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摘要：依据工程设计文件，结合现场施工实践，重点对施工工艺，操作方法、施工控制要点进行研究，总结出了大拱脚台阶法在软弱围岩隧道中取得的成功经验和良好的实践效果。针对具有一定自稳条件的V级围岩应用大拱脚台阶法施工，保证了隧道施工安全和质量，方便机械化快速施工，提高了施工功效。
关键词：浅埋偏压；大拱脚；软弱围岩；自稳
中图分类号： U455 文献标识码： A 文章编号：
工程慨况
大石坝隧道位于云南省昆明市官渡区东郊大石坝村境内。本隧道为双线电气化铁路隧道，设计列车行车速度为120km/h；单面下坡，坡度为3.4‰（南宁至昆明）。隧道全长1860m。出口段进洞围岩为弱膨胀土，洞身有1处浅埋，隧道最大埋深约80m,最小埋深约3m。
大拱脚台阶法施工技术
2.1 工艺原理
大拱脚台阶法施工工法是指在隧道开挖过程中将作业面分为六个开挖面，以前后六个不同的位置相互错开开挖，然后分部支护形成支护整体，缩短作业循环时间，逐步向纵深推进的作业方法。每循环进尺宜为0.6～0.8m，尽量缩短台阶长度，确保初期支护尽快闭合成环，仰拱和衬砌及时跟进，形成稳定的支护体系。
2. 2 施工工艺流程
大石坝隧道出口段为Ⅴ级围岩，设计类型为Ⅴ级抗震设防复合衬砌，采用大拱脚台阶法施工，其施工工艺流程图如下：
（1）利用上一循环架立的钢架施作隧道拱部Φ42超前小导管，在超前支护防护下，弱爆破开挖①部→施作①部周边的初期支护：初喷3cm厚C25钢纤维混凝土，铺设钢筋网片，架立钢架，钻设径向锚杆，复喷混凝土至设计厚度。
（2）弱爆破开挖②-1部→施作②-1部初期支护：初喷3cm厚C25钢纤维混凝土，铺设钢筋网片，架立钢架，焊接连接钢筋，并在钢架拱脚底部紧贴钢架两侧边沿按下倾角45°搭设锁脚锚管并注浆，锁脚锚管与钢架用L型钢筋焊接牢固，钻设径向锚杆，复喷混凝土至设计厚度。施作临时仰拱，架设临时横撑A，铺设钢筋网，并喷混凝土封闭临时仰拱，同时施作临时斜撑。
（3）同②-1部施工工序，开挖及支护②-2部。②-1部与②-2部前后错开距离小于或等于4m。同时①部与②-2部距离必须小于10m。
（4）弱爆破开挖③-1部→施作③-1部边墙初期支护：初喷3cm厚C25钢纤维混凝土，铺设钢筋网片，架立钢架，焊接连接钢筋，并在钢架拱脚底部紧贴钢架两侧边沿按下倾角45°搭设锁脚锚管并注浆，锁脚锚管与钢架用L型钢筋焊接牢固，钻设径向锚杆，复喷混凝土至设计厚度。
（5）同③-1部施工工序，开挖及支护③-2部。③-1部与③-2部前后错开距离小于或等于4m。同时③-2部与②-2部距离必须小于或等于10m。
（6）为不影响施工机械施作，在开挖完仰拱后需搭设栈桥，栈桥长为15m，一端放置在已终凝的仰拱填充混凝土，一端放置在上③部稳定的洞渣上。绑扎Ⅴ部仰拱与边墙钢筋，安装仰拱模板，灌筑混凝土，等待仰拱混凝土初凝后，灌筑仰拱填充Ⅵ部至设计标高。仰拱初期支护与仰拱距离为5～10m。
施工控制要点
（1）大拱脚台阶法施工应做好工序衔接，工序安排应紧凑，严格控制开挖长度，合理确定循环进尺，开挖后立即初喷3cm厚的混凝土，以减少围岩暴露时间，避免因长时间暴露引起围岩失稳。
(2)隧道垂直方向的变形控制主要依靠两侧拱脚，拱脚的稳定程度很关键。在上部增加大拱脚钢架是为了增大拱脚的承载能力，同时在钢架拱脚底部紧贴钢架两侧边向拱脚的斜下方打设锁脚管，锁脚锚杆与钢架利用L型钢筋焊接牢固确保钢架基础稳定，防止拱部下沉变形。
(3)根据围岩情况如需爆破时，必须坚持弱爆破，减少对围岩的扰动。
沉降变形控制
在隧道初期支护完成前需布设监控量测点，监控量测采用五点法，每个断面设置2条净空变化基线，1个拱顶下沉观测点，监测断面间距为5～lOm，所有初读数据须在开挖后12h内测读，量测频次严格按照规范BGl0121—2007《鐵路隧道监控量测技术规程》的要求执行。隧道施工中监控量测的主要目的就是对初期支护实施动态管理，通过了解围岩的受力变形状态，判断隧道围岩和初期支护是否稳定和安全，及时进行信息反馈及预测预报，为施工二次衬砌提供合理施做时间和为优化支护参数提供依据，指导现场施工。
