隧道三臺階七步開挖法施工技術(shù)安全經(jīng)驗交流

安全管理經(jīng)驗交流材料

隧道三臺階

七步開挖法施工技術(shù)工程概況我集團公司承建的鄭西客運專線工程所承擔(dān)的隧道施工主要工程量為隧道18座28.1km；其中列為鐵道部重點工程的有：張茅隧道8483m、金銀山隧道4004m、交口隧道4012m，下面謹(jǐn)以張茅隧道為例就隧道三臺階七步流水法施工的做法向各位領(lǐng)導(dǎo)做一簡要匯報。重點工程項目第一標(biāo)段張茅隧道位于河南省陜縣境內(nèi)，起訖里程DK218+207～DK227+090，隧道全長8483m。隧道分別于DK223+200、DK225+560、DK224+747線路前進方向右側(cè)設(shè)置三個斜井，一號、二號斜井與線路平面夾角45度，三號斜井與線路平面夾角42.57度，一號斜井長246米，二號斜井長413米，三號斜井長108米。地形地貌集團公司管段內(nèi)的隧道所在區(qū)域大多為低山丘陵及黃土臺源地貌，張茅隧道進口端DK218+630～DK222+300段屬于低山丘陵地貌，地形較陡，地面高程630～860m，相對高差200m以上。出口端DK222+300～DK227+080段為黃土臺源地貌，黃土沖溝發(fā)育，多呈“V”字型，地形切割沖刷嚴(yán)重，地面高程640～740m，相對高差約100m。張茅隧道縱斷面示意圖出口段黃土、粗圓礫土；進口基巖為安山巖夾砂泥頁巖和灰?guī)rDK223+370附近發(fā)育一斷層，破碎帶寬度約50m。工程及水文地質(zhì)

里程長度（m）

地質(zhì)狀況DK218+607～DK223+9005293安山巖夾砂、泥頁巖，節(jié)理裂隙較發(fā)育，屬Ⅳ級軟石、Ⅴ級次堅石DK223+900～DK226+4902590Q2黏質(zhì)黃土夾古土壤層，垂直節(jié)理發(fā)育，屬Ⅲ級硬土DK226+490～DK227+090600粗圓礫土:安山巖、砂巖和砂巖質(zhì)卵礫石占50～70%,其余為黃土和砂礫填充，屬Ⅳ級軟石安山巖夾砂泥頁巖粗圓礫土Q2黏質(zhì)黃土工程特點隧道洞身穿過多種不同地質(zhì)情況的圍巖，施工中工序轉(zhuǎn)換多；隧道開挖斷面大小差別較大，Ⅴ級黃土加強段為163.53m2，Ⅱ級巖石段為127.56m2，需采取各種不同的施工方法進行施工；工程合同工期為34.5個月~2019.8.5),實際開工日期為，除去襯砌、水溝電纜槽、無碴軌道基礎(chǔ)三個月施工期，實際工期只有30個月，按設(shè)計施工方法滿足不了鐵道部工期要求，施工中尋求快速掘進的施工方法是當(dāng)務(wù)之急。施工情況施工情況張茅隧道進、出口及1、2、3號斜井正洞軟弱圍巖和黃土段采用“七步平行流水作業(yè)法”開挖日進尺：1.5～2.0m/d，月進度：45～60m/月。截止2019年1月16日，進口段完成掘進2408m；1號斜井完成正洞掘進3367m；2號斜井完成正洞上導(dǎo)掘進1185m；3號斜井完成正洞上導(dǎo)掘進541m；出口段完成上導(dǎo)掘進1000m；施工進展順利。三臺階七步開挖法三臺階七步開挖法施工圖“三臺階七步開挖法”采用三層短臺階，分步平行開挖，分步平行施作拱墻初期支護，仰拱超前施做,及時閉合構(gòu)成穩(wěn)固的初期支護體系。以保護圍巖的天然承載力，減少對圍巖的擾動。經(jīng)量測監(jiān)控信息化反饋指導(dǎo)施工，及時調(diào)整支護參數(shù)和混凝土襯砌施工時間，適用于不同跨度、多種斷面形式及地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜多變的隧道施工中。施工工藝流程

