譚青云

（中鐵十六局集團第五工程有限公司，河北 唐山 064000）

0 前言

為了預防和控制隧道施工安全事故的發(fā)生，國家對掌子面與仰拱之間的距離要求的越來越嚴格，目前采用的長臺階法施工，已經(jīng)難以滿足安全步距的強制性規(guī)定。而采用長度大于10m的短臺階法施工容易受到變更臺階處道路和仰拱施工作業(yè)空間的限制；如果采用長度小于10m的短臺階法施工時，雖然滿足安全步距的要求，但上臺階的施工作業(yè)空間小，各工序之間相互干擾，機械設備的運行效率會極大地降低，導致工程施工進度非常緩慢。針對以上情況，對臺階法施工工法進行了改進，改成微臺階開挖施工工法，既能保證了隧道的施工安全，又能極大地提高了隧道的施工進度。

1 工程概況

崤山隧道位于河南省三門峽盧氏縣官道口鎮(zhèn)境內(nèi)，進口位于靈寶市寺河鄉(xiāng)，右邊靠近G209國道；出口位于官道口鎮(zhèn)車家?guī)X附近，位于S323省道上游。崤山隧道起止里程為：左線DK694+053～DK716+804，全長22751m，右線YDK694+045～YDK716+816，全長22771m為兩條單線隧道，隧道最大埋深約為510m，一般斜井進正洞后，圍巖主要以IV、V圍巖為主，圍巖破碎，崤山隧道內(nèi)水文地質(zhì)條件及地質(zhì)構造相當復雜，屬于蒙華鐵路線路控制性重點隧道工程。

2 工法特點

采用該臺架施作的微臺階工藝，可實現(xiàn)上、下臺階同時施作，滿足鉆爆及支護的使用和空間要求；鉆爆過程中，上臺階常規(guī)施作，下臺階可連同仰拱部分同時開挖，實現(xiàn)仰拱初支拱架及時封閉成環(huán)，保證隧道施工安全質(zhì)量；施工臺架用于上臺階施工的“凸出部分”便于拆裝，拆除后臺架便可用于全斷面施工，實現(xiàn)了全斷面和兩臺階法所使用工裝之間的快速轉(zhuǎn)換；采用該臺架施作的微臺階工藝，減少了使用小臺架施工需要反復拼裝或吊裝的所需時間及風險，縮短了工序時間，保障了施工進度。

3 工藝原理

隧道微臺階開挖工法是利用開挖臺架經(jīng)過上下臺階鉆眼、裝藥、起爆、出碴的施工流程，縮短各工序之間的銜接時間，為后續(xù)的仰拱施工提供了較大的空間，從而縮小了仰拱與掌子面之間的距離，保證隧道安全步距滿足規(guī)定要求，同時提高隧道施工的進度和安全。

4 微臺階法工藝流程及操作要點

4.1 施工開挖及支護作業(yè)工藝流程

圖1 施工開挖及支護作業(yè)工藝流程

4.2 操作要點

為實現(xiàn)隧道施工初期支護仰拱設置鋼架地段及時封閉成環(huán)，仰拱緊跟下臺階施工，以滿足“兩緊跟”要求，根據(jù)現(xiàn)場圍巖地質(zhì)、施工機械配套等實際情況，對微臺階法施工工裝進行了改造，將全斷面臺架上半斷面通過鋼筋網(wǎng)片加長，使其向前凸出3m左右，即將上臺階控至在3m（不大于1倍洞徑，約7m），施工臺架放在下臺階處，便可形成上下斷面同時施工，又能滿足濕噴機械手的作業(yè)要求（機械大臂操作空間約4m）。

5 材料與設備

機械設備：220型號挖掘機1臺；380型號裝載機1臺；砼罐車（12m3）2輛；HPS3016砼濕噴機1臺；北奔2534出碴運輸車（25T以上）4輛；YT28風鉆20個；開山空壓機（22m3）5臺。

主要材料：圍巖類別掛設鋼筋網(wǎng)片、格柵鋼架等材料，根據(jù)施工圖紙要求提前準備到位。

6 安全質(zhì)量控制要點

6.1 質(zhì)量控制要點

（1）鉆孔：爆破鉆眼時要嚴格按照設計圖紙要求布孔，防止超挖或欠挖現(xiàn)象的發(fā)生，周邊眼應加密布置，密度控制在25～40cm之間；

（2）裝藥：嚴格按照光面爆破控制鉆眼裝藥量；

（3）起爆順序：先起爆掏槽眼，再輔助眼，然后周邊眼，最后起爆底板眼；

（4）立架：臺階接茬處要加墊隔板，防止接茬處出現(xiàn)鼓包、不密實現(xiàn)象。隔板材料采用厚度為 10mm以上鋼板，確保鋼板剛度滿足重復使用要求。隔板長為格柵鋼架設計間距，寬為噴錨厚度加 50mm（保證抽取時利于敲擊抽取）。另外，在隔板背側加焊可以轉(zhuǎn)動的拉手，便于方便安裝、拆除隔板用。

6.2 安全控制要點

采用微臺階法施工時，上下臺階應同時推進；上臺階要確證至少有一榀鋼架在下臺階開挖完成后不形成懸空，施工過程中要嚴格控制下臺階的進尺；臺架使用前需確保臺架結構穩(wěn)定，并設置安全標識及防護設施，防止人、物掉落；風水電等設施須按規(guī)定安裝，防止漏電或高壓風接頭破損或斷裂傷人；嚴格控制開挖進尺，IV級圍巖上臺階一次進尺為2榀拱架間距、下臺階為2榀拱架間距，V級圍巖上臺階一次進尺為1榀拱架間距、下臺階為2榀拱架間距；開挖完成后初期支護必須及時封閉，仰拱初支施作前需仰拱基底承載力不得低于 250kPa，低于250kPa時需加固處理；嚴禁仰拱及邊墻腳處積水浸泡。

7 環(huán)保措施

施工過程中引起的“廢煙、廢氣、廢水”的排放必須達到國家規(guī)定的標準；隧道內(nèi)施工用水及地下水采取設置集水坑、集水井采用多級泵站排出洞外，經(jīng)過十級沉淀達標后方能排出。

8 結束語

綜上所述，采用微臺階開挖施工工法進行開挖隧道，不僅可以縮短了各道工序之間的銜接時間，加快了隧道施工進度，還給后道工序提供了更多的作業(yè)空間，使仰拱距離掌子面的安全步距可控，極大的提高了隧道內(nèi)的施工安全與質(zhì)量，同時也達到了成本管控的目的，實現(xiàn)了經(jīng)濟效益和社會效益雙重收益。