超前地质预报
超前地质预报的目的是为了探测隧道即将施工段的岩体破碎程度和岩体稳定性，以及隧道内岩层风化程度、节理裂隙发育状况、岩层产状等围岩变化情况。
超前地质预报方法有地质调查法、物探法及超前钻探法。根据本隧道的地质情况、风险源及风险等级可采用超前钻探法。超前地质钻孔采用单孔水平取芯钻探法，超前探测20～30m，验证中近距离物探超前探测的异常地段，每25m一个循环，每孔长30m，钻孔是否取芯根据不同地质条件确定。
对超前预测预报所取得的资料进行综合分析和评判，并结合掌子面揭示的地质条件、围岩发展规律、趋势及前兆进行预测判断，根据其综合结果，优化施工措施，及时调整施工工法，以确保施工安全及质量保证，使工程有序高效进行。
结语
(1)对于软弱围岩初期支护体系需快速封闭成环，形成自稳体系。谨遵隧道施工“短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的四项基本原则，确保施工安全进行。在大石坝隧道施工中成功应用大拱脚台阶法，有效的发挥了其施工空间大，机械化程度高的特点，成功穿越了埋深仅3m地段，有效地防止了坍塌等事故发生。从而证明了此方法操作简便，可控性强，作业速度快，效果良好，形成一套软弱复杂地质条件隧道施工方法，有效地提高了开挖质量，保证了施工安全。
(2)隧道施工应特别注重对围岩初期支护的监控量测工作。监控量测对指导施工、优化支护参数具有很重要的意义。
(3)大拱脚台阶法对于软弱地质铁路客运专线隧道施工是一种先进的方法，只要强化现场施工作业管理，严格按照设计和验标要求施作，可以加快施工进度，优化资源，节约成本，值得类似工程参考借鉴，在今后的施工中还需进一步总结和提升，使得该工法更好地促进隧道施工技术水平的提高。
参考文献
[1] 中国中铁二院集团有限责任公司，新建昆明铁路枢纽工程南宁至昆明段施工设计参考图。成都：2012.04；
[2] 《铁路隧道施工技术指南》（TZ204-2008）；
[3] 项志敏等，武广客运专线大断面隧道软岩地段快速施工技术．铁道标准设计．2007(增刊)，61-63；
作者简介：
叶 威，男，助理工程师，主要从事于道路、桥梁、隧道施工方面技术工作。
关键词：浅埋偏压；大拱脚；软弱围岩；自稳
中图分类号： U455 文献标识码： A 文章编号：
工程慨况
大石坝隧道位于云南省昆明市官渡区东郊大石坝村境内。本隧道为双线电气化铁路隧道，设计列车行车速度为120km/h；单面下坡，坡度为3.4‰（南宁至昆明）。隧道全长1860m。出口段进洞围岩为弱膨胀土，洞身有1处浅埋，隧道最大埋深约80m,最小埋深约3m。
大拱脚台阶法施工技术
2.1 工艺原理
大拱脚台阶法施工工法是指在隧道开挖过程中将作业面分为六个开挖面，以前后六个不同的位置相互错开开挖，然后分部支护形成支护整体，缩短作业循环时间，逐步向纵深推进的作业方法。每循环进尺宜为0.6～0.8m，尽量缩短台阶长度，确保初期支护尽快闭合成环，仰拱和衬砌及时跟进，形成稳定的支护体系。
2. 2 施工工艺流程
大石坝隧道出口段为Ⅴ级围岩，设计类型为Ⅴ级抗震设防复合衬砌，采用大拱脚台阶法施工，其施工工艺流程图如下：
（1）利用上一循环架立的钢架施作隧道拱部Φ42超前小导管，在超前支护防护下，弱爆破开挖①部→施作①部周边的初期支护：初喷3cm厚C25钢纤维混凝土，铺设钢筋网片，架立钢架，钻设径向锚杆，复喷混凝土至设计厚度。
（2）弱爆破开挖②-1部→施作②-1部初期支护：初喷3cm厚C25钢纤维混凝土，铺设钢筋网片，架立钢架，焊接连接钢筋，并在钢架拱脚底部紧贴钢架两侧边沿按下倾角45°搭设锁脚锚管并注浆，锁脚锚管与钢架用L型钢筋焊接牢固，钻设径向锚杆，复喷混凝土至设计厚度。施作临时仰拱，架设临时横撑A，铺设钢筋网，并喷混凝土封闭临时仰拱，同时施作临时斜撑。
（3）同②-1部施工工序，开挖及支护②-2部。②-1部与②-2部前后错开距离小于或等于4m。同时①部与②-2部距离必须小于10m。
