馬自遠(yuǎn) 邱兆森 申翔

摘要：軟巖隧道在高地應(yīng)力下，極易產(chǎn)生大變形，通過(guò)采取短臺(tái)階初支快速成環(huán)工藝，加強(qiáng)過(guò)程工藝控制，配合其它強(qiáng)化措施，能有效控制了圍巖變形，保證施工安全、有序。

關(guān)鍵詞：軟巖大變形；短臺(tái)階；初支快速成環(huán)

軟巖隧道在高地應(yīng)力下環(huán)境下，施工中極易產(chǎn)生大變形，造成初支混凝土開(kāi)裂、掉塊，拱頂?shù)魤K坍塌等，存在極大安全隱患。針對(duì)軟巖大變形地質(zhì)特征的復(fù)雜性以及大變形問(wèn)題的嚴(yán)重性，通過(guò)圍巖量測(cè)數(shù)據(jù)分析，研究大變形成因機(jī)理，制定了短臺(tái)階快成環(huán)施工工藝。

1短臺(tái)階快速成環(huán)法概述

短臺(tái)階法是以三臺(tái)階法為基本模式，共分三個(gè)臺(tái)階，六個(gè)步驟，所謂三臺(tái)階即上、中、下臺(tái)階，六個(gè)步驟分別為上臺(tái)階、中臺(tái)階左側(cè)、中臺(tái)階右側(cè)、下臺(tái)階

左側(cè)、下臺(tái)階右側(cè)及仰拱。短臺(tái)階法施工，上臺(tái)階長(zhǎng)度控制在5m以?xún)?nèi)，初支封閉成環(huán)距離掌子面控制在18m以?xún)?nèi)。各部位的開(kāi)挖與支護(hù)沿隧道縱向錯(cuò)開(kāi)，平行推進(jìn)。

2施工工藝

上臺(tái)階開(kāi)挖完成后，滯后5m后開(kāi)始第二臺(tái)階左、右部開(kāi)挖及支護(hù)，形成左、右兩側(cè)開(kāi)挖及支護(hù)相互交叉的情形；同樣方法開(kāi)挖第三臺(tái)階。

⑴開(kāi)挖上臺(tái)階即采用機(jī)械開(kāi)挖附圖中①部，縱向開(kāi)挖進(jìn)尺每循環(huán)一榀0.6m。開(kāi)挖高度控制點(diǎn)，從上臺(tái)階拱腳至拱頂中心開(kāi)挖高度為4.5m；施做①部上臺(tái)階周邊的一次初期支護(hù)：初噴混凝土，鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)，架立HW200鋼架（距離每節(jié)鋼架端頭20cm處，均各打設(shè)2根鎖腳錨桿，利用邊墻的φ32自進(jìn)式長(zhǎng)錨桿），復(fù)噴混凝土至設(shè)計(jì)厚度后鉆設(shè)φ32自進(jìn)式長(zhǎng)錨桿及φ42徑向注漿管；施做下一循環(huán)超前支護(hù)（Φ89超前大管棚加大插角Φ42小導(dǎo)管，超前大管棚與小導(dǎo)管交錯(cuò)布置，每環(huán)各38根）。

⑵開(kāi)挖中臺(tái)階左側(cè)即開(kāi)挖附圖中②部。中臺(tái)階開(kāi)挖進(jìn)尺每循環(huán)不大于3榀（1.8m），開(kāi)挖高度為4m；施做②部邊墻初期支護(hù)：初噴混凝土，鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)，架立雙層HW200鋼架（距離鋼架墻腳以上30cm高度處，緊貼鋼架兩側(cè)邊沿按下傾角30度打設(shè)φ42鎖腳錨管），復(fù)噴混凝土至設(shè)計(jì)厚度后鉆設(shè)長(zhǎng)錨桿。

⑶開(kāi)挖中臺(tái)階右側(cè)即開(kāi)挖附圖中③部。開(kāi)挖進(jìn)尺每循環(huán)不大于3榀（1.8m），開(kāi)挖高度為4m；施做③部邊墻初期支護(hù)：初噴混凝土，鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)，架立雙層HW200鋼架（距離鋼架墻腳以上30cm高度處，緊貼鋼架兩側(cè)邊沿按下傾角30度打設(shè)φ42鎖腳錨管），復(fù)噴混凝土至設(shè)計(jì)厚度后鉆設(shè)長(zhǎng)錨桿。

⑷開(kāi)挖下臺(tái)階左側(cè)即開(kāi)挖附圖中④部。中臺(tái)階開(kāi)挖進(jìn)尺每循環(huán)不大于3榀（1.8m），開(kāi)挖高度為3m；施做④部邊墻初期支護(hù)：初噴混凝土，鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)，架立雙層HW200鋼架（距離鋼架墻腳以上30cm高度處，緊貼鋼架兩側(cè)邊沿按下傾角30度打設(shè)φ42鎖腳錨管），復(fù)噴混凝土至設(shè)計(jì)厚度后鉆設(shè)長(zhǎng)錨桿。

⑸開(kāi)挖下臺(tái)階右側(cè)即開(kāi)挖附圖中⑤部。開(kāi)挖進(jìn)尺每循環(huán)不大于3榀（1.8m），開(kāi)挖高度為3m；施做⑤部邊墻初期支護(hù)：初噴混凝土，鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)，架立雙層HW200鋼架（距離鋼架墻腳以上30cm高度處，緊貼鋼架兩側(cè)邊沿按下傾角30度打設(shè)φ42鎖腳錨管），復(fù)噴混凝土至設(shè)計(jì)厚度后鉆設(shè)長(zhǎng)錨桿。

