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2青海路橋建設(shè)機(jī)械工程有限公司 青海西寧 810003

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，我國(guó)人口急劇膨脹，人類的活動(dòng)由地上逐漸擴(kuò)展到了地下，特別是近幾年地下工程蓬勃的發(fā)展，促進(jìn)了地下工程施工技術(shù)的蓬勃發(fā)展。本文根據(jù)工程實(shí)際，對(duì)大斷面連拱隧道五級(jí)圍巖礦山法施工在具體工程中存在的優(yōu)缺點(diǎn)，以及施工的具體步驟和施工技術(shù)進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：隧道；五級(jí)圍巖；礦山法

引言

根據(jù)國(guó)內(nèi)目前的施工技術(shù)現(xiàn)狀，大斷面連拱隧道施工方法歸納起來大致可分為以下三種：①三導(dǎo)洞分步施工法；②中導(dǎo)洞施工法；③左右分修復(fù)合式中墻施工法。本文根據(jù)某高速公路工程項(xiàng)目隧道工程的施工，通過對(duì)大斷面連拱隧道V級(jí)圍巖礦山法分步施工方法進(jìn)行了施工方案研究，總結(jié)了一套關(guān)于大斷面連拱隧道V級(jí)圍巖中礦山法施工方法的具體步驟，指導(dǎo)實(shí)際工程施工。

1、礦山法施工簡(jiǎn)介

礦山法是一種暗挖方法，主要應(yīng)用于圍巖段的開挖。礦山法在使用時(shí)具有一下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：①掘進(jìn)速度快；②造價(jià)低；③安全性高；④適應(yīng)性強(qiáng)。因此廣泛應(yīng)用于隧道工程中。中洞法作為礦山法的一種，具有很有優(yōu)點(diǎn)：①可操作性強(qiáng)，機(jī)械化程度低，挖土可用人工采用簡(jiǎn)便挖掘機(jī)具；②安全性好，在先完成中墻和第一期底板，后再進(jìn)行開挖時(shí)可將臨時(shí)支撐和拱架都支撐于坑道中墻及第一期底板上；③造價(jià)低、經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)。中洞法適用于土類軟巖類的地質(zhì)條件較好且施工受地下水影響較少的工程項(xiàng)目；④出土效率高，開挖上部斷面時(shí)的大量石渣可通過上下導(dǎo)坑間一系列漏渣孔裝車后從下導(dǎo)坑運(yùn)出；⑤靈活性好，可因地制宜地選擇斷面形狀和尺寸；⑥工序間干擾較少，完成中洞后，可左右側(cè)同時(shí)施工。

2、礦山法施工技術(shù)要點(diǎn)分析

2.1 先導(dǎo)洞后全斷面擴(kuò)挖法

先導(dǎo)洞后全斷面擴(kuò)挖法是在施工過程中先沿隧道的中線、在整個(gè)長(zhǎng)度范圍內(nèi)先開挖導(dǎo)洞，然后再擴(kuò)大開挖至設(shè)計(jì)斷面的地下工程施工方法。

在施工的過程中可對(duì)隧道范圍內(nèi)的地質(zhì)進(jìn)行連續(xù)的地質(zhì)情況調(diào)查，能進(jìn)行涌水和瓦斯的預(yù)防及連續(xù)排放，能在擴(kuò)大開挖之前提前加固巖體；能使巖體中的高應(yīng)力預(yù)先釋放從而提高施工的安全度；有利于擴(kuò)挖期間的通風(fēng)；便于增加一些中間入口，可多頭同時(shí)擴(kuò)挖，節(jié)約開挖時(shí)間。

2.2 分?jǐn)嗝鎯纱伍_挖法

分?jǐn)嗝鎯纱伍_挖法是將斷面認(rèn)為分成兩部分，在全部范圍內(nèi)或一個(gè)較長(zhǎng)的區(qū)段內(nèi)先開挖好一個(gè)部分，再開始開挖另一個(gè)部分的地下工程施工方法。

