软弱围岩大断面铁路隧道大拱脚台阶法施工技术研究.pdf

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1、·隧道／地下工程·软弱围岩大断面铁路隧道大拱脚台阶法施工技术研究夏润禾(中交第二公路工程局有限公司，西安710065)摘要：针对特大断面隧道穿越煤系含炭质页岩夹层的地层，合影响带，构造线与线路大角度相交；为砂页岩相间分而且围岩破碎，节理发育，围岩完整性较差，为了保证隧道安布区；地下水普遍具风化带网状裂隙水特征，埋藏较全、快速施工，结合现场施工实践，介绍了针对V级围岩应用大浅，属浅层潜水；沿线地表水系发达，大气降水丰富，补拱脚台阶施工工法施工，并加强围岩量测，超前地质预报，勤检给充足。地下水类型有岩溶

2、水(主要蕴藏于溶蚀裂测瓦斯的技术措施，总结了大拱脚台阶法在软弱围岩地质隧道隙、溶腔及管道)、裂隙水(主要分布于节理、裂隙发育中取得的成功经验和良好的实践效果。的基岩中)和孔隙水(松散岩类孔隙水，多为孔隙潜关键词：铁路隧道；软弱围岩；炭质地层；大断面隧道；施工水)，由大气降水的渗人而形成，赋存于风化裂隙及构中图分类号：U455．4文献标识码：13文章编号：1004—2954(2010)04—0078—03造裂隙之中，地下水埋藏较浅，属浅层潜水。2软弱围岩常见的施工方法的综合对比1工程概况高速铁路隧道工

3、程与普通铁路隧道相比的特点是新建贵阳至广州铁路工程GGTJ一5标段，位于广多为双线，隧道断面大，同级围岩的稳定性将大大降低，西境内三都一五通间，线路全长62．637km，其中隧道技术标准高，特别是对隧道支护技术和超前预支护系统28座，总长47．723km，占线路总长的76．2％。沿线地提出更高的要求。而对于软弱围岩隧道施工一般采用质变化多，施工环境差，技术标准高，环保工作难度大。施工方法有：环形开挖预留核心土法、双侧壁导洞法、全线地质特性属于华夏构造体系和新华夏构造体系联CD法、CRD法等。表1将这

4、几种方法进行了综合比较。表1软弱围岩隧道施工方法综合对比作业循环时间，逐步向纵深推进的作业方法。对于软3大断面炭质页岩隧道施工关键技术弱围岩承载力不足，扩大上部钢架拱脚及垫板或增加3．1大拱脚台阶法施工技术锁脚锚杆增大地基承载能力，每循环进尺0．5—0．83．1．1概念m，尽量缩短台阶长度，确保初期支护尽快合成环，仰大拱脚台阶法施工工法是指在隧道开挖过程中将拱和衬砌及时跟进，及时形成稳定的支护体系。作业面分为6个开挖面，以前后6个不同的位置相互针对贵广铁路隧道埋深及地质条件进行优化调错开同时开挖，然

5、后分部同时支护形成支护整体，缩短整，对常用软弱围岩隧道施工方法对比一些不足后，在总结三台阶工法经验的基础上，足能够充分发挥大型收稿日期：2009—12—10；修回日期：2010一Ol一25作者简介：夏润禾(1981一)，男，工程师，2004年毕业于西安理工大学。机械快速施工的优势，尽量避免刚性分隔，采用大拱脚78铁道标准设计RAILWAYSTANDARDDESIGN2010(4)夏润禾一软弱围岩大断面铁路隧道大拱脚台阶法施工技术研究·隧道／地下工程·台阶法施工，达到了快速安全施工的目的。以贵广铁路高

6、培3号隧道为工程背景，对煤系炭质页岩地质条件下应用大拱脚台阶法施工技术进行了研究，并结合现场工程实践，对存在低瓦斯的大断面煤系地层隧道成功应用大拱脚台阶法施工，达到了工程安全，质量可控的目的。高培3号隧道穿越剥蚀中低山地貌，绝对高程190～300m，主要地层为上覆0～3m第四季全新统坡残积层(Q)粉质黏土、碎石土，下伏基岩为寒武系清溪组下段(E)砂质页岩夹炭质页岩，薄～中厚层状，砂质结构，泥质胶结，部分弱硅质胶结，节理发育。地质特性属于华夏构造体系和新华夏构造体系联合影响带，构造线与线路大角度相交，

7、多为碎屑岩区。根据设计文件资料，由于炭质页岩含炭较高，存在聚集少量图1施工工艺流程的有害气体及瓦斯的施工风险。3．1．3大拱脚台阶法开挖工序(图2)3．1．2大拱脚台阶法施工工艺流程(图1)fa1大拱脚台阶法施工工序横断面fb1大拱脚台阶法施工工序纵断面图2大拱脚台阶法开挖工序第1步：利用上一循环架立的钢架施作隧道拱部侧③部中台阶。4,42mm超前小导管，开挖上部弧形导坑①部：在拱部第4、5步：开挖上台阶④部、中台阶⑤部。在滞后超前支护后进行，环向开挖上部弧形导坑，预留核心③部3～4m后，依次开挖上

8、台阶④部、中台阶⑤部，开土，核心土长度为3～5m，宽度为隧道开挖宽度的挖进尺与各台阶循环进尺相一致。1／3～1／2。开挖后应及时施作①部初期支护，即进行第6步：开挖隧底⑥部。在滞后⑤部4～5m后，初喷4cm厚混凝土，挂钢筋网，架设钢架，施作大拱脚开挖隧底剩余部分⑥部，开挖后初喷4cm厚混凝土，系统支护，并在钢架拱脚底部紧贴钢架两侧边沿按下安设仰拱钢架并与左右侧落地钢架焊接牢固，复喷混倾角45。打设锁脚锚杆，锁脚锚杆与钢架牢固焊接，钻凝土至设计厚度。为了不影响车辆进出，