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1、砂質黃土隧道開挖施工方案2一、隧道概況神華新準鐵路巴準線施工九標由中鐵九局集團有限公司承建，標段內保佬兔溝隧道、后碾房梁隧道在施工過程中，掌子面拱部地質均為含砂量較高的砂質黃土，含水量低，呈松散結構，自穩能力差，開挖時拱部易塌方。經過多次變更調整支護參數，但拱部超挖量仍較大，且時常出現塌方情況；根據海子塔隧道出口處土方開挖及設計地勘情況分析，海子塔隧道也可能出現類似情況。其中保佬兔溝隧道初期支護變形較大，部分初期支護出現開裂。2012年 1 月 9 日，中鐵九局集團隧道公司聘請的李春旺隧道專家和局內多位專家研討，結合現場實際情況，形成如下方案。二、三臺階預留核心土（雙側導洞）法施工工藝為了控制2、開挖過程中的拱頂坍塌及增大鋼支撐受力，預防初期支護沉降，類似地質情況隧道的開挖采用三臺階方法，將中臺階兩側按照雙導洞先進行開挖（導洞尺寸為 5m高3m寬），且分別施作初期支護及臨時豎向支撐、臨時仰拱，初期支護和臨時支撐鋼架采用工 22 型鋼掛單層 8 鋼筋網片，鋼架間距為 50cm，噴射混凝土厚度調整至30cm。由于在雙側導洞開挖及初期支護過程中作業面狹窄，故在拱腳處預留直徑6cmPVC 管，在下臺階開挖前將鎖腳錨管打入。其中，將雙側導洞兩側永久初支段落進行擴洞，使噴射混凝土厚度達到50cm（如圖所示），雙側導洞開挖后均采用臨時仰拱及臨時豎向支撐與永久初期支護的型鋼鋼架構成閉合體系，以確保其穩3、定性，減小初期支護沉降及變形。具體施工工序如下：1、第一部分開挖工序（中臺階左、右導洞的上臺階施工）（1）人工開挖及整修左、右側導洞1 部；（2）噴射 5cm厚混凝土封閉掌子面，初噴4cm混凝土封閉圍巖面（其中永久性初支部位噴射 20cm厚混凝土）；（3）安裝、部工字鋼，架立鋼架，安裝臨時仰拱及臨時支撐；（4）安裝 8 鋼筋網片及鋼架縱向連接筋；（5）噴射混凝土至設計厚度（在鎖腳位置預留6cmPVC 管兩根，待下臺階開挖前打設鎖腳錨管）；2、第二部分開挖工序（中臺階左、右導洞的下臺階施工）（1）在滯后 1 部 2m初期支護后，人工開挖及整修左、右導洞2 部；（2）噴射 5cm厚混凝土封閉掌子面4、，初噴4cm混凝土封閉圍巖面（其中永久性初支部位噴射 20cm厚混凝土）；（3）安裝、部工字鋼，即架立鋼架，安裝臨時仰拱及臨時支撐；（4）安裝 8 鋼筋網片及鋼架縱向連接筋；（5）噴射混凝土至設計厚度（在鎖腳位置預留6cmPVC 管兩根，待下臺階開挖前施作鎖腳錨管）；345砂質黃土隧道開挖方法示意圖(單位：厘米）21236.5263.5臨時鋼架臨時仰拱R=574.5r=320.4300500574617263128噴射混凝土621A36棧橋1520m35m2030m工藝流程示意圖二襯仰拱及填充4523m23m 時間（小時）工作項目1部開挖1部初期支護1部噴射混凝土2部開挖2部初期支護2部噴射混5、凝土3部開挖3部初期支護3部噴射混凝土4部開挖5部左側開挖5部左側初期支護5部左側噴射混凝土5部右側開挖5部右側初期支護5部右側噴射混凝土開挖循環時間1234567891011121314151617222324181920213、第三部分開挖工序（上臺階）（1）在滯后 2 部 2m初期支護后，人工開挖及整修3 部；（2）噴射 5cm厚混凝土封閉掌子面；（3）施作、部初期支護，即初噴4cm厚混凝土，架立鋼架，安裝雙層8 鋼筋網片及鋼架縱向連接筋；（4）安裝上臺階鎖腳錨管（規格為42*3.5，每根長 4 米）；（5）噴射混凝土至設計厚度；4、第四部分開挖工序（中臺階）（1）在滯后 3 部初期支護6、 23m，機械開挖 4 部。5、第五部分開挖工序（下臺階）（1）在滯后 4 部開挖 23m后，拆除左右導洞臨時支撐及臨時仰拱；（2）打設雙側導洞上、下臺階鎖腳錨管；（3）機械開挖及人工整修5 部，在機械開挖距離拱腳500mm 600mm 時采用人工開挖；（4）施作部初期支護，即初噴4cm厚混凝土，架立鋼架，安裝 8 鋼筋網片及鋼架縱向連接筋；（5）部開挖及初期支護左右錯開23m；6、第六部分開挖工序（撿底）（1）在滯后下臺階1520m進行仰拱開挖，施工部初期支護，噴混凝土至設計厚度；（2）仰拱混凝土填充（仰拱與隧底填充必須分開施作，且注意施工縫必須錯開）；（3）根據監控量測結果分析，待初期支護7、收斂穩定后，利用襯砌模板臺車一次性澆筑二次襯砌混凝土；三、其他注意事項1、隧道施工應堅持“少擾動、短進尺、強支護、早封閉、勤量測”的原則。2、各分部初期支護應銜接緊密，及時封閉成環。3、上臺階及中臺階導洞開挖進尺為1 榀鋼架距離（0.5m）。4、仰拱應緊跟下臺階施作，及時閉合構成穩固的支護體系。5、施工過程中應通過監控量測掌握圍巖和支護的變形情況，及時調整支護參數和預留變形量，保證施工安全。6、下臺階左、右側開挖進尺為2 榀鋼架距離，左、右側臺階錯開23m。四、人員、機械配備擬用本開挖方法的施工人員擬用本開挖方法的機械設備五、本方案的優缺點1、優點：該方法大大提高了上臺階拱腳的承載力，故在拱部初支形成后，不會出現較大的沉降值，確保隧道整體安全。2、缺點：該方法采用導洞施工，導洞空間較小，且施工工序較多，需要的施工人員數量較多，且速度較慢。序號設備名稱型號數量備注1 挖掘機1 2 裝載機2 3 自卸汽車2 4 地泵1 5 氣腿式風鉆6 6 襯砌臺車1 7 防水板作業臺車1 8 仰拱棧橋1 序號工種人數備注1 管理人員2 2 測量員2 3 電工1 4 開挖及支護20 分兩組一組 12 人一組 8 人5 噴射12 分兩組，每組 6 人6 仰拱及填充6 一組7 襯砌25 8 附屬水溝10 兩組中鐵九局集團神華新準鐵路巴準線施工九標項目經理部 2012.01.09.