壓力未能達(dá)到設(shè)計(jì)終壓，注漿量已達(dá)到設(shè)計(jì)注漿量，并無漏漿現(xiàn)象，亦可結(jié)束該孔注漿。

(2)土方開挖

隧道開挖如圖2所示。

圖2　三臺(tái)階4部開挖示意(單位：mm)

臺(tái)階高2.6 m，土方15.3 m3/m，運(yùn)距<10 m。使用風(fēng)鎬開挖土體，渣土裝入小推車內(nèi)，運(yùn)至中下臺(tái)階部位，由施工機(jī)械運(yùn)至豎井處吊出。每一循環(huán)土方開挖進(jìn)尺為0.5 m，臨時(shí)仰供跟進(jìn)。

為減少上臺(tái)階人工運(yùn)土距離和控制隧道變形，上臺(tái)階與中下臺(tái)階間距應(yīng)控制在20 m以內(nèi)，最好以3～5 m為宜。

中臺(tái)階施工邊墻初期支護(hù)時(shí)，根據(jù)施工規(guī)范，一次邊墻支護(hù)長(zhǎng)度控制在3～4 m(穩(wěn)定圍巖)或2 m以內(nèi)(土層)，中下臺(tái)階間距離控制在4～8 m。

下臺(tái)階主要施工仰拱，一次施做長(zhǎng)度以監(jiān)測(cè)信息為依據(jù)決定，保證及時(shí)封閉成環(huán)。

(3)初期支護(hù)

隧道開挖完成后，為控制圍巖應(yīng)力釋放和變形，保證圍巖的天然承載力，增加結(jié)構(gòu)安全度，應(yīng)及時(shí)跟進(jìn)初期支護(hù)。

初噴混凝土：

生物教材中科學(xué)史學(xué)素材眾多，生物教師“如數(shù)家珍”，但在使用過程中“形同雞肋，成為擺設(shè)”；學(xué)生往往也是“不削一顧，愛理不理”。這些科學(xué)史學(xué)材料因篇幅限制、資料簡(jiǎn)單疊加、呈現(xiàn)形式單一等諸多原因沒有閃爍其應(yīng)有的光芒，也不能激發(fā)學(xué)生思維，更不能喚醒學(xué)生對(duì)于學(xué)科探究的價(jià)值認(rèn)同。

用高壓風(fēng)自上而下清理巖面，埋設(shè)控制噴射混凝土厚度的標(biāo)示，如巖面有滴水，需埋管做好引水工作。噴射混凝土?xí)r，自下而上噴射，防止上部噴射回彈料虛掩拱腳而不密實(shí)，造成失穩(wěn)。噴射至混凝土表面大致平整而呈濕潤(rùn)光澤，無干斑及流淌現(xiàn)象。

噴射混凝土采用具有粉塵少、回彈量少、水灰比可控制、一次噴射混凝土較厚等優(yōu)點(diǎn)的濕噴技術(shù)。

施做系統(tǒng)錨桿，掛設(shè)鋼筋網(wǎng)：

系統(tǒng)錨桿采用采用長(zhǎng)3 m的φ22螺紋鋼筋，間距1 m×0.5 m，梅花形布置，徑向施做。各臺(tái)階初支直接連接處及臨時(shí)仰供拱腳均需設(shè)2根長(zhǎng)3 m的φ25 mm鎖腳錨管，確保初期支護(hù)穩(wěn)定可控。

鋼筋網(wǎng)片采用φ10 mm鋼筋焊接而成，間距100 mm×100 mm。鋼筋網(wǎng)隨巖面鋪設(shè)，保證與系統(tǒng)錨桿連接牢固。

格柵鋼架及臨時(shí)仰供施工：

端部型鋼必須用連接螺栓與鋼板孔緊固，以確保格柵各部件的連接孔位的準(zhǔn)確。鋼筋格柵各部件在模具內(nèi)初步焊接固定后，將鋼筋格柵各部分從模具內(nèi)均勻取出，以避免鋼筋格柵扭曲變形。根據(jù)焊接規(guī)范及設(shè)計(jì)要求將鋼筋格柵部件焊接成型，焊接時(shí)應(yīng)均勻?qū)ΨQ焊接，減少應(yīng)力變形。所有焊縫均采用雙面搭接焊，主筋與鋼板間焊縫高度不小于10 mm，其他焊縫高度不小于8 mm。格柵鋼架各組成部件焊接完成后，進(jìn)行試拼裝，以檢驗(yàn)鋼筋格柵鋼架的幾何尺寸、各部件的螺栓節(jié)點(diǎn)以及焊接質(zhì)量。

