贵广铁路软质隧道-“三台阶七步开挖”优化施工方法浅析.doc

最新【精品】范文 参考文献 专业论文贵广铁路软质隧道 “三台阶七步开挖”优化施工方法浅析贵广铁路软质隧道 “三台阶七步开挖”优化施工方法浅析 摘要：贵广铁路梅树顶隧道工程为双线隧道，局部施工段落围岩较差，针对此段落施工时采用了优化的“三台阶七步开挖”方法。对施工安全起到较好的保障作用。现就针对梅树顶隧道施工中采用的三台阶七步开挖方法进行浅析，希望能够给类似工程施工提供借鉴作用。 关键词：贵广铁路；软质隧道；三台阶七步开挖法 中图分类号： U45 文献标识码： A 1、概述 贵广铁路工程梅树顶隧道工程为双线隧道，全长1097m，主要穿越全、强风化地层，其中级围岩565m，级围岩171m，级围岩356m，梅树顶隧道围岩级别及开挖方法见表1。 设计线间距4.8m，隧道内净空横断面积为92m2；隧道内设置综合洞室四处，洞室间距为500m，洞室沿隧道两侧交错布置；救援通道走行面高于轨面30cm；隧道内设置双侧电缆槽。轨面设计高程为64.46868.668m。 表1梅树顶隧道围岩级别及开挖方法表 梅树顶隧道设计使用寿命为100年，主要施工内容为隧道开挖、初期支护、二次衬砌、防排水工程等。 初期支护：喷射混凝土强度等级为C25；拱部系统锚杆采用22组合中空锚杆；边墙采用22全螺纹砂浆锚杆；所有锚杆均设置钢垫板，垫板采用A3钢，垫板尺寸150mm150mm6mm；钢筋网直径为6；钢架采用型钢钢架或格栅钢架；型钢采用工字钢，格栅钢架采用HRB335和HPB235钢筋。 二次衬砌：混凝土强度等级为C35；仰拱填充混凝土强度等级为C20；水沟、电缆槽身混凝土强度等级为C30；水沟电缆槽盖板混凝土强度等级为C35。 防排水工程：隧道拱墙初期支护与二次衬砌之间敷设防水板+土工布；环向施工缝采用遇水膨胀止水胶+中埋式遇水膨胀橡胶止水带；纵向施工缝处设置遇水膨胀止水胶+混凝土界面剂处理；变形缝处设置遇水膨胀橡胶止水带，拱墙变形缝处衬砌外缘与防水板结合部位以聚硫密封胶封堵，衬砌内缘3cm范围内以聚硫密封胶封堵，以外2cm范围内设置U型镀锌钢板接水盒，其余空隙采用填缝料填塞密实；隧道衬砌防水板与土工布之间设置50打孔波纹管，结合施工缝设置，并根据地下水发育情况调整，在隧道两道环向盲沟之间设置纵向110打孔波纹管，每10m一段；环向盲沟与纵向盲沟两端均直接与隧道侧沟连通，满足排水要求。 2、三台阶七步开挖法施工技术 2.1施工工序 设计三台阶七步开挖法： 上台阶开挖（预留核心土）中台阶左中台阶右下台阶左 下台阶右台阶中部仰拱开挖 优化后的三台阶七步开挖法： 上台阶开挖（预留核心土）预留核心土、中台阶中部中台阶左中台阶右下台阶左下台阶右下台阶中部、仰拱开挖 2.2三台阶七步开挖法施工 梅树顶隧道内轮廓设计采用单洞双线断面，开挖断面约144m2，轨上有效净空面积92m2。隧道进、出口浅埋段b围岩设计采用三台阶七步开挖法施工，b围岩开挖俗称“土”洞开挖，采用挖掘机直接开挖，局部人工配合风镐开挖，初期支护（锚杆、钢筋网、型钢钢架或格栅钢架、锁脚钢管、喷射混凝土等）、二次衬砌紧随开挖，形成连续作业循环，按照铁道部文件要求，仰拱距掌子面安全距离为级围岩40m；二衬距掌子面安全距离为、级围岩90m。 