陳曉濤　段長利　饒有權(quán)

摘 要：文章介紹在軟弱圍巖大斷面鐵路隧道中實施大拱腳臺階法的工作工藝流程和操作要點，重點介紹此施工技術(shù)的控制要點，以及其實際應(yīng)用中的節(jié)能環(huán)保措施。

關(guān)鍵詞：軟弱圍巖；鐵路隧道；大斷面；大拱腳臺階法

中圖分類號：U455.4 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）04-0108-02

1 引言

在軟弱圍巖地質(zhì)大斷面鐵路隧道的施工中，大拱腳臺階法具有至關(guān)重要的作用，在施工過程中發(fā)揮出此方法的作用，使工程最終交付使用能達到預(yù)期效果。在鐵路隧道施工過程中采用大拱腳臺階法施工工藝處理實際的問題時，需要對軟弱圍巖地質(zhì)大斷面的相關(guān)特征有著必要地了解，促使這種施工工藝使用中能夠符合工程建設(shè)的具體要求，促進現(xiàn)代化鐵路隧道服務(wù)功能的不斷完善。

2 大拱腳臺階法施工工藝流程及操作要點

2.1 工藝流程

施工工藝流程見圖1所示。

2.2 操作要點

采用此方法進行開挖時，應(yīng)遵循“先預(yù)報、管超前、嚴注漿、弱爆破、短進尺、強支護、早封閉、勤量測”的施工原則，將臺階長度盡可能的減小，在工序銜接處的鋼架末端采用設(shè)置鎖腳錨桿的方式進行處理，來提高鋼架基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。而且在實際操作中確保初期支護快速封閉成環(huán)，而且后續(xù)的仰拱和襯砌等工序也應(yīng)及時進行，盡快形成一個穩(wěn)定的支護體系[1]。

2.3 施工工序說明

大拱腳臺階法開挖分布工藝見圖2所示[2]。

第1步：采用上一個工序架立的鋼架進行隧道拱部Φ42mm超前小導(dǎo)管的施作，并對上部的弧形導(dǎo)坑即圖中的①導(dǎo)坑進行開挖，開挖的同時進行拱部的超前支護，之后進行上部弧形導(dǎo)坑的開完，在開挖的過程中應(yīng)預(yù)留出核心土，長度控制在3～5m，寬度為隧道開挖寬度的1/3～1/2。在進行導(dǎo)坑①的K開挖施作后應(yīng)及時進行初期支護的施作，在其導(dǎo)坑內(nèi)壁初噴4cm厚的混凝土，并采用掛鋼筋網(wǎng)、架設(shè)鋼架等大拱腳系統(tǒng)支護的方式，然后在鋼架拱腳的底部進行鎖腳錨桿的施作，具體位置是緊貼鋼架兩側(cè)邊，打設(shè)的方向為下傾角45°的方向，打設(shè)完成后需將錨桿與鋼架進行焊接，并對所有的徑向錨桿打設(shè)完成之后重新進行噴射混凝土的操作，其厚度應(yīng)滿足設(shè)計要求。在開挖過程中，應(yīng)按照初期支護鋼架間距確定其開挖進尺的數(shù)值，通常在0.6m左右。第2步：左側(cè)②部中臺階開挖。此過程需在上一步中的①開挖約3～5m之后進行，而且根據(jù)初期支護的鋼架間距來確定開挖進尺的數(shù)值，且通常為3.5～4m，與上一步類似，需在開挖施作中及時對其采取初期支護措施，噴射的混凝土厚度同樣為4cm，也需要進行掛鋼筋網(wǎng)、接上鋼架，和打設(shè)鎖腳錨桿等支護措施，而且在徑向錨桿鉆社完成之后再進行一次混凝土的噴射，厚度也應(yīng)符合設(shè)計要求。第3步：右側(cè)③部中臺階開挖。此步驟應(yīng)在上一步驟②開挖約2～3m后進行，支護方式同②部中臺階的一樣。第4、5步：開挖上臺階④部、中臺階⑤部。此步驟應(yīng)在上一步③開挖約3～4m后進行，開挖的順序應(yīng)先開挖④部后開挖⑤部，而且這兩部分的臺階循環(huán)尺寸應(yīng)一致。第6步：隧底⑥部開挖。此步驟應(yīng)在上一步驟的⑤部開挖約4～5m后進行，同樣應(yīng)在開挖后初噴4cm厚混凝土，并且在安設(shè)仰拱鋼架且與左右側(cè)落地鋼架焊接牢固之后，進行混凝土的復(fù)噴，并確保厚度達到設(shè)計要求。在此步驟的施工過程中，需要采用棧橋過渡方案來確保車輛的正常進出，并在開挖完成后及時進行仰拱及仰拱回填施作，仰拱分段長度一般為4～6m。

