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【摘 要】 本文结合武广客运专线巴家山隧道施工，主要介绍了大断面软岩隧道施工的特点及难点地段开挖支护施工技术、施工过程控制重点及施工效果分析。
【关键词】 大断面软岩隧道 开挖 支护 施工技术
1 概述
武广客运专线巴家山隧道位于临湘市五里乡境内，总长384m。隧道围岩等级为Ⅳ、Ⅴ级，主要以Ⅴ级第四纪残坡积黏土、寒武纪全风化～强风化泥质板岩、强风化～弱风化含炭质灰岩为主。隧道地质条件复杂，浅埋、偏压、围岩开挖后易风化、遇水易软化、易产生变形甚至坍塌，局部可能存在断层破碎带、溶沟等。洞口Ⅴ级围岩采用明挖法施工，洞身Ⅳ、Ⅴ级围岩设计采用CD法和CRD法施工。
2 施工特点及难点
2.1 特点
2.1.1 技术含量高，质量要求严、标准高
2.1.2 断面大，地质条件复杂，施工难度大
隧道为5m线间距的双线隧道，开挖断面154.4㎡，成型后有效断面面积（轨面以上）100㎡，为软岩隧道，Ⅳ级围岩107m，占全隧 27.9%，Ⅴ级围岩277m，占全隧 72.1%。隧道岩层多软硬不均，节理发育，岩性较破碎，特别是进出口端为浅埋地段，易产生塌顶、坍塌等灾害，施工难度大。
2.1.3 工序转换频繁、工期紧，信息化管理要求高
由于本隧道围岩軟硬不均，工序转换频繁，工艺复杂，因此施工中的信息化管理要求高。
2.1.4 环保、水保、文明施工要求高
本隧道离村庄较近，且有小溪从隧道附近经过。施工对周围的道路交通，动植物和居民用水将产生一定影响，所以对环保、水保、文明施工提出更高的要求。
2.2 施工重点及难点
2.2.1 隧道进、出口段存在浅埋等不良地质情况，防坍塌施工是本隧道的重点和难点。
2.2.2 隧道拱顶多为粘土，拱部无自稳能力。局部掌子面溶槽发育，内充填粘性土，有少量渗水，开挖支护施工是本隧道的重点及难点。
3 开挖支护施工技术
3.1 施工方法的选择
隧道施工方法的选择与工作面岩体状况及围岩节理产状密切相关，级别较低的围岩整体性不一定很差。因此在隧道开挖及支护施工中，从受力角度分析，如果开挖时掌子面稳定，无大的掉块、坍塌、变形等现象，即可采用台阶法施工，如果掌子面开挖后不稳定，就需要采取缩小断面加强支护措施，如CRD法。结合本隧道特点，施工前对隧道地质及设计情况进行分析研究，提出一般地段采用三台阶预留核心土法、特殊地段采用CRD法结合台阶法开挖的方案，本方案可适应机械化作业要求，能够在确保施工安全的条件下进一步加快施工进度，且有利于工艺转换，并节省人工费和材料费。
3.2 一般地段开挖支护施工技术
第2步：由于拱部多为软弱围岩或软粘土，拱脚不稳，在施工第2部型钢钢架之前先在中部拉槽，开挖Ⅱ、Ⅲ部分，拉槽长度5～8m，两侧固脚土保留，开挖施工第Ⅳ部分时采取两侧边墙交错开挖施工，错开距离不小于5m。初喷后及时安装钢架及挂钢筋网，打设边墙锚杆及锁脚锚杆，施工初期支护喷射砼。
第4步：开挖第Ⅵ部分土石，施工仰拱支护及填充混凝土。
各台阶工作面距离均不宜大于10m。
3.3 特殊地段开挖支护施工技术
第1步：人工开挖第Ⅰ部分土石，初喷封闭掌子面及侧壁后及时支设钢架，设置临时支撑中隔柱及临时仰拱支护，打设超前小导管及加固锚杆，进行超前支护预注浆加固后，挂钢筋网，然后施工拱部中空锚杆，喷射C25混凝土。为防止拱脚下沉，增设锁脚锚杆，长度为4.0m，施工方法同上。
第2步：人工开挖第Ⅱ部分土石，保留中隔柱，按同样方法进行支护。
第3步：开挖第Ⅲ部分土石，施工边墙支护，两侧边墙交错开挖施工，并及时施作初期支护，支护方法与台阶法相同。
