隧道仰拱与下台阶开挖施工技术分析.doc

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1、隧道仰拱与下台阶开挖施工技术分析摘要：随着我国高铁事业的快速发展，各种铁路建设技术不断改进创新。文章通过对蒙华铁路中条山隧道施工时采用的微台阶开挖技术、仰拱与下台阶开挖初支成环施工生态的研究，给出了施工工艺流程以及施工重点及注意事项，为隧道建设工程及铁路事业的发展提供了重要参考。关键词：隧道仰拱；下台阶开挖；初期支护；高铁事业；铁路建设技术1概述随着我国的高铁事业不断走向世界，我国铁路隧道事业将会迎来新的挑战，铁路建设工作者必须不断探索研究适用于铁路隧道建设的施工方法。目前，我国铁路隧道施工主要

2、方法为矿山法，而该方法最主要的困难就是如何防止隧道开挖施工的塌方。据近十年来有关隧道施工塌方的案例分析，发现塌方一般都是发生在仰拱及下台阶开挖施工过程中，因为仰拱与下台阶开挖一般是隧道最后一步的开挖，此时隧道洞室内的围压达到最大，所以隧道会因为围压增大而导致洞室内围岩崩塌。故而近年来，许多铁路工作者致力于隧道开挖安全性的研究，取得了较好的成果，例如仰拱开挖初支成环技术在铁路隧道开挖中的应用，但是由于我国地质条件的复杂性和地下施工空间的局限性，使得该技术的研究还不够成熟，还需要不断加强与改善，以适

3、应更加复杂的地质环境。通过实际工程对该技术进行分析研究对于隧道的施工有着重要意义。2隧道仰拱与下台阶开挖初支成环施工工艺流程2.1工程概况及适用范围根据蒙华铁路中条山隧道正洞及辅助坑道Ⅳ、Ⅴ4学海无涯级围岩初期支护施工中该技术的成功运用以及之前各工程实例可知，隧道仰拱与下台阶开挖支护成环技术适用于各类隧道在初期开挖时的支护。通过对开挖时候围压荷载的计算，可以采用不同的施工工序和材料等一系列方法，对软弱围岩及不良地质条件采用初支成环施工技术，且合理地采用该方法，可以使得隧道建设质量、安全系数以及施

4、工环境等得到保障。该方法除了应用于铁路隧道施工项目中，在其他公路以及水利水电等地下工程中也普遍适用。可见对隧道仰拱以及下台阶开挖初支成环施工工艺的研究，一方面可以为该方法的改进提供理论依据；另一方面也可以进一步推广其在各项地下工程以及各种复杂地质条件下的应用。2.2施工技术要求首先，要对施工对象有具体的调查，包括地质条件、水文条件、岩土结构、岩土体性质等。根据相应的地质水文条件，确定出相应的初支仰拱结构形式及对施工过程中的细节进行相应的调整，如果基底为软弱围岩就必须进行合理的承载力检测，从而为后

5、期的开挖支护成环奠定一定基础；其次，在施工过程中要严格控制好开挖进尺，不宜过大也不宜过小，过大不利于快速封闭，过小不利于施工的开展，一般应控制在2.5～3.5m之间。初支仰拱紧跟掌子面下台阶，仰拱开挖后必须快速封闭成环，初支仰拱据掌子面距离根据施工方法不同而有所差异；最后，在该技术的施工过程中，锁脚锚管与钢架之间采用“L”型钢筋焊接，拱脚位置采用轻硬质垫块支垫，支护钢架应该紧贴围岩，下台阶两侧钢架同时开挖架立并与初支仰拱钢架连接，保证初期支护一次封闭成环。2.3工艺流程隧道仰拱与下台阶开挖初支成

6、环施工工艺流程如下：施工准备→测量放线→上台阶钢架安装→（土质地段中台阶钢架安装）→下台阶钢架安装→初支仰拱钢架安装→初支仰拱喷混凝土→下台阶喷混凝土→初支仰拱顶面回填洞碴→（土质地段中台阶喷混凝土）→上台阶喷混凝土→下道工序施工。该施工工艺为蒙华铁路中条山隧道正洞及辅助坑道Ⅳ、Ⅴ级围岩初期支护施工时所采取的工艺流程，同样也是在常见的隧道仰拱开挖支护的工艺流程稍微的改进。通过该工序并且将每一个环节进行相应的细节调整，使得隧道开挖变得更加经济、安全环保。3施工重点及注意事项3.1质量保证方面工程建

7、设质量第一，在隧道仰拱与下台阶开挖初支成环施工中，要做到防患于未然，相应的领导人员要在施工进行之前对各种可能出现质量问题的方面进行研究探讨，做好预备方案。原材料质量是工程质量得以保证的基础，所以施工人员要对钢结构支护设备如钢筋网、锁脚锚管、超前小导管以及混凝土等进行仔细验收后方可让其进场。另外，在施工过程中，要对施工工艺的每一步检4学海无涯查到位，确保施工质量的合格。每一道施工工序完成后，施工小组内部的工作人员检查完后立即报备监理人员和质检人员检查，检查合格后方可进行下一步的施工。隧道仰拱与下台

8、阶开挖初支成环施工过程中常见检验的项目和内容主要包括钢架的外观、保护层、间距、横向、高程偏差、垂直度偏差等，钢筋网的外观、规格、连接、搭接、网格间距、保护层等，超前小导管的外观、方向角、孔口距、孔深、搭接长度、浆液配合比、浆压等，混凝土的等级、喷射表面密实度、平整度、喷射厚度等。3.2安全防护方面安全防护工作是隧道开挖的主要问题，在隧道仰拱与下台阶开挖初支成环施工过程中，要确保其安全性，主要从三方面进行：第一，做好变形监测，根据下台阶以及仰拱开挖时围岩变形及围压变化及时地调整支护参数及方案，出现