①優(yōu)點(diǎn)分析。由于是分開開挖所以開挖面高度不大；混凝土襯砌不需要體積龐大且笨重的模板，可降低工程造價(jià)；不需笨重而昂貴的鉆架；施工的過程中遇松軟地層時(shí)可迅速地改變?yōu)槠渌┕し椒?；工作進(jìn)度快；有兩個(gè)工作面可以提高效率效降低成本。

②缺點(diǎn)分析。雖然是兩個(gè)工作面但上下分層施工循環(huán)各自獨(dú)立，與全斷面一次開挖相比，施工工期增長(zhǎng)；而且分?jǐn)嗝媸┕さ倪^程中必需在兩個(gè)平面上鋪設(shè)道路和管道間接地加大了工作量。

2.3 全斷面一次開挖

①優(yōu)點(diǎn)分析?？勺畲笙薅鹊乩枚磧?nèi)施工現(xiàn)場(chǎng)的空間，工作面寬敞，場(chǎng)地大，便于使用大型高效設(shè)備，可以顯著地加快施工進(jìn)度；在此種施工作業(yè)條件下斷面一次挖成，施工組織與管理比較簡(jiǎn)單；可以比較好地發(fā)揮深孔爆破的優(yōu)越性；此外全斷面一次開挖施工過程中通風(fēng)、運(yùn)輸、排水等輔助工作及各種管線鋪設(shè)工作均較便利。

②缺點(diǎn)分析。大斷面隧道施工作業(yè)均會(huì)使用重量較大而價(jià)格相對(duì)昂貴的鉆架；一次的施工投入大；由于使用了大型機(jī)具，需要有相應(yīng)的施工便道、組裝場(chǎng)地、檢修設(shè)備以及能源等；當(dāng)開挖的隧道較長(zhǎng)、地質(zhì)情況極其復(fù)雜的時(shí)候必須改換其它施工方法需要耗費(fèi)較多時(shí)間；同時(shí)多臺(tái)鉆機(jī)工作時(shí)的產(chǎn)生的噪音極大影響現(xiàn)場(chǎng)的施工環(huán)境。

2.4 臺(tái)階工作面法

臺(tái)階面工作法是將隧道工作面面分成若干個(gè)分層，每個(gè)工作面分層在一定距離內(nèi)呈臺(tái)階狀可以同時(shí)推進(jìn)的一種地下工程施工方法。

①優(yōu)點(diǎn)分析。由于分層施工從而縮小了斷面高度，不需笨重且昂貴的鉆孔設(shè)備可以降低施工過程的費(fèi)用與工作量；在后一臺(tái)階施工時(shí)有兩個(gè)臨空面可以同時(shí)施工，使爆破效率更高。法工序少，干擾小，上部鉆孔可與裝巖同時(shí)作業(yè)，不需支撐和棚架，節(jié)省大量木材，必要時(shí)可以噴射混凝土或砂漿作為臨時(shí)支護(hù)。

②缺點(diǎn)分析。隧道臺(tái)階法將上半斷面和下半斷面兩次開挖成型，適用于有足夠的施工空間和施工速度，上部開挖支護(hù)后，下部施工較安全，但上下部同時(shí)作業(yè)互有干擾，用于全斷面開挖法中開挖面不能自穩(wěn)但圍巖堅(jiān)硬不用底拱封閉的情況。按上下臺(tái)階的長(zhǎng)度，臺(tái)階工作面法分為長(zhǎng)臺(tái)階和短臺(tái)階；按臺(tái)階布置方式的不同，可分為下臺(tái)階和上臺(tái)階兩種方法。

2.5 反臺(tái)階施工法

反臺(tái)階施工法是先開挖下半斷面，而且及時(shí)進(jìn)行支護(hù)，待開挖至規(guī)定的距離后再同時(shí)開挖上半斷面的地下工程施工方法。

①優(yōu)點(diǎn)分析。在施工作業(yè)開始的時(shí)候最先挖掘最下部分層，然后逐一向上挖掘其余各分層。可以使施工工序減少，各個(gè)工序之間的干擾小，下部斷面可一次挖至設(shè)計(jì)寬度，便于出巖運(yùn)輸和布置管線，便于節(jié)約大量材料。上部臺(tái)階施工需架設(shè)棚架，斷面較小、僅一道臺(tái)階時(shí)也可利用爆破后巖堆進(jìn)行拱部的錨噴支護(hù)。

