短台阶法施工论文

单线隧道短台阶法施工论文

蒙华铁路MHSS-5标项目部姚江涛

摘要

西安岭隧道是新建蒙西至华中地区铁路煤运通道重点控制工程，位于河南省三

门峡市卢氏县境内。隧道起点位于卢氏县横涧乡耿家村，终于五里川镇毛坪村，沿

线山高林密，山势雄伟，地形陡峭，地势北低南高，区内沟谷狭长，区内海拔标高

一般为650～1450m。隧道洞身穿越大小断层23条，且下穿河道较多，地下水发育；

隧道洞身有主要不良地质有：断层破碎带、岩爆、软岩大变形、涌水突泥、瓦斯、

岩溶等。

本文结合蒙华铁路西安岭隧道进口短台阶施工工法的施工情况对单线隧道短台阶

施工注意事项、施工存在的问题及缺点进行简要的介绍，是笔者在施工中一些个人的理解和认识，供大家参考。

关键词

单线隧道;短台阶施工;问题;缺点

1 工程概况

西安岭隧道DK765+930-DK766+000穿越剥蚀中低山区，地势起伏变化大。洞身围岩主要为黑云石英大理岩，灰白~灰褐色，弱风化，属硬质岩。该段发育有低波速及断层构造，断层破碎带宽几米至几十米。受构造影响，节理裂隙发育，岩体较破碎~较完整，DK765+950-DK765+000为中等富水区，洞身整体埋深较浅，岩体破碎段易导水。

2 设计情况

2.1 DKDK765+930-DK766+000设计为V级围岩，采用Vb支护，H=150mm格栅钢架全环支护，间距0.75m。

2.2 采用台阶法施工，钢架紧跟掌子面，仰拱初支紧跟掌子面，不得大于1倍洞径。

2.3台阶法：上台阶高度4.5m，下台阶及仰拱高度5.7m，洞径7.5m；上台阶长度为4.5m—6m；仰拱及下台阶距离掌子面不大于7.5m。

施工照片

3 施工工艺

3.1 施工工艺流程图

施工准备→上下台阶及仰拱同步开挖→上台阶出渣→断面检查→清理虚渣→上台阶支护（下台阶及仰拱出渣）→下台阶、仰拱断面检查及清理虚渣→下台阶、仰拱同步支护→喷浆→结束。

图1 台阶法施工工序纵面图图2 台阶法施工工序平面图

3.2 施工步骤

3.2.1 第一步

施工准备：准备台阶法开挖小台车、风钻、风管等工具。

3.2.2 第二步

上下台阶及仰拱同步开挖：利用小台车根据测量轮廓线同步对上下台阶及仰拱进行开挖，开挖进尺保持一致。

3.2.3 第三步

上台阶出渣：用挖机将上台阶渣挖至下台阶处。

3.2.4 第四步

断面检查：利用全站仪对开挖后的断面进行检查，对断面欠挖的部分进行补炮（大面积）或采用人工电镐（小面积）处理。

3.2.5 第五步

清理虚渣：断面检查合格后人工采用铁锹对上台阶底脚的虚渣进行清理，保证钢架落在坚实的基岩上。

3.2.6 第六步

上台阶支护（下台阶及仰拱出渣）：采用小台车对上台阶进行立架支护，同时对下台阶及仰拱进行出渣。

3.2.7 第七步

下台阶、仰拱断面检查及清理虚渣：对下台阶及仰拱断面进行检查，合格后人工采用铁锹对上台阶底脚的虚渣进行清理，仰拱基底的虚渣先采用挖机进行粗略清理，清理大块虚渣，然后人工采用铁锹、扫把等工具对小块虚渣进行清理，最后采用高压风对残余的细小虚渣进行清理；同时采用水泵、拖把、抹布等工具对仰拱及底脚的积水进行清理，引至临时水沟，排出洞外。

3.2.8 第八步

下台阶、仰拱同步支护：对下台阶进行立架支护，下台阶打设完锁脚后，进行仰拱钢架安装，

钢架连接采用螺栓连接。

3.2.9 第九步

喷浆：上、下台阶及仰拱完成立架并验收合格后，进行喷浆作业（先喷仰拱再喷上台阶最后喷下台阶）。

3.2.10 监控量测

V级每5m布设1个断面，每个断面布设1个拱顶沉降点，1条收敛线，拱顶沉降点埋设于拱顶中心位置；收敛测线埋设在台阶分界线上500mm。具体见监控量测测点布置图

图3 监控量测测点布置图

4 施工中存在的问题及缺点

4.1 问题一：施工循环时间长。

原因：单线隧道断面空间小，上台阶的洞渣要通过挖机，挖至下台阶后和下台阶一起出渣，增加挖渣时间；小台车通过挖机吊至上台阶，重量重、台阶高，挖机操作不方便，增加了循环时间。

4.2 问题二：施工地段有岩隙水，增加仰拱出渣难度。

原因：施工地段有岩隙水，开挖完成后，水流至仰拱底，岩石见水变软，挖机及装载机装渣困难，增加出渣难度及循环时间。

4.3 问题三：下台阶拱架容易悬空。

原因：下台阶及仰拱一次开挖立架，下台阶拱脚处的岩层本身破碎，爆破开挖时容易损坏下台阶拱脚处的硬质小平台(如图所示)，拱架容易悬空。

5 施工经验总结

5.1 由于单线隧道施工空间有限，挖机吊装平台有困难，因此平台在设计加工时，充分优化，减轻台车重量；调整台阶开挖高度，将下台阶高度降低1.5m—2m，便于挖机施工。

5.2 短台阶法施工的两紧跟对于围岩起到一定的稳定作用，围岩的变形速率减缓(2-4mm/d),累计变形在20mm左右。

5.3 短台阶法施工仰拱距离掌子面距离过近，可以考虑放大到1.5倍左右，便于施工。

5.4 对于隧道渗水严重地段，采用短台阶法施工时，仰拱距离下台阶最好预留1个循环，用于挖积水坑，汇聚掌子面统一抽排。

5.5 针对围岩较软地段，为了避免，对下台阶拱脚的硬质平台的损坏，仰拱最好滞后下台阶一个循环施工。

6 结束语

短台阶法施工为隧道施工比较常见的施工，本文结合西安岭隧道短台阶法施工中存在的缺陷进行总结，是笔者在首次短台阶法施工中一些个人的理解、认识和不足，供大家参考。