隧道双壁法六部正台阶留核心土施工工法.doc

双侧壁六部正台阶留核心土施工工法 工法编号：2010-24G工字02号 完成单位：中铁二十四局集团福建铁路建设有限公司 主要完成人：钱寅星 颜振聪 何方 1 前言 1.0.1 超浅埋暗挖隧道是隧道施工中的难点，而下穿铁路超浅埋暗挖隧道的施工由于其动荷载大、覆土特别小的特点，一直是业内公认的难题。 1.0.2 厦门杏林大桥主体工程C标段，为公路工程下穿铁路工程。其隧道开挖断面大（开挖断面为13.37m×9.25m），隧道部分洞顶覆土厚度1.6～2.5m，施工中既要确保营业线铁路的正常运营，又要克服地质多变，动载等影响。课题组通过工程方案优选，创了双侧壁六部正台阶留核心土法，顺利完成了下穿铁路隧道的掘进，有效控制了铁路线路沉降，安全优质地完成了隧道施工。1.0.3 双侧壁六部正台阶留核心土施工工法不影响城市道路、铁路正常运行适用于回填土、砂土、粘土、软土和岩层等多种地层可以有效控制地面沉降以及对周围环境的影响具有良好的推广前景。 1.0.4 本工法由中铁二十四局集团福建铁路建设有限公司2007年在厦门杏林大桥主体工程C标段下穿铁路隧道内首次应用。该项目由福建省住房和城乡建设厅进行科技立项并组织科技鉴定，经中国工程院院士为组长的专家组鉴定，该成果关键技术达到国际先进水平。 2 工法特点 2.0.1 本工法施工不影响铁路正常运营，具有良好的社会效益。2.0.2 施工期间可以有效控制补充下穿铁路的线路沉降，减小对周围环境的影响。3 适用范围 本工法适用于市政、公路铁路工程中下穿铁路隧道的开挖施工适用于洞顶覆土厚度大于1.6m，长度不大于110m的下穿铁路隧道的施工适用于回填土、砂土、粘土和软土等多种地层的下穿铁路隧道施工也可以应用于下穿其它交通干线隧道工程的施工。 4 工艺原理 4.0.1 由于下穿铁路隧道工程具有地表沉降控制要求高、列车荷载影响大、施工工序复杂等特点，合理的开挖方案和顺序是施工控制的关键。本工法先施工两侧部分导洞，再施工中间部分导洞，通过有限元对比计算分析隧道开挖过程中支护结构的内力和变形，确定了施工过程中合理开挖顺序和支护参数，以保证现场安全、高效的施工。 4.0.2 双侧壁六部正台阶留核心土法在管幕超前支护和地面注浆加固工程施工完毕后进行。开挖方法时每个隧道洞门先成形6m洞身（即先施做完成6m二衬），再按照①～⑥的顺序分步开挖土体，进行分步支护，在施工空间允许的条件下，及时架设每个小开挖面内的工字钢初期支护，并对开挖面喷射混凝土完成初衬。在全断面开挖和支护完成后，分段分步拆除临时支撑，施作模筑二衬，其工序顺序如图4.0.2-1和4.0.2-2。 图4.0.2-2 纵断面施工顺序示意图 5 施工工艺流程及操作要点 5.1 施工工艺流程 图5.1 施工工艺流程 5.2 操作要点 5.2.1 施工准备 1 在熟悉核对设计图纸的基础上，对现场地质、水文、交通情况进行核查，特别对铁路列车交通的数量、车型、频次等进行重点调查。 2 根据现场地形，现场做好三通一平，开挖工作坑，配备足够的施工材料、机具，以及应急准备。 3 根据所穿越的铁路线形、数量、是否穿越道岔区等，分别进行铁路线路加固。 5.2.2 超前支护 1 根据设计文件采用的超前支护设计，施工大直径管幕超前支护。采用水平定向和跟管钻进法，能够发挥跟管钻进法边成孔边下管的优点，又可以确保施工的精度，是目前先进的施工方法。 2 超前支护除采用管幕超前支护贯穿整个暗挖段外，对隧道全断面实施超前帷幕预注浆。 5.2.3 开挖方案设计 1 总体施工原则 坚持“短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则。根据超前地质预测结果，及时反馈信息，核对围岩级别及地下水状态，及时调整施工方案、施工方法，调整超前支护，确保施工安全。 2 施工中设专人专项负责监控量测工作，对上部运营铁路进行实时监测，根据监测结果指导施工，实行信息化施工，确保隧道施工安全及既有铁路运营安全。 5.2.4 交叉顺序开挖支护 1 施做①③部 1)在管幕的保护下，开挖侧洞上部台阶，即①③部，每次开挖进尺为1m（即两榀钢架距离）。 2)施做初期支护：初喷混凝土4cm，然后施作锚杆挂设钢筋网，架立周边钢架及临时横撑钢架，竖向钢架与洞内增设的φ299管幕焊接，施做锁脚锚管，周边及底部复喷混凝土至设计厚度。 3)③部施工要滞后①部10m左右。 2 施做②④部 1)待①、③部开挖支护3～5m后，开挖两侧导洞下台阶，即②、④部，每次开挖长度1m。 2)施做初期支护：初喷混凝土4cm，然后施做锚杆、挂设钢筋网，架立侧向钢架，两侧（含底部）喷设至设计厚度。 3)要求②部滞后①部3～5m，④部滞后③部3～5m。 3 施工⑤部 1)待③部