上部弧形導(dǎo)坑開挖，施作初期支護開挖上、中、下臺階預(yù)留核心土左右錯開開挖中臺階，施作初期支護左右錯開開挖下臺階，施作初期支護超前支護測量放樣施作仰拱施作仰拱填充圍巖穩(wěn)定性評判、修正支護參數(shù)分段開挖隧底，施做初期支護斷面檢查否滿足施工步驟圖開挖步序圖施工步驟第1步黃土隧道⑴預(yù)留核心土，環(huán)向開挖上部弧形導(dǎo)坑，上臺階開挖矢跨比必須大于0.3（f/L>0.3）⑵開挖進尺應(yīng)根據(jù)初期支護鋼架間距確定，隧道周邊部位預(yù)留30cm人工開挖，其余部位采用機械開挖。⑶核心土長度控制在3～5m，寬度為隧道開挖寬度的1/3～1/2。施工步驟巖石三隧道⑴機三械輔三以人三工開三挖，三最大三進尺三不得三超過1.三5m，嚴(yán)三格控三制超三欠挖三。⑵采三用弱三爆破三時，三嚴(yán)格三控制三裝藥三量，三減少三圍巖三擾動三。施工步驟第2、3步左、三右側(cè)三中臺三階開三挖：三開挖三進尺三應(yīng)根三據(jù)初三期支三護鋼三架間三距確三定，三最大三不得三超過1.三5m，開三挖高三度一三般為3～3.三5m，左三、右三側(cè)臺三階錯三開2～3m，開三挖后三立即三初噴3～5混凝三土，三及時三進行三噴、三錨、三網(wǎng)系三統(tǒng)支三護，三接長三鋼架三，在三鋼架三墻腳三以上30三cm高度三處，三緊貼三鋼架三兩側(cè)三邊沿三按下三傾角30三°打設(shè)三鎖腳三錨桿三，鎖三腳錨三桿與三鋼架三牢固三焊接三，復(fù)三噴混三凝土三至設(shè)三計厚三度。施工步驟第4、5步左、三右側(cè)三下臺三階開三挖：三開挖三進尺三應(yīng)根三據(jù)初三期支三護鋼三架間三距確三定，三最大三不得三超過1.三5m，開三挖高三度一三般為3～3.三5m，左三、右三側(cè)臺三階錯三開2～3m，開三挖后三立即三初噴3～5混凝三土，三及時三進行三噴、三錨、三網(wǎng)系三統(tǒng)支三護，三接長三鋼架三，在三鋼架三墻腳三以上30三cm高度三處，三緊貼三鋼架三兩側(cè)三邊沿三按下三傾角30三°打設(shè)三鎖腳三錨桿三，鎖三腳錨三桿與三鋼架三牢固三焊接三，復(fù)三噴混三凝土三至設(shè)三計厚三度。施工步驟第6步：三上、三中、三下臺三階開三挖預(yù)三留的三核心三土。⑴三開挖三進尺三應(yīng)同三隧道三開挖三進尺三一致三，最三大不三得超三過1.三5m。⑵三便于三機械三、人三工作三業(yè)方三便，三提供三作業(yè)三平臺三。施工步驟第7步，三隧底三開挖⑴三每循三環(huán)開三挖長三度控三制在2～3m以內(nèi)三，完三成兩三個隧三底開三挖、三支護三后及三時施三做仰三拱，三仰拱三分段三長度三宜為4～6m。⑵三仰拱三采用三棧橋三施工三，滿三足平三行作三業(yè)要三求。超前三支護（1）三黃土三隧道三嚴(yán)格三按設(shè)三計要三求施三作超三前支三護，三超前三小導(dǎo)三管沿三線路三縱坡三布置三于鋼三架外三緣。（2）軟三弱破三碎巖三石隧三道嚴(yán)三格按三設(shè)計三要求三施作三超前三支護三，超三前小三導(dǎo)管三沿線三路縱三坡布三置于三鋼架三外緣三。（3）嚴(yán)三格按三注漿三工藝三加固三地層三，保三證隧三道開三挖在三超前三支護三的保三護下三施工三。初三期三支三護初噴三砼封三閉掌三子面軟弱三圍巖三各步三序開三挖后三應(yīng)立三即初三噴3～5c三m厚混三凝土三封閉三，避三免圍三巖長三時間三暴露三而導(dǎo)三致失三穩(wěn)。施作三系統(tǒng)三錨桿⑴初噴三后及三時施三做系三統(tǒng)錨三桿，三錨桿三必須三設(shè)置三墊板三。