上臺(tái)階鋼架安裝時(shí)，拱腳處基底應(yīng)清除擾動(dòng)土，挖槽就位，必要時(shí)可采取預(yù)加固，防止拱頂下沉。為保證格柵鋼架的整體穩(wěn)定性，需將鋼架與縱向連接筋、結(jié)構(gòu)錨桿、定位鋼筋和鎖腳錨管焊接牢固。施工期間應(yīng)定期復(fù)合隧道軸線樁及高程控制點(diǎn)，防止出現(xiàn)測(cè)量錯(cuò)誤，并做好各工序的協(xié)調(diào)配合，減少工序交叉時(shí)間，使開挖后及時(shí)封閉成環(huán)，保證隧道的初支穩(wěn)定性。

復(fù)噴混凝土：

復(fù)噴混凝土分片依次自下而上進(jìn)行，并先噴鋼架與拱(墻)壁間混凝土，后噴兩拱之間混凝土。每次噴層厚度為拱頂5～6 cm，邊墻7～10 cm。防水混凝土的配比、噴射方法按設(shè)計(jì)要求參數(shù)及施工規(guī)范進(jìn)行。

(4)初支背后注漿

在初期結(jié)構(gòu)封閉成環(huán)后，即進(jìn)行初期支護(hù)背后回填注漿。初支背后回填注漿采用φ32 mm普通鋼管，L=0.5 m，注漿管在初支噴混凝土前預(yù)埋，與鋼拱架及鋼筋網(wǎng)焊接在一起。噴混凝土?xí)r，外露端用棉紗封堵加以保護(hù)，入土端需進(jìn)行必要的防護(hù)，以防噴射混凝土封堵管口。注漿材料選用32.5R普通硅酸鹽水泥拌制的水泥漿，水灰比0.8 ～ 1∶1。采用單液注漿泵進(jìn)行注漿，注漿終壓控制在0.3～0.5 MPa。

3　結(jié)束語

三臺(tái)階4部開挖法，減少了對(duì)圍巖的擾動(dòng)，充分發(fā)揮了圍巖自穩(wěn)能力，縮短了工期，節(jié)約了工程成本，為施工單位取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

三臺(tái)階4部開挖法與傳統(tǒng)的上下臺(tái)階法、CRD法相比，機(jī)械化程度高，施工功效高，進(jìn)度快，經(jīng)濟(jì)和工期效益明顯。

廣州地鐵區(qū)莊站五號(hào)線主體隧道拱頂覆土厚度僅為5 m左右，開挖斷面寬9.2 m，高8.8 m，長(zhǎng)47.5 m，開挖面積67.6 m2，覆跨比0.54，開挖高度約為寬度的1.05倍，屬淺埋大跨斷面暗挖隧道，隧道斷面位于為〈6〉全風(fēng)化帶、〈7〉強(qiáng)風(fēng)化帶地層，斷面所處富水軟弱地層，局部存在不穩(wěn)定、易變形的淤泥質(zhì)土層。隧道開挖采用三臺(tái)階4部開挖法施工，監(jiān)測(cè)反映隧道變形數(shù)據(jù)較小，施工中未發(fā)生質(zhì)量和安全事故，施工質(zhì)量和施工安全都得到了保證；從施工進(jìn)度看，完全符合施工進(jìn)度要求，比原設(shè)計(jì)工期提前了3個(gè)月，保證了區(qū)莊站后續(xù)工作的順利進(jìn)行。

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