维普资讯 http://www.cqvip.com 第３４卷第２９期 Ｖ０１．３４ Ｎｏ．２９ ・３２０・ ２ ０ ０ ８年１ ０月 山 西 建 筑 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥ（ 、ＵＲＥ ０ｃｔ． ２００８ 文章编号：１００９ ６８２５（２００８）２９—０３２０—０２ 弧形导坑法在黄土隧道Ｖ级围岩段中的应用 罗国君 摘要：主要介绍弧形导坑法开挖、支护施工技术在郑西客运专线高桥隧道进口Ｖ级围岩浅埋偏压段施工中的应用，指 出该法较为科学、合理、经济，既加快了施工进度，又能保证施工质量，以指导类似大断面软弱围岩隧道工程施工。 关键词：大断面黄土隧道，Ｖ级围岩浅埋偏压，弧形导坑开挖，应用 中图分类号：Ｕ４５１．２ 文献标识码：Ａ ０ 引言 ． ３．２具体施作步骤及方法 在大断面黄土隧道浅埋偏压段的施工中，选择科学、合理的 １）根据高桥隧道的水文地质条件，按设计要求做好超前支 开挖方法、初期支护参数是隧道施工中最为关键的一步，而开挖 护，防止围岩松弛掉块，保证隧道开挖安全。 方法、支护参数的确定，又是直接影响整个隧道施工进度、质量、 ２）弧彤导坑应沿开挖轮廓线环向开挖，预留核心土，以人工 安全以及经济效益与社会效益的霞要因素。我们在郑西客运专 配合机械开挖，开挖后及时支护；其他分步平行开挖，平行施作初 线高桥隧道的施工中，通过长时间认真细致地观测、分析总结与 期支护，各分部初期支护衔接紧密，及时封闭成环；仰拱紧跟下台 科技攻关，经过工程实践的改进，较为科学、合理地总结出了确定 阶，及时闭合构成稳固的支护体系。 大断面黄土隧道的开挖、支护技术，在同样的Ｖ级同岩浅埋偏压 ３）施工过程通过监控量测，掌握围岩和支护的变形情况，及 地质条件下，隧道掘进由原来的ＣＲＤ法改为弧形导坑法开挖以 时指导调整支护参数和预留变形量，保证施工安全。 后，每月开挖进尺由原来的２５ ｍ～３０ ｍ提高到６０ ｍ以 ，并且 ４）弧形导坑三台阶开挖流水作业。 于２００７年１０月安全、顺利通过了Ｖ级围岩砂质新黄土浅埋偏压 ５）弧形导坑三台阶开挖流水作业法的初期支护由喷射混凝 段，平稳过渡进入Ⅳ级围岩段开挖施工；此方法的成功得到了咨 土、锚杆（管）、钢筋网和钢架等组成，各部分联合受力。初期支护 询、监理和郑西公司及上级主管领导的肯定、好评。 应在开挖后立即施作，以保护围岩的自然承载力。 １ 隧道概况 ３．３仰拱及仰拱填充施作 高桥隧道位于该线西段，没计为上下行双线隧道，起止里程 １）隧底开挖采用全幅分段施工，上面铺设仰拱栈桥，每循环 为：ＤＫ３４８＋ｌｌ０～ＤＫ３４９＋５６８，全长１ ４５８ ｍ。其中ＤＫ３４８＋１７０～ 开挖长度不宜超过３ ｍ。隧底开挖后，及时清除虚渣、杂物、泥浆、 ＤＫ３４８＋６１０长４４０ Ｉｌｌ为Ｖ级围岩浅埋偏压段。隧道洞身位于 积水，立即初喷３ ｅａｒ－５∞厚混凝土封闭岩面，按照设计要求安装 Ｉ级黄土台塬区，该黄土具孔隙，垂直节理发育，为砂质黄土具湿 仰拱钢架，复喷射混凝土至设计厚度，使初期支护及时闭合成环。 陷性，工点场地为自重湿陷性场地，湿陷等级为Ⅳ级（很严重），进 ２）仰拱超前拱墙衬砌，每循环浇筑长度宜为６ ｍ左右，仰拱 口端湿陷土层厚度约４０ ｍ。 采用浮放模板支架成型。仰拱混凝土分段全幅浇筑，一次成型， ２开挖方法的确定 不留纵向施工缝，仰拱施工缝和变形缝设置止水带。