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大跨度软岩公路隧道短台阶七步平行流水作业施工技术 摘 要：大跨度软岩公路隧道采用短台阶七步平行流水作业法施 工在我国尚属探索阶段。 结合工程实践， 详细地介绍了该施工方法的 技术特点、适用范围、工艺原理、施工工艺、机具设备、劳力组织、 质量控制、 施工安全以及效益分析等， 对类似隧道施工有一定的参考 价值。 关键词 ：大跨度隧道；软岩；短台阶；七步平行流水作业 、八 、- 前言 大跨度软岩公路隧道的施工方法，主要有台阶法和双侧壁导坑 法、中隔墙法等。 但在工程实践中，发现双侧壁导坑法和中隔墙法存 在以下缺点：（1）限制了大型施工机械的使用，降低了工效； （2）在 软、硬岩相间的隧道，施工方法的高速时间很长； （3）临时施工支护 多，投入大，不经济；（4）施工中相互干扰大；（5）分部施工防水层 和混凝土衬砌， 运营病害多在京珠高速公路靠椅山隧道施工中， 采用 短台阶七步平行流水作业法施工，成功地解决了软岩、断层、流泥涌 水等难题， 确保了工程质量和工期。 在此基础上将其关键技术归纳提 炼，再次应用于深圳盐坝高速公路大梅沙隧道洞口软岩地段施工和渝 合高速公路西山坪隧道施工，均获得成功。 1 技术特点及适用范围 1． 1 技术特点 （1）施工空间大，可以引入大型施工机械，多作业面平行施工， 工效高； 部分软岩地段可以采用反铲挖掘机直接开挖下半断面， 减小 了对围岩的扰动。 2）在地质结构复杂多变、软硬围岩相间的隧道施工中，便于 调整施工方法，进度稳定，工期有保障。 （3）能适应不同跨度和多种断面形式，没有需拆除的临时施工 支护，节省投资。 （4）爆破施工可以分成多个作业面进行，将集中爆破化为分散 爆破，既减少了对围岩的扰动，又充分利用了时间空间，还增加了爆 破临空面，降低了炸药消耗。 （5）混凝土仰拱超前施作，不仅便于初期支护及早闭合成环承 载，而且改变了洞内作业和运输环境。 （6）全断面一次施作防水层和灌筑混凝土衬砌，确保了混凝土 衬砌的施工质量，运营病害少。 （7）无需增加特殊设备，投入少，操作性强，易推广。 1． 2 运用范围 本施工技术适用于公路、铁路I ~皿类围岩的隧道；对大跨度地 下工程及其它交通通道工程亦有参考价值。 在断层带、破碎带及富水地带中，采取大管棚、迈式注浆锚杆和 小导管预注浆固结、止水等技术措施后亦可适用。 2 工艺原理 短台阶七步平行流水作业法是采用 2~3 层短台阶，分步平行开 挖，分步平行施作拱墙初期支护，混凝土仰拱超前施做及时闭合，构 成稳固的初期支护体系，保护围岩的天然承载力， 有效抑制围岩变位。 经量测监控信息反馈指导施工， 以及时调整支护参数和混凝土衬砌施 工时间。 在断层带、 破碎带等自稳性较差地层和富水地层中， 则采用大管 棚、迈式注浆锚杆和小导管预注浆固结、止水等辅助施工措施后，上 部弧形导坑法短开挖施做拱部初期支护， 再左右错位开挖及施做边墙 初期支护， 混凝土仰拱紧跟下台阶并及时施做尽早闭合成环， 构成支 护的体系受力。 3施工工艺 3. 1工艺流程 施工工艺流程见图1 图1短台阶七步平行流水作业法施工流程 3. 2 施工工艺 3. 2. 1开挖 对隧道周边围岩进行超前预加固后，进行分步平行开挖。 I 类围岩地段采用三台阶分步平行开挖法， 施工顺序见图2。 上半断面环形部分采用工人风镐开挖，其余各部采用CAT320B空掘机 开挖、装碴。循环进尺一般控制在 0.5~1.2m为宜。 皿类围岩地段，可将三台阶分步平行开挖法调整为两台阶分步平 行开挖法施工。遵循“弱爆破、短开挖”的原则，采用光面爆破或预 留光爆层微振动控制爆破技术开挖上半断面，以减小对围岩的扰动。 炮眼深度一般控制在1.5~2.0m为宜。 kJ H kJ H d z 1 I l I \23-40 图2 短台阶七步平行流水作业法示意 单位：米 3. 2. 2 初期支护施工 初期支护是由锚杆、钢筋网、钢架和喷射混凝土组成的一种联合 受力结构。为保护围岩的天然承载力，初期支护要尽快施做，其施工 流程见图3。 （1） 初喷混凝土封闭岩面 用高压风自上而下吹净岩面，埋设控制喷射混凝土厚度的标志 钉，如工作面有滴水或淋水，提前做好钻孔埋管的引、排水工作。 喷射作业先从拱脚或墙脚向上堆喷，以防止上部喷射回弹料虚掩 拱脚（墙脚）而不密实，造成强度不够而失稳；先将凹洼部分找平， 然后喷射凸出部分，并使其平顺连接。 喷射操作应沿水平方向以螺旋形划圈移动， 并使喷头尽量保持与 受喷面垂直，喷嘴口至受喷面距离以 0.6~1.0m为宜。 喷射混凝土表面应大面平整并呈湿润光泽，无干斑或滑移流淌现 象。 （2） 施作结构锚杆，挂设钢筋网 锚杆为全长粘结型，杆体为? 22mml勺螺纹钢筋，长度为3.0m或 3.5m，间距0.8~1.0m,梅花形布置，径