第4步：开挖第Ⅳ部分土石，拆除临时支护中隔柱型钢及临时仰拱支护。
第5步：开挖第Ⅴ部分土石，施工边墙支护，两侧边墙交错开挖施工，错开距离不小于3m。并及时施作初期支护，支护方法与台阶法相同。
第6步：开挖第Ⅵ部分土石，施工仰拱支护及填充混凝土。
各工作面距离均不宜大于5m。
4 施工过程控制重点
4.1 软弱围岩地段施工严格遵循“先预报、多分部、短进尺、弱爆破、强支护、快封闭、勤量测”的原则；
4.2 施工中加强地质预报及监控量测工作，通过预报及量测数据分析指导施工。
4.3 加强超前支护及初期支护施工。在围岩地质情况较差地段加密超前支护小导管，缩小间距及增加搭接长度，初期支护型钢加密。
4.4 在软弱围岩地段支护增加锁脚锚杆，以减小拱脚下沉。
4.5 施工过程中严格按设计及相关规范要求控制隧道安全距离，尽量缩短各台阶之间距离，仰拱紧跟下台阶施工，并及时施作二次衬砌，仰拱距掌子面不大于60m，二衬距掌子面不大于90m。
5 施工效果分析
巴家山隧道前期施工对隧道地质状况了解不够，隧道施工三台阶距离过大，施工后初期支护沉降变形量偏大，部分地方由于工艺转换不及时，产生坍塌、变形、侵线等现象。针对这种情况，我们采取地质预报先行，施工过程中严格按设计及相关规范要求隧道安全距离控制，通过监控量测数据分析指导施工，针对不同的围岩地质情况制定并采取不同的施工工艺，通过工艺之间的相互结合与转换应对复杂变化的地质条件，初期支护施工后沉降量在50mm～80mm趋于稳定，实现了全隧安全、质量受控，施工效果良好。可适应机械化作业要求，确保了施工安全和工程质量，并加快施工进度，同时降低了施工成本，并为以后大断面软岩隧道施工积累了经验。
参考文献
[1] 隧道隧洞施工地质技术 [S].北京：中国铁道出版社，2001
[2] 客运专线铁路隧道工程施工技术指南[s].北京：中国铁道出版社，2005
【关键词】 大断面软岩隧道 开挖 支护 施工技术
1 概述
武广客运专线巴家山隧道位于临湘市五里乡境内，总长384m。隧道围岩等级为Ⅳ、Ⅴ级，主要以Ⅴ级第四纪残坡积黏土、寒武纪全风化～强风化泥质板岩、强风化～弱风化含炭质灰岩为主。隧道地质条件复杂，浅埋、偏压、围岩开挖后易风化、遇水易软化、易产生变形甚至坍塌，局部可能存在断层破碎带、溶沟等。洞口Ⅴ级围岩采用明挖法施工，洞身Ⅳ、Ⅴ级围岩设计采用CD法和CRD法施工。
2 施工特点及难点
2.1 特点
2.1.1 技术含量高，质量要求严、标准高
2.1.2 断面大，地质条件复杂，施工难度大
隧道为5m线间距的双线隧道，开挖断面154.4㎡，成型后有效断面面积（轨面以上）100㎡，为软岩隧道，Ⅳ级围岩107m，占全隧 27.9%，Ⅴ级围岩277m，占全隧 72.1%。隧道岩层多软硬不均，节理发育，岩性较破碎，特别是进出口端为浅埋地段，易产生塌顶、坍塌等灾害，施工难度大。
2.1.3 工序转换频繁、工期紧，信息化管理要求高
由于本隧道围岩軟硬不均，工序转换频繁，工艺复杂，因此施工中的信息化管理要求高。
2.1.4 环保、水保、文明施工要求高
本隧道离村庄较近，且有小溪从隧道附近经过。施工对周围的道路交通，动植物和居民用水将产生一定影响，所以对环保、水保、文明施工提出更高的要求。
2.2 施工重点及难点
2.2.1 隧道进、出口段存在浅埋等不良地质情况，防坍塌施工是本隧道的重点和难点。
2.2.2 隧道拱顶多为粘土，拱部无自稳能力。局部掌子面溶槽发育，内充填粘性土，有少量渗水，开挖支护施工是本隧道的重点及难点。