②缺點(diǎn)分析。由于安全性比較差，后面臺(tái)階施工對(duì)前面施工會(huì)有影響，故應(yīng)用不多。

3、五級(jí)圍巖礦山法施工步驟

方案：側(cè)壁導(dǎo)坑上下臺(tái)階法，即側(cè)壁導(dǎo)坑按上下臺(tái)階法施工完成后，剩余巖土體按臺(tái)階法施工。五級(jí)圍巖大斷面連拱隧道施工方案，分22個(gè)施工步，具體過程如下：

1、初始應(yīng)力狀態(tài)模擬；

2、中導(dǎo)洞第一次全斷面開挖；

3、中導(dǎo)洞第一次開挖初期支護(hù)；中導(dǎo)洞第二次全斷面開挖；中導(dǎo)洞第二次開挖初期支護(hù)。

4、中隔墻修筑施作；

5、淺埋側(cè)、深埋側(cè)、隧道側(cè)導(dǎo)洞上臺(tái)階第一次開挖；

6、淺埋側(cè)、深埋側(cè)、隧道側(cè)導(dǎo)洞上臺(tái)階第一次開挖初期支護(hù)；

7、淺埋側(cè)、深埋側(cè)、隧道側(cè)導(dǎo)洞上臺(tái)階第二次開挖初期支護(hù)；下臺(tái)階第一次開挖；

8、淺埋側(cè)、深埋側(cè)、隧道側(cè)導(dǎo)洞下臺(tái)階第一次開挖初期支護(hù)；下臺(tái)階第二次開挖；

9、淺埋側(cè)、深埋側(cè)、隧道側(cè)導(dǎo)洞下臺(tái)階第二次開挖初期支護(hù)；

10、淺埋側(cè)、深埋側(cè)、隧道核心土上臺(tái)階第一次開挖初期支護(hù)；

11、淺埋側(cè)、深埋側(cè)、隧道核心土上臺(tái)階第二次開挖初期支護(hù)；核心土下臺(tái)階第一次開挖；

12、淺埋側(cè)、深埋側(cè)、隧道核心土下臺(tái)階第一次開挖初期支護(hù)；下臺(tái)階第二次開挖；下臺(tái)階第二次開挖初期支護(hù)；

13、淺埋側(cè)、深埋側(cè)、隧道仰拱、二次襯砌施作；

14、深埋側(cè)、淺埋側(cè)、隧道側(cè)導(dǎo)洞上臺(tái)階第一次開挖；

15、深埋側(cè)、淺埋側(cè)、隧道側(cè)導(dǎo)洞上臺(tái)階第一次開挖初期支護(hù)；上臺(tái)階第二次開挖；

16、深埋側(cè)、淺埋側(cè)、隧道側(cè)導(dǎo)洞上臺(tái)階第二次開挖初期支護(hù)；下臺(tái)階第一次開挖；

17、深埋側(cè)、淺埋側(cè)、隧道側(cè)導(dǎo)洞下臺(tái)階第一次開挖初期支護(hù)；下臺(tái)階第二次開挖；

18、深埋側(cè)、淺埋側(cè)、隧道側(cè)導(dǎo)洞下臺(tái)階第二次開挖初期支護(hù)；左隧道核心土上臺(tái)階第一次開挖；

19、深埋側(cè)、淺埋側(cè)、隧道核心土上臺(tái)階第一次開挖初期支護(hù)；左隧道核心土上臺(tái)階第二次開挖；

20、深埋側(cè)、淺埋側(cè)、隧道核心土上臺(tái)階第二次開挖初期支護(hù)；核心土下臺(tái)階第一次開挖；

21、深埋側(cè)、淺埋側(cè)、隧道核心土下臺(tái)階第一次開挖初期支護(hù)；下臺(tái)階第二次開挖；下臺(tái)階第二次開挖初期支護(hù)；

22、深埋側(cè)、淺埋側(cè)、隧道仰拱、二次襯砌施作。

參考文獻(xiàn)：

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