仰拱表面平 顺，不积水。 １）弧形导坑三台阶七步开挖流水作业法，是以弧形导坑开挖 ３）仰拱填充混凝土在仰拱混凝土终凝后浇筑，浇筑前清除仰 留核心土为基本模式，分上、中、下二台阶７个开挖面，各部位的 拱表面的杂物和积水，连续浇筑，一次成型，不留纵向施工缝。填 开挖与支护沿隧道纵向错开，平行推进的隧道施工方法。三台阶 充混凝土强度达到５ ＭＰａ后允许行人通行，达到设计强度的 开挖流水作业法适用于开挖断面为１００ ｍ２～１８０ ｒｎ２，是根据以往 １００％后允许车辆通行。仰拱填充表面坡度符合设计要求，平顺、 大断面软弱围岩隧道施工的经验确定的，该方法适用于Ⅳ级， 排水通畅、不积水。 Ｖ级围岩，地质主要有黄土、强风化岩层等软弱围岩地段丌挖。 ２）高桥隧道进口Ｖ级围岩长４４０ Ｉｎ，每 开挖进度仪为２５ ｍ～ ４施工控制要点 ３０ ｍ，为了加快施工进度，故高桥隧道进口Ｖ级砂质新黄土且浅 ４．１ 开挖 埋偏压段施工中，我们选择了一段将设计的ＣＲＤ开挖法通过加 弧形导坑三台阶开挖流水作业法在上中下三台阶间距离形 强初期支护刚度（钢拱架间距由６０ ｃｍ减到５０ ｃｍ）和二衬钢筋 成后，开挖顺序为先开挖中导与下导，然后开挖上导坑。开挖时 （间距由２０ ｃｍ减到１６ ＣＩＴＩ￣１８ ｃｍ）的措施而改为弧形导坑歼挖 将中导、下导以及上部核心土的土体堆积在中部核心土前，使核 法进行试验，并取得了成功。 心土前形成一个斜坡，为上导坑开挖提供条件。 ３工艺流程及操作步骤 ４．２ 支护 ３．１ 弧形导坑三台阶开挖流水作业法的步骤 １）断面开挖后要及时进行初喷、锚、网、架设钢架等系统支 护，复喷混凝土至设计厚度。２）锁脚锚管的施作长度要符合要 １）上部弧形导坑环向开挖，施作拱部初期支护；２）中、下台阶 求，施工时的打入角度应控制在４５。～６０。之间，施作根数可根据 左右错开开挖，施作墙部初期支护；３）隧底开挖，施作隧底初期支护。 地质情况及监控量测数据分析进行适当调整。 每部开挖后均应及时支护，隧底初期支护后应及时施作仰拱 ４．３监控量测 及仰拱填充混凝土，尽早封闭成环。 收稿日期：２００８—０５—１４ 作者简介：罗国君（１９７２一），男，工程师，中铁一十三局集团第三 １ 程有限公司，四川成都６１１１３０ 维普资讯 http://www.cqvip.com 第３４卷第２９期 ２ ０ ０ ８年１ ０月 山 西 建 筑 ＳＨＡＮＸｌ ＡＲＣＨＩＴＥ Ｉ＇ＵＲＥ ＶｏＪ ３４ ＮＯ．２９ Ｏｃｔ．２００８ ・３２１・ 文章编号：１００９—６８２５（２００８）２９—０３２ｌ一０３ 特大桥大型深水基础钢套箱围堰施工工法 王荣豪 摘 要：根据某特大桥桥址区河床地质复杂的特点，采用了无底钢套箱围堰施工工法，介绍了工法的特点、适用范围及工 艺原理，对某施工工艺流程及操作要点进行了阐述，提出了质量控制标准，并对其作了效益分析。 关键词：特大桥，深水基础，钢套箱，施工工艺 中图分类号：Ｕ４４５．５５６ 文献标识码：Ａ ０引言 当前，我国正处于深水大跨径桥梁建设快速发展时期。采用 先进的设计和施工技术，达到节省投资、缩短工期，确保安全的目 １）钢套箱既可作为承台施工的隔水措施，同时又作为承台施 工的外模。２）与水中沉井相比，可节约大量材料，不需要大量的 机械设备，施工方法简便，降低成本，从而加快施工进度。