⑹開(kāi)挖隧底即開(kāi)挖附圖中⑥部，每循環(huán)開(kāi)挖進(jìn)尺不得大于2.4m，開(kāi)挖高度3.4m，開(kāi)挖后及時(shí)施作仰拱初期支護(hù)，使初支盡早地封閉成環(huán)。

⑺待在一次支護(hù)封閉成環(huán)后施做二次支護(hù)，當(dāng)累計(jì)變形值約為預(yù)留變形量的50%～80%（15cm～24cm），且變形趨于收斂時(shí)，施做二次支護(hù)；當(dāng)一支變形未達(dá)到預(yù)留變形量的50%（15cm），且已經(jīng)收斂，可不施做二支，二支空間采用二襯同級(jí)混凝土回填，后續(xù)段落可考慮降低變形等級(jí)；當(dāng)變形發(fā)展較快，且無(wú)收斂跡象，或出現(xiàn)一支護(hù)噴砼剝落嚴(yán)重，鋼架扭曲嚴(yán)重，影響施工安全時(shí)，及時(shí)聯(lián)系四方現(xiàn)場(chǎng)核實(shí)，確定一支補(bǔ)強(qiáng)措施。

⑻初支封閉成環(huán)達(dá)到18m時(shí)，滯后⑥部一段距離后（距離仰拱初支封閉端頭6米），灌注Ⅶ部仰拱及矮邊墻，仰拱分段長(zhǎng)度為6m。

⑼灌注仰拱填充至設(shè)計(jì)厚度。

⑽施工防排水；一次性灌注Ⅷ部（拱檣）襯砌。

2.1開(kāi)挖進(jìn)尺控制

⑴嚴(yán)重大變形段地質(zhì)較差，開(kāi)挖后圍巖自穩(wěn)能力差，因此要嚴(yán)格控制開(kāi)挖進(jìn)尺。遇到軟弱圍巖時(shí)，上臺(tái)階每循環(huán)開(kāi)挖進(jìn)尺得大于1榀鋼架間距（0.6m），下臺(tái)階每循環(huán)開(kāi)挖進(jìn)尺得大于3榀鋼架間距（1.8m），仰拱每循環(huán)開(kāi)挖進(jìn)尺得大于3m，開(kāi)挖后及時(shí)進(jìn)行噴錨網(wǎng)支護(hù)。

⑵施工過(guò)程中的工序銜接

施工過(guò)程中上臺(tái)階始終是施工的重點(diǎn)，上臺(tái)階的圍巖好壞直接決定著上臺(tái)階的開(kāi)挖進(jìn)尺，上臺(tái)階的開(kāi)挖進(jìn)尺又直接決定著下臺(tái)階的開(kāi)挖進(jìn)尺。因此施工過(guò)程中要集中力量進(jìn)行上臺(tái)階的開(kāi)挖，抓好工序循環(huán)。上臺(tái)階的距離控制在5m之內(nèi)，中下臺(tái)階的距離控制在10m之內(nèi)，下臺(tái)階要及時(shí)跟進(jìn)，把仰拱端頭到掌子面安全步距控制在18m之內(nèi)。不僅有利于加快工程進(jìn)度，而且盡早的封閉成環(huán)最大程度的保證施工安全。

2.2仰拱初支及時(shí)跟進(jìn)

嚴(yán)重大變形地段地質(zhì)情況較為復(fù)雜，因此仰拱初支要及時(shí)跟進(jìn)，快速成環(huán)，仰拱距掌子面的距離要控制在18m左右。

仰拱初支開(kāi)挖時(shí)一次開(kāi)挖5榀鋼架間距（3m），開(kāi)挖后及時(shí)支護(hù)封閉成環(huán)，然后再向前開(kāi)挖。開(kāi)挖2個(gè)循環(huán)之后，施做仰拱及填充混凝土。

3大變形控制效果

通過(guò)推進(jìn)短臺(tái)階快速成環(huán)工法，初支成環(huán)由之前的35～50天縮短至20～25天，大大縮短圍巖時(shí)間效應(yīng)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)顯示，某斷面累計(jì)拱頂沉降為79.4mm，累計(jì)上臺(tái)階周邊收斂為61.3mm，累計(jì)下臺(tái)階周邊收斂為81.9mm，變形得到有效控制，實(shí)踐證明，采用短臺(tái)階縮短初支封閉成環(huán)時(shí)間對(duì)于控制圍巖大變形，具有明顯的效果。

4結(jié)束語(yǔ)

短臺(tái)階快速封閉成環(huán)施工工藝對(duì)控制軟巖大變形非常有效，但現(xiàn)場(chǎng)施作干擾較大，施工進(jìn)度緩慢，仍需要不斷摸索，加強(qiáng)熟練程度，才能收到更好的效果。

參考文獻(xiàn)

[1]吳廣明.高地應(yīng)力軟巖大變形隧道施工技術(shù)[J].現(xiàn)代隧道技術(shù)，2012，49（4）.

（作者單位：中國(guó)鐵建十六局集團(tuán)第二工程有限公司）