设计三台阶七步开挖法（见图1、图2） 首先开挖分上、中、下台阶施工，上台阶高度约3.7m，中台阶高度约3.6m，下台阶高度约3m（不含仰拱）。利用上一循环架立的钢拱架施作隧道超前支护，首先开挖上台阶部，预留核心土，预留核心土呈梯形，核心土顶宽3m，底宽6m，核心土顶距拱顶2m，掘进2m；错开部一段距离后紧随开挖部（中台阶左），部、部错开距离约5m；在滞后于部约5m后开挖部（中台阶右），部距掌子面距离约10m；在滞后于部约5m后开挖部（下台阶左），部距掌子面距离约15m；在滞后于部约5m后开挖部（下台阶右），部距掌子面距离约20m；在滞后于部约10m后开挖部（上、中、下台阶中部预留核心土及台阶），部末端距掌子面距离约30m；部为仰拱开挖，仰拱利用仰拱栈桥开挖，仰拱开挖面距下台阶部10m，仰拱距掌子面距离约40m。 优化后三台阶七步开挖法（见图3、图4） 首先开挖分上、中、下台阶施工，上台阶高度约4.3m，中台阶高度约4.1m，下台阶高度约2.19m（不含仰拱）。利用上一循环架立的钢拱架施作隧道超前支护，首先开挖上台阶部，预留核心土，预留核心土呈梯形，核心土顶宽2.6m，底宽6.9m，核心土顶距拱顶2m，部预留核心土顶部保证纵向长2m，同时每循环进尺一次，掌子面喷5cm厚混凝土封闭，施作部导坑周边的初期支护；部开挖紧随部预留核心土部位开挖（拉槽开挖）；在滞后于部一段距离后交错开挖部（中台阶左）、部（中台阶右）， 部距掌子面距离3m，部距掌子面距离5m，部、部错开距离2m，初期支护跟进施工；在滞后于部一段距离后交错开挖部（下台阶左）、部（下台阶右），部距离部3m，部距掌子面距离8m，部距掌子面距离10m，部、部错开距离2m，初期支护跟进施工；错开部约5m开挖部下台阶中部及仰拱，仰拱利用仰拱栈桥开挖，设计仰拱栈桥长度15m，仰拱开挖长度按810m分段，仰拱开挖面距下台阶开挖面距离约25m，仰拱距掌子面距离约40m，仰拱及仰拱填充跟进施工。形成掌子面、上、中、下台阶到仰拱的循环施工。 优化的三台阶七步开挖法，上、中、下台阶间错开距离5m，台阶间左、右开挖错开距离23m，即下台阶距掌子面为15m，此开挖方法缩短了台阶间的距离，有利于挖掘机集中开挖，装载机集中出碴，挖掘机采用退步开挖方式，各部、各台阶之间开挖、出渣同时进行，提高了设备利用率，节省了作业时间。开挖后掌子面、各台阶支护、喷锚同步施工，避免了开挖、支护、喷锚作业的相互干扰，节省作业时间，有利于组织施工，加快了施工进度，提高了工效，并且符合铁道部的安全距离要求。 隧道开挖进度：每天掌子面开挖进尺约3m，开挖2循环/天，支护5榀钢架，设计b围岩型钢钢架0.6m/榀。 图1设计三台阶七步开挖法施工工序透视图 图2设计三台阶七步开挖法施工工序横断面图 图3优化三台阶七步开挖法施工工序透视图 图4优化三台阶七步开挖法施工工序横断面图 3、结语 优化的“三台阶七步开挖法”在贵广铁路隧道工程施工中得到了广泛的推广和应用，尤其是隧道进、出口浅埋、偏压地段施工，大大提高设备利用率，加强了各工序合理衔