３）钢套 施Ｔ简便，在接缝位置辅以橡胶止水材料即可形成刚 标一直是工程界所追求的。沙坡头黄河特大桥桥址区河床地质 箱刚度好，钢套箱施工不用排水吸泥下沉，而作用于 复杂，流速快，河床标高随上游携带的泥砂淤积变化频繁，给基础 劲可靠的防水结构。４） 承台施工带来了较大的困难。针对这个实际情况，该桥１１号水 套箱外壁的水平土压力和水压力则由内水平支撑承载。中承台采用了无底钢套箱法施ｊ二，利用钻孑Ｌ灌注桩的定位护筒作 ２适用范围 为套箱下沉的作业平台和定位、导向、固定设施。 钢套箱围堰适用于公路、铁路水中承台施工，特别是采用钢 １ 工法特点 护筒定位的钻孔灌注桩基础，可在钢套箱下沉过程中利用钢护筒 监控量测是隧道施工的一个重要环节，通过 控量测信息反 通过浅埋偏压段的必要手段，但尚不能完全有效控制地表的开 馈，可以科学、合理修正隧道开挖支护参数，有效地控制支护体系 裂。规范施作扩大拱脚、墙脚及锁脚锚管，对控制隧道净空位移 施工质量，确保隧道施工安全，使隧道开挖支护施工安全、稳步向 和地表下沉具有重要作用，且町有效减小拱部和地表的下沉鼍。 前推进。对此，抽取了隧道中几个不同断面的监控量测数据（见 ５结语 表１，表２），根据其测得的数据进行比较并做简单的总结。 １）客运专线大断面黄土隧道开挖，在Ｖ级围岩浅埋偏压地 表１ 弧形导坑开挖阶段净空位移实测最大速率 拱部下沉速率／ｍｍ・ｄ １ 量测断面 ４８＋３６３ ＤＫ３４８＋３７３ ＤＫ３４８＋４６９ 段，土质比较均匀，开挖后未见大的掉块、坍塌的条件下，隧道开 挖方法可由设计的ＣＲＤ法通过一定的加强后采用弧形导坑三台 水平收敛速率／ｍｍ・ｄ １ 上台阶 中台阶 下台阶 上台阶 中台阶 Ｆ台阶 开挖初期 通过前后 通过前后 开挖初期 通过前后 通过前后 １９ １ ２４ ８ ２１．０ １７ ８ ２１ ９ １４ ３ ｌ１ ９ １９ １ １１．８ ５．８ ８ Ｏ ３ ４ ５ ４ ５．１ ４ ８ １２ ２ １０ ４ １４ ０ 阶开挖流水作业法施工。不但有利于隧道开挖实现机械化作业， 加快工序循环速度，提高施工进度，而且符合隧道开挖“管超前、 短开挖、强支护、早封闭、勤量测”的施工原则，有利于控制、减小 隧道同岩累计变形量。２）无论采用哪种开挖法，初期支护的工字 钢都应具有足够的刚度，径向、锁脚锚管应及时施作，扩大拱脚、 墙脚应按照要求人工歼挖到位，各部位钢架底部应支垫牢固，决 表２弧形导坑开挖阶段净空位移实测最大值 测试断面 拱部下沉／ｎｍｌ 拱顶 ＤＫ３４８＋３６３ ＤＫ３４８＋３７３ ４８＋４６９ 水平收敛 埋深 土质 拱脚 上台阶 中台阶 下台阶 ｎ１ １６３ １６１ １Ｏ９ １５７ １５１ １０３ ２８ ３４ ３１ ６０ ５６ ５４ ３８ ５２ ４６ ３３ ３２ 砂质 黄土 不允许钢架底部悬空；开挖后及时进行锚喷支护，使初期支护与 围岩形成共同作用，遏制围岩变形。 实践证明，仰拱及时施作是控制变形的最有效措施，大断面 黄土隧道施工中，仰拱施作后一般２ ｄ～３ ｄ围岩和支护体系的变 形趋于稳定。 仰拱封闭前 位移占比／％ ８１ ８６ ９５ ９５ ７６ 注：仰拱封闭前净空位移占比为各断面平均值 根据以上几个断面监控量测数据分析显示，大断面黄土隧道 参考文献： 张洪生．黄土质软弱围岩隧道施工技术［Ｊ］．山西建筑， 浅埋偏压段，采用弧形导坑施工时的净空位移及地表下沉特性来 ［１］看，短进尺、强支护、 封闭（仰拱、二衬紧跟）是弧形导坑法施工 ２００７，３３（１７）：３３８—３４０． Ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ａｒｃ ｐｉｌｏｔ ｔｕｎｎｅｌ ｍｅｔｈｏｄ ｉｎ ｌｏｅｓｓ ｔｕｎｎｅｌ Ｖ ｇｒａｄｅ ｃｏｆｆｅｒ ＬＵＯ Ｇｕｏ－ｊｕｎ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｔ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ａｒｃ ｐｉｌｏｔ ｔｕｎｎｅｌ ｍｅｔｈｏｄ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ，ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ ｃｏｎｓｔｕｃｔｉｒｏｎ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｉｎ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｖ ｇｒａｄｅ ｃｏｆｆｅｒ ｓｈａｌｌｏｗ－ｂｕｒｉｅｄ ｓｉｄｅ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｔｈｅ ｉｎｌｅｔ ｏｆ ｈｉｇｈ ｂｒｉｄｇｅ ｔｕｎｎｅｌ ｏｆ ｔｈｅ ｐａｓｓｅｎｇｅｒｓ’ｐｒｉｖａｔｅ ｌｉｎｅ ｉｎ ｔｈｅ ｗｅｓｔ ｏｆ Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ，ａｎｄ ｐｏｉｎｔｓ ＯＵｔ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ，ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ａｎｄ ｅｃｏｎｏｍｙ，ａｎｄ ｉｔ ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｓ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ ａｓ．ｓｕｒｅ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｑｕａｌｉｔｙ，ｔＯ ｇｕｉｄｅ ｔｈｅ ｓｉｍｉｌａｒ ｌａｒｇｅ ｓｅｃｔｉｏｎ ｓｏｆｔ ｃｏｆｆｅｒ ｔｕｎｎｅｌ ｐｒｏｊｅｃｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｌａｒｇｅ ｓｅｃｔｉｏｎ ｌｏｅｓｓ ｔｕｎｎｅｌ，Ｖ ｇｒａｄｅ ｃｏｆｆｅｒ ｓｈａｌｌｏｗ—ｂｕｒｉｅｄ ｓｉｄｅ ｐｒｅｓｓｕｒｅ，ａｒｃ ｐｉｌｏｔ ｔｕｒｍｅｌ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ，ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ 收稿Ｅｔ期：２００８—０５—１９ 作者简介：王荣豪（１９７５ ），男，工程师，山西省交通建设工程监理总公司，山西太原０３００１２