⑵三巖石三隧道三拱部三系統(tǒng)三錨桿三必須三帶排三氣裝三置，三采取三沿錨三桿孔三進漿三的施三工工三藝。⑶三黃土三隧道三系統(tǒng)三錨桿三按設(shè)三計要三求選三用。安裝三鋼筋三網(wǎng)、三鋼架⑴鋼筋三網(wǎng)隨三受噴三面起三伏鋪三設(shè)，三保護三層厚三度不三小于4c三m。⑵三軟弱三圍巖三鋼架三應(yīng)架三設(shè)在三堅實三基面三上，三嚴(yán)禁三拱（三墻）三腳懸三空或三采用三虛碴三回填三。噴射三砼作三業(yè)⑴二次三復(fù)噴三混凝三土應(yīng)三分層三噴射三，每三層厚三度宜三為5～6c三m。⑵三噴射三表面三應(yīng)平三順、三無空三鼓、三裂縫三等三。鎖腳三錨桿三（管三）施三工（1）在三鋼架三拱腳三以30三cm高度三處，三緊貼三鋼架三兩側(cè)三邊沿三按下三傾角30三°打設(shè)三鎖腳三錨桿三（管三）。（2）三鎖腳三錨桿三（管三）加三工成三“L”型。（3）鎖三腳錨三桿（三管）三應(yīng)與三鋼架三焊接三牢固三，增三強拱三（墻三）腳三承載三力，三控制三變形三。仰拱三初支三施工⑴隧底三開挖三后，三及時三清除三虛碴三、雜三物、三泥漿三、積三水，三初噴3～5c三m厚混三凝土三封閉三巖面三。⑵三按照三設(shè)計三要求三安裝三仰拱三鋼架三，噴三射混三凝土三至設(shè)三計厚三度，三使初三期支三護及三時閉三合成三環(huán)。監(jiān)控三量測隧道三監(jiān)控三量測三工作三緊跟三開挖三、支三護作三業(yè)進三行布三點和三監(jiān)測三，量三測數(shù)三據(jù)運三用工三程類三比法三及時三分析三反饋三，必三要時三根據(jù)三分析三結(jié)果三及時三調(diào)整三支護三參數(shù)三，以三保證三施工三安全三。量測三項目三可分三為必三測項三目和三選測三項目三，選三測項三目可三結(jié)合三工程三實際三情況三，按三照《鐵路三隧道三監(jiān)控三量測三技術(shù)三規(guī)程》的規(guī)三定選三取。監(jiān)控三量測三必測三項目序號監(jiān)測項目測量方法和儀表測量精度備注1洞內(nèi)、外觀察現(xiàn)場觀察，地質(zhì)羅盤儀2初期支護拱（墻）腳凈空變化采用非接觸無尺量測法，全站儀0.1mm3初期支護拱頂下沉采用非接觸無尺量測法，全站儀0.1mm4地表沉降水準(zhǔn)測量的方法，水準(zhǔn)儀1mm淺埋隧道（H0≤2b）、洞口段、下穿高速公路（建筑物）段必測注：H0三—隧道三埋深三；b—隧道三最大三開挖三寬度三。監(jiān)控三量測三凈空三變化三測點三布置上部三弧形三導(dǎo)坑三開挖三并施三作拱三部初三期支三護后三，布三設(shè)拱三頂下三沉測三點A和第三一條三凈空三量測三基線B—三B’，在3～6h內(nèi)取三得初三讀數(shù)三；凈空三變化三量測三測點三布置三和初三讀數(shù)三的讀三取應(yīng)符三合下三列規(guī)三定中臺三階開三挖并三施作三上部三邊墻三初期三支護三后，三布設(shè)三第二三條凈三空量三測基三線C—三C’，在3～6h內(nèi)取三得初三讀數(shù)三；下臺三階開三挖并三施作三下部三邊墻三初期三支護三后，三布設(shè)三第三三條凈三空量三測基三線D—三D’，在3～6h內(nèi)取三得初三讀數(shù)三；其它三量測三項目三在開三挖后12三h內(nèi)取三得初三讀數(shù)三，最三遲不三得超三過24三h，且三在下三一循三環(huán)開三挖前三完成三；拱（三墻）三腳凈三空變?nèi)?、三拱頂三、地三表觀三測點三布設(shè)三在同三一斷三面，三便于三分析三、比三較。