3 大拱腳臺階法施工技術(shù)控制要點

（1）采用此方法進行施工時應(yīng)注意工序的銜接，要做到工序緊湊，而且需要對開挖長度進行嚴格的控制，并根據(jù)相應(yīng)的規(guī)定確定循環(huán)進尺的數(shù)值，初噴混凝土的厚度應(yīng)控制在4cm，盡可能的減少圍巖暴露的時間，確保圍巖的穩(wěn)定。（2）兩側(cè)拱腳的主要作用就是對隧道垂直方向的變形進行控制，所以需要在開挖施工中確保拱腳的穩(wěn)定，采取的措施一是在其上部使用大拱腳鋼架，二是在鋼架底部的兩側(cè)按照一定方向打設(shè)鎖腳錨桿，并確保其與鋼架進行牢固焊接，避免拱部的下沉和變形。（3）對超前錨桿支護外插角進行嚴格控制以確保施工作業(yè)在超前支護的保護下進行；在需要爆破作業(yè)時，應(yīng)采用弱爆破的方式降低對周圍圍巖的干擾，并應(yīng)進行監(jiān)控和測量，保證圍巖的穩(wěn)定和施工的安全。

4 大拱腳臺階法應(yīng)用中的節(jié)能環(huán)保措施

4.1 節(jié)能措施

（1）節(jié)材措施。此措施應(yīng)在保證工程安全與質(zhì)量的前提下進行，對材料的采購、進場時間和批次進行合理的安排，減少庫存或二次搬運。（2）節(jié)水措施，根據(jù)工程所在地的水資源狀況采取有效的節(jié)水措施，不采用居民生活自來水，嚴禁無措施澆水養(yǎng)護混凝土。（3）節(jié)能措施，施工現(xiàn)場分別設(shè)定生產(chǎn)、生活、辦公的用電控制指標，采用聲控、光控等節(jié)能照明燈具。（4）臨時設(shè)施應(yīng)根據(jù)施工規(guī)模和現(xiàn)場情況進行合理確定，盡量減少施工用地，并在占用臨時用地時盡可能的減小農(nóng)田和耕地的用地規(guī)模[3]。

4.2 環(huán)保措施

（1）嚴格按照國家《環(huán)境保護法》和《水土保持法》和地方政府有關(guān)規(guī)定，減少工程建設(shè)對沿線生態(tài)環(huán)境的破壞和污染。（2）建立專職環(huán)保自控組織機構(gòu)，加強施工人員的環(huán)保意識，在施工過程中盡量減少水污染、揚塵等空氣污染、噪音污染、光污染，加強對場地周圍植被的保護等措施。（3）隧道洞口、攪拌站設(shè)過濾沉淀池，對含有懸浮物的施工污水，必須采取過濾、沉淀等處理措施，做到達標排放。（4）隧道棄渣（土）場必須嚴格執(zhí)行先擋后棄、先修排水設(shè)施后棄的原則，并對附近水源進行先保護或改移河道后再進行棄渣（土）。（5）施工人員駐地附近的施工場地、施工道路進行硬化或采取灑水等措施，控制揚塵。（6）在施工隧道邊仰坡、棄渣場前將熟土剝離存放和土地復(fù)墾工作結(jié)合起來，對已完成棄渣任務(wù)的逐步實施覆蓋恢復(fù)植被。（7）盡量避免或減少施工過程中的光污染。夜間室外照明燈加設(shè)燈罩，透光方向集中在施工范圍[4]。

5 結(jié)語

在可靠的大拱腳臺階法施工工藝的支持下，有利于提高鐵路隧道在軟弱圍巖地質(zhì)大斷面中的抗壓強度，降低工程施工成本的同時將會延長鐵路隧道的使用壽命，及時地消除隧道建設(shè)中可能存在的各種安全隱患。因此，在未來鐵路隧道施工計劃實施的過程中，結(jié)合隧道建設(shè)的實際需求，加強對軟弱圍巖地質(zhì)的深入分析，最大限度地發(fā)揮大拱腳臺階法施工工法的優(yōu)勢，提升鐵路隧道的潛在價值，優(yōu)化不同的組成結(jié)構(gòu)。同時，結(jié)合現(xiàn)階段軟弱圍巖地質(zhì)大斷面鐵路隧道的實際建設(shè)情況，可知大拱腳臺階法的實際應(yīng)用范圍將會不斷的擴大，對于現(xiàn)代化鐵路隧道工程建設(shè)水平的不斷提升具有重要的參考價值。

參考文獻

[1]夏潤禾.軟弱圍巖大斷面鐵路隧道大拱腳臺階法施工技術(shù)研究[J].鐵道標準設(shè)計，2010，（4）：78-81.

[2]沈雪飛.軟弱圍巖大斷面鐵路隧道大拱腳三臺階法施工技術(shù)[J].中華建設(shè)，2013，（5）：154-155.

[3]曹瑞君.大斷面軟弱圍巖隧道穩(wěn)定性研究[D].邯鄲：河北工程大學(xué)，2013.

[4]仲崇海.軟弱圍巖大斷面隧道臺階法施工技術(shù)參數(shù)研究[D].北京：北京交通大學(xué)，2014.