李航

陜西省鐵路集團(tuán)有限公司 陜西 西安 710000

1 工程概況

房家灣隧道位于勉縣境內(nèi)，為大巴山地中山區(qū)，通過地區(qū)大部分山勢陡峻，地表高程一般630～1300m?？傮w地形北高南低，溝壑交織，溝谷多呈狹窄的V型。隧道出口位于漆樹壩鄉(xiāng)大灣村東南側(cè)約400m處。本標(biāo)段負(fù)責(zé)的隧道起訖里程DgK286+961～DgK289+708，長2747m，為雙線隧道。隧道最大埋深444m，縱坡為25‰。本隧道設(shè)置緊急救援通道2處，合同工期48個(gè)月。

隧道涉及地層按新老順序主要為第四系全新統(tǒng)沖積、洪積膨脹土、圓礫土、卵石土，志留系下統(tǒng)頁巖，奧陶系下統(tǒng)砂巖夾礫巖、砂巖與頁巖互層、灰?guī)r夾砂巖夾頁巖，寒武系下統(tǒng)頁巖夾砂巖夾灰?guī)r。隧址范圍內(nèi)無較大褶皺、斷裂構(gòu)造，次級(jí)皺曲較發(fā)育。隧道剩余工程設(shè)計(jì)全部為Ⅳ級(jí)圍巖[1]。

2 圍巖特性及支護(hù)參數(shù)

2.1 圍巖特性

試驗(yàn)段掌子面巖性以中厚層砂巖為主，夾薄層頁巖，青灰色，鈣質(zhì)膠結(jié)，粉細(xì)砂狀結(jié)構(gòu)及礫狀結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造。巖質(zhì)較硬，弱風(fēng)化，巖體節(jié)理裂隙發(fā)育，未見地下水發(fā)育。結(jié)合設(shè)計(jì)文件和超前地質(zhì)預(yù)報(bào)結(jié)果分析，隧道圍巖為Ⅳ級(jí)圍巖。

2.2 支護(hù)參數(shù)

設(shè)計(jì)為單洞雙線隧道，Ⅳb級(jí)復(fù)合襯砌隧道橫斷面

3 工法選擇

參考以往鐵路隧道三臺(tái)階法施工經(jīng)驗(yàn)，基于發(fā)揮大型機(jī)械化配套施工優(yōu)勢、減少仰拱單獨(dú)開挖對其他工序的施工干擾、提高中下臺(tái)階施工組織效率等因素選擇三臺(tái)階法帶仰拱一次開挖。

3.1 臺(tái)階高度

上臺(tái)階主要考慮兩臺(tái)挖掘機(jī)扒砟能夠同時(shí)作業(yè)，并提高濕噴機(jī)械手作業(yè)效率，臺(tái)階高度確定為5.5m，使用簡易臺(tái)架施工；中、下臺(tái)階（帶仰拱）考慮人工施鉆、立拱架操作方便，其臺(tái)階高度不宜過高，高度分別為2.5m、3.98m（仰拱中心開挖高度），三臺(tái)階法（帶仰拱）開挖。

3.2 臺(tái)階長度

上、中臺(tái)階長度的選擇綜合考慮施工作業(yè)空間、爆破后機(jī)械扒砟效率等因素，確定上、中臺(tái)階長度均為5～6m。

下臺(tái)階至仰拱棧橋端頭，宜控制在20～25m，以保證機(jī)械裝砟、濕噴機(jī)械手有充分的操作空間。

Ⅳ級(jí)圍巖上臺(tái)階每循環(huán)開挖進(jìn)尺2～3榀鋼架間距，中、下臺(tái)階邊墻開挖進(jìn)尺亦為2～3榀鋼架間距，同一臺(tái)階左右側(cè)錯(cuò)開開挖，杜絕鋼架同時(shí)懸空。三臺(tái)階法（帶仰拱）開挖。

4 施工組織

4.1 主要設(shè)備、機(jī)具配置

上臺(tái)階主要采用人工風(fēng)鉆利用簡易臺(tái)架開挖，中下臺(tái)階人工風(fēng)鉆直接開挖。爆破后上臺(tái)階兩臺(tái)挖掘機(jī)同時(shí)扒砟，出砟時(shí)一臺(tái)挖機(jī)配合兩臺(tái)裝載機(jī)裝砟，自卸汽車運(yùn)砟?；炷凉捃囘\(yùn)輸噴砼料，采用濕噴機(jī)械手進(jìn)行噴砼作業(yè)。