監(jiān)控三量測三頻率各測三點取三得初三讀數(shù)三據(jù)后三，應(yīng)三按照三位移三速度三和量三測斷三面距三開挖三面距三離選三擇量三測頻三率,當(dāng)出三現(xiàn)異三常情三況時三，應(yīng)三加大三量測三頻率三。量測三頻率位移速度距開挖面距離位移速度（mm/d）量測頻率量測斷面距開挖面距離（m）量測頻率≥52次/d（0～1）B2次/d1～51次/d（1～2）B1次/d0.5～11次/2～3d（2～5）B1次/2～3d0.2～0.51次/3d＞5B1次/7d＜0.21次/7d注：1、B—隧道三開挖三跨度三。2、當(dāng)三按照“位移三速度”和“量測三斷面三距開三挖面三距離”選擇三量測三頻率三出現(xiàn)三較大三差異三時，三宜取三量測三頻率三較高三的實三施。拱頂三下沉三量測圍巖三水平三收斂三量測⑴隧道三進洞三前，三及時三做好三洞頂三及洞三口防三排水三系統(tǒng)三。洞三頂及三洞口三排水三溝采三用鋪三砌，三用砂三漿抹三面，三防止三地表三水及三施工三用水三下滲三，影三響結(jié)三構(gòu)安三全。施工三安全三控制三要點⑵三臺三階七三步開三挖法三施工三應(yīng)做三好工三序銜三接。三工序三安排三應(yīng)緊三湊，三盡量三減少三圍巖三暴露三時間三，避三免因三長時三間暴三露引三起圍三巖失三穩(wěn)。施工三安全三控制三要點1.初期三支護三應(yīng)及三時封三閉成三環(huán)，三全斷三面初三期支三護閉三合時三間宜三控制三在15三d左右三；2.仰拱三應(yīng)超三前施三作，三仰拱三距上三臺階三開挖三工作三面宜三控制三在30～40三m。鋪三設(shè)防三水板三、二三次襯三砌等三后續(xù)三工作三應(yīng)及三時進三行。3.二次三襯砌三距仰三拱宜三保持2倍以三上襯三砌循三環(huán)作三業(yè)長三度，三但不三得大三于50三m。⑶在滿三足作三業(yè)空三間和三臺階三穩(wěn)定三的前三提下三，盡三量縮三短臺三階長三度，三核心三土長三度應(yīng)三控制三在3～5m，寬三度為三隧道三開挖三寬度三的1/三3～1/三2。施工三安全三控制三要點⑷三臺三階七三步開三挖法三施工三應(yīng)嚴(yán)三格控三制開三挖長三度，三根據(jù)三隧道三圍巖三地質(zhì)三情況三，合三理確三定循三環(huán)進三尺，三張茅三隧道三土質(zhì)三地段三每次三開挖三長度三不超三過1.三0m；開三挖后三立即三初噴3～5c三m混凝三土，三以減三少圍三巖暴三露時三間。⑸嚴(yán)格三按設(shè)三計要三求施三作超三前支三護，三控制三好超三前支三護外三插角三，嚴(yán)三格按三注漿三工藝三加固三地層三，保三證隧三道開三挖在三超前三支護三的保三護下三施工三。施工三安全三控制三要點⑹隧道三周邊三部位三預(yù)留30三cm人工三開挖三，其三余部三位采三用機三械開三挖，三中、三下臺三階左三、右三側(cè)開三挖應(yīng)三錯開三，嚴(yán)三禁對三開，三左右三側(cè)錯三開距三離宜三為2～3m。⑺鋼架三嚴(yán)格三按設(shè)三計及三規(guī)范三要求三加工三制作三和架三設(shè)。三鋼架三應(yīng)架三設(shè)在三堅實三基面三上，三并加三墊槽三鋼，三嚴(yán)禁三拱（三墻）三腳懸三空或三采用三虛土三回填三。鋼三架應(yīng)三與鎖三腳錨三桿焊三接牢三固。施工三安全三控制三要點⑻隧道三超挖三部位三必須三回填三密實三，嚴(yán)三禁初三期支三護背三后存三在空三洞。三必要三時初三期支三護背三后應(yīng)三進行三充填三注漿三，保三證初三期支三護與三圍巖三密貼三。⑼完善三洞內(nèi)三臨時三防排三水系三統(tǒng)，三嚴(yán)禁三積水三浸泡三拱（三墻）三腳及三在施三工現(xiàn)三場漫三流，三防止三基底三承載三力降三低。三當(dāng)?shù)厝龑雍?/p>