（4）弱爆破开挖③-1部→施作③-1部边墙初期支护：初喷3cm厚C25钢纤维混凝土，铺设钢筋网片，架立钢架，焊接连接钢筋，并在钢架拱脚底部紧贴钢架两侧边沿按下倾角45°搭设锁脚锚管并注浆，锁脚锚管与钢架用L型钢筋焊接牢固，钻设径向锚杆，复喷混凝土至设计厚度。
（5）同③-1部施工工序，开挖及支护③-2部。③-1部与③-2部前后错开距离小于或等于4m。同时③-2部与②-2部距离必须小于或等于10m。
（6）为不影响施工机械施作，在开挖完仰拱后需搭设栈桥，栈桥长为15m，一端放置在已终凝的仰拱填充混凝土，一端放置在上③部稳定的洞渣上。绑扎Ⅴ部仰拱与边墙钢筋，安装仰拱模板，灌筑混凝土，等待仰拱混凝土初凝后，灌筑仰拱填充Ⅵ部至设计标高。仰拱初期支护与仰拱距离为5～10m。
施工控制要点
（1）大拱脚台阶法施工应做好工序衔接，工序安排应紧凑，严格控制开挖长度，合理确定循环进尺，开挖后立即初喷3cm厚的混凝土，以减少围岩暴露时间，避免因长时间暴露引起围岩失稳。
(2)隧道垂直方向的变形控制主要依靠两侧拱脚，拱脚的稳定程度很关键。在上部增加大拱脚钢架是为了增大拱脚的承载能力，同时在钢架拱脚底部紧贴钢架两侧边向拱脚的斜下方打设锁脚管，锁脚锚杆与钢架利用L型钢筋焊接牢固确保钢架基础稳定，防止拱部下沉变形。
(3)根据围岩情况如需爆破时，必须坚持弱爆破，减少对围岩的扰动。
沉降变形控制
在隧道初期支护完成前需布设监控量测点，监控量测采用五点法，每个断面设置2条净空变化基线，1个拱顶下沉观测点，监测断面间距为5～lOm，所有初读数据须在开挖后12h内测读，量测频次严格按照规范BGl0121—2007《鐵路隧道监控量测技术规程》的要求执行。隧道施工中监控量测的主要目的就是对初期支护实施动态管理，通过了解围岩的受力变形状态，判断隧道围岩和初期支护是否稳定和安全，及时进行信息反馈及预测预报，为施工二次衬砌提供合理施做时间和为优化支护参数提供依据，指导现场施工。
超前地质预报
超前地质预报的目的是为了探测隧道即将施工段的岩体破碎程度和岩体稳定性，以及隧道内岩层风化程度、节理裂隙发育状况、岩层产状等围岩变化情况。
超前地质预报方法有地质调查法、物探法及超前钻探法。根据本隧道的地质情况、风险源及风险等级可采用超前钻探法。超前地质钻孔采用单孔水平取芯钻探法，超前探测20～30m，验证中近距离物探超前探测的异常地段，每25m一个循环，每孔长30m，钻孔是否取芯根据不同地质条件确定。
对超前预测预报所取得的资料进行综合分析和评判，并结合掌子面揭示的地质条件、围岩发展规律、趋势及前兆进行预测判断，根据其综合结果，优化施工措施，及时调整施工工法，以确保施工安全及质量保证，使工程有序高效进行。
结语
(1)对于软弱围岩初期支护体系需快速封闭成环，形成自稳体系。谨遵隧道施工“短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的四项基本原则，确保施工安全进行。在大石坝隧道施工中成功应用大拱脚台阶法，有效的发挥了其施工空间大，机械化程度高的特点，成功穿越了埋深仅3m地段，有效地防止了坍塌等事故发生。从而证明了此方法操作简便，可控性强，作业速度快，效果良好，形成一套软弱复杂地质条件隧道施工方法，有效地提高了开挖质量，保证了施工安全。
(2)隧道施工应特别注重对围岩初期支护的监控量测工作。监控量测对指导施工、优化支护参数具有很重要的意义。
(3)大拱脚台阶法对于软弱地质铁路客运专线隧道施工是一种先进的方法，只要强化现场施工作业管理，严格按照设计和验标要求施作，可以加快施工进度，优化资源，节约成本，值得类似工程参考借鉴，在今后的施工中还需进一步总结和提升，使得该工法更好地促进隧道施工技术水平的提高。
参考文献
[1] 中国中铁二院集团有限责任公司，新建昆明铁路枢纽工程南宁至昆明段施工设计参考图。成都：2012.04；
[2] 《铁路隧道施工技术指南》（TZ204-2008）；
[3] 项志敏等，武广客运专线大断面隧道软岩地段快速施工技术．铁道标准设计．2007(增刊)，61-63；
作者简介：
叶 威，男，助理工程师，主要从事于道路、桥梁、隧道施工方面技术工作。