3 开挖支护施工技术
3.1 施工方法的选择
隧道施工方法的选择与工作面岩体状况及围岩节理产状密切相关，级别较低的围岩整体性不一定很差。因此在隧道开挖及支护施工中，从受力角度分析，如果开挖时掌子面稳定，无大的掉块、坍塌、变形等现象，即可采用台阶法施工，如果掌子面开挖后不稳定，就需要采取缩小断面加强支护措施，如CRD法。结合本隧道特点，施工前对隧道地质及设计情况进行分析研究，提出一般地段采用三台阶预留核心土法、特殊地段采用CRD法结合台阶法开挖的方案，本方案可适应机械化作业要求，能够在确保施工安全的条件下进一步加快施工进度，且有利于工艺转换，并节省人工费和材料费。
3.2 一般地段开挖支护施工技术
第2步：由于拱部多为软弱围岩或软粘土，拱脚不稳，在施工第2部型钢钢架之前先在中部拉槽，开挖Ⅱ、Ⅲ部分，拉槽长度5～8m，两侧固脚土保留，开挖施工第Ⅳ部分时采取两侧边墙交错开挖施工，错开距离不小于5m。初喷后及时安装钢架及挂钢筋网，打设边墙锚杆及锁脚锚杆，施工初期支护喷射砼。
第4步：开挖第Ⅵ部分土石，施工仰拱支护及填充混凝土。
各台阶工作面距离均不宜大于10m。
3.3 特殊地段开挖支护施工技术
第1步：人工开挖第Ⅰ部分土石，初喷封闭掌子面及侧壁后及时支设钢架，设置临时支撑中隔柱及临时仰拱支护，打设超前小导管及加固锚杆，进行超前支护预注浆加固后，挂钢筋网，然后施工拱部中空锚杆，喷射C25混凝土。为防止拱脚下沉，增设锁脚锚杆，长度为4.0m，施工方法同上。
第2步：人工开挖第Ⅱ部分土石，保留中隔柱，按同样方法进行支护。
第3步：开挖第Ⅲ部分土石，施工边墙支护，两侧边墙交错开挖施工，并及时施作初期支护，支护方法与台阶法相同。
第4步：开挖第Ⅳ部分土石，拆除临时支护中隔柱型钢及临时仰拱支护。
第5步：开挖第Ⅴ部分土石，施工边墙支护，两侧边墙交错开挖施工，错开距离不小于3m。并及时施作初期支护，支护方法与台阶法相同。
第6步：开挖第Ⅵ部分土石，施工仰拱支护及填充混凝土。
各工作面距离均不宜大于5m。
4 施工过程控制重点
4.1 软弱围岩地段施工严格遵循“先预报、多分部、短进尺、弱爆破、强支护、快封闭、勤量测”的原则；
4.2 施工中加强地质预报及监控量测工作，通过预报及量测数据分析指导施工。
4.3 加强超前支护及初期支护施工。在围岩地质情况较差地段加密超前支护小导管，缩小间距及增加搭接长度，初期支护型钢加密。
4.4 在软弱围岩地段支护增加锁脚锚杆，以减小拱脚下沉。
4.5 施工过程中严格按设计及相关规范要求控制隧道安全距离，尽量缩短各台阶之间距离，仰拱紧跟下台阶施工，并及时施作二次衬砌，仰拱距掌子面不大于60m，二衬距掌子面不大于90m。
5 施工效果分析
巴家山隧道前期施工对隧道地质状况了解不够，隧道施工三台阶距离过大，施工后初期支护沉降变形量偏大，部分地方由于工艺转换不及时，产生坍塌、变形、侵线等现象。针对这种情况，我们采取地质预报先行，施工过程中严格按设计及相关规范要求隧道安全距离控制，通过监控量测数据分析指导施工，针对不同的围岩地质情况制定并采取不同的施工工艺，通过工艺之间的相互结合与转换应对复杂变化的地质条件，初期支护施工后沉降量在50mm～80mm趋于稳定，实现了全隧安全、质量受控，施工效果良好。可适应机械化作业要求，确保了施工安全和工程质量，并加快施工进度，同时降低了施工成本，并为以后大断面软岩隧道施工积累了经验。
参考文献
[1] 隧道隧洞施工地质技术 [S].北京：中国铁道出版社，2001
[2] 客运专线铁路隧道工程施工技术指南[s].北京：中国铁道出版社，2005