仰拱施工采用18m棧橋，人工配合挖機(jī)清砟?；⌒文０宸謱訚仓龉疤畛漤拧Ｒr砌施工采用12m模板臺(tái)車，混凝土罐車配合輸送泵澆筑砼。

4.2 主要?jiǎng)趧?dòng)力配置

開挖：上臺(tái)階14把風(fēng)鉆15人，中、下臺(tái)階（帶仰拱）7把風(fēng)鉆8人，共計(jì)23人。

立拱：上臺(tái)階立拱12人，中、下臺(tái)階立拱6人，共計(jì)18人。

噴射砼：操作手及配合人員共計(jì)5人。

仰拱、填充：設(shè)2個(gè)班，每班8人，共計(jì)16人。

襯砌：設(shè)4個(gè)班，共計(jì)25人。

主要?jiǎng)趧?dòng)力共計(jì)87人。

4.3 開挖施工工序組織

采用三臺(tái)階法帶仰拱一次開挖，工法特點(diǎn)是每循環(huán) “兩次爆破、兩次噴砼、三次扒裝砟、各工序平行作業(yè)”。

（1）下臺(tái)階（帶仰拱）爆破后，在挖機(jī)修路同時(shí)，上中臺(tái)階裝藥連線，挖機(jī)退出臺(tái)架后同時(shí)爆破。

（2）通風(fēng)后，兩臺(tái)挖機(jī)到上臺(tái)階扒砟，下臺(tái)階兩臺(tái)裝載機(jī)配合自卸汽車出砟。

（3）上臺(tái)階扒砟完畢，挖機(jī)進(jìn)簡易臺(tái)架至上臺(tái)階，上臺(tái)階開始立拱等支護(hù)作業(yè)，同時(shí)一臺(tái)挖機(jī)在中臺(tái)階繼續(xù)扒砟至下臺(tái)階，下臺(tái)階進(jìn)行出砟作業(yè)。

（4）中臺(tái)階扒砟完畢，開始與上臺(tái)階同時(shí)進(jìn)行立拱等支護(hù)作業(yè)，下臺(tái)階繼續(xù)出砟作業(yè)。

（5）上臺(tái)階立拱等支護(hù)作業(yè)完畢，挖機(jī)退出上臺(tái)階簡易臺(tái)架，準(zhǔn)備進(jìn)行噴射砼。

（6）上臺(tái)階噴射砼時(shí)，下臺(tái)階完成立拱等支護(hù)作業(yè)，隨后進(jìn)行中下臺(tái)階噴射砼。

（7）噴射砼完畢，挖機(jī)扒砟后進(jìn)簡易臺(tái)架至上臺(tái)階，開始上中臺(tái)階測量、鉆眼。同時(shí)，將下臺(tái)階（帶仰拱）剩余砟量清除完畢，隨后進(jìn)行下臺(tái)階鉆眼及仰拱噴射砼。

（8）待上中臺(tái)階鉆眼、仰拱噴射砼完畢，下臺(tái)階裝藥、連線、爆破。

4.4 仰拱工序施工組織

采用三臺(tái)階法帶仰拱一次開挖，減少仰拱單獨(dú)開挖工序，縮短仰拱施工循環(huán)時(shí)間。具體工序組織方式：采用人工配合機(jī)械進(jìn)行仰拱清砟，兩臺(tái)挖機(jī)配合移動(dòng)仰拱棧橋，人工清底后進(jìn)行仰拱鋼筋、防排水、立模等作業(yè)，隨后澆筑仰拱砼，等強(qiáng)養(yǎng)護(hù)至規(guī)定強(qiáng)度，進(jìn)行填充砼立模、澆筑等作業(yè)。

仰拱、填充施工循環(huán)時(shí)間約為72小時(shí)（12m），月進(jìn)尺24/72*12*30=120m，綜合考慮各種因素，月施工能力大于100m，大于掌子面開挖進(jìn)度。

4.5 施工材料成品化管理

施工用材料盡可能在洞外加工成品，例如鋼拱架超前小導(dǎo)管鉆眼位置鉆孔，連接鋼筋改變以往的搭接焊接工藝，采用套管連接，鎖腳鋼管“L”型鋼筋班前預(yù)制。減少了掌子面的現(xiàn)場焊接工作量，壓縮支護(hù)作業(yè)循環(huán)時(shí)間。

5 結(jié)束語

（1）三臺(tái)階法帶仰拱一次開挖，將仰拱初支納入三臺(tái)階工序管控，及時(shí)將支護(hù)體系封閉，施工步距滿足鐵建設(shè)120號(hào)文件規(guī)定，保證掌子面施工的連續(xù)性。

（2）上中臺(tái)階長度控制在5～6m，既滿足人員、機(jī)械設(shè)備作業(yè)空間，又有利于壓縮挖機(jī)扒砟時(shí)間。

（3）中下臺(tái)階兩側(cè)開挖必須錯(cuò)開至少2～3米，杜絕造成同榀拱架兩側(cè)拱腳同時(shí)懸空。

（4）三臺(tái)階法帶仰拱一次開挖，能夠充分發(fā)揮各工序平行作業(yè)的特點(diǎn)，同時(shí)減少了仰拱單獨(dú)開挖對其他工序造成的干擾，提高了施工效率。

（5）下臺(tái)階帶仰拱一次開挖，仰拱部位鉆眼作業(yè)較仰拱單獨(dú)開挖時(shí)作業(yè)空間增大，利于底板眼外插角的精度控制，有效提升仰拱開挖成形質(zhì)量；下臺(tái)階與仰拱一次爆破，減少了對圍巖的爆破擾動(dòng)。

（6）仰拱清砟及噴射砼工序，僅能在上中臺(tái)階鉆眼時(shí)進(jìn)行平行作業(yè)，將延長整個(gè)循環(huán)時(shí)間1h左右。仰拱噴射砼后，即進(jìn)行爆破，等強(qiáng)時(shí)間不足。