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1、砂质黄土隧道开挖施工方案1一、隧道概况神华新准铁路巴准线施工九标由中铁九局集团有限公司承建，标段内保佬兔沟隧道、后碾房梁隧道在施工过程中，掌子面拱部地质均为含砂量较高的砂质黄土，含水量低，呈松散结构，自稳能力差，经过多次变更调整支护参数，但拱部超挖量仍较大，且时常出现塌方情况；根据海子塔隧道出口处土方开挖及设计地勘情况分析，海子塔隧道也可能出现类似情况。2012年1月8日，建设单位、监理单位、设计单位及施工单位相关人员及多位专家共同研讨，结合现场实际情况，形成如下方案。二、三台阶预留核心土（上台阶三步开挖）法施工工艺为了控制开挖过程中的拱顶坍塌及增大钢支撑受力，类似地质情况隧道的开挖采用三台阶
2、方法，并将拱部分成三步进行开挖、且分别施作超前支护（超前小导管，间距按20cm控制）及初期支护，初期支护钢架采用工22型钢及双层8钢筋网片，钢架间距为50cm，喷射混凝土厚度调整至30cm。由于在进行1部和2部开挖及初期支护过程中作业面狭窄，故在拱脚处预留直径6cmPVC管，在3部开挖形成后打设锁脚锚管。在竖向支撑背后根据开挖土质情况临时增设挡土木板。其中，1部和2部开挖后均采用临时仰拱及临时竖向支撑与永久初期支护的型钢钢架构成闭合体系，以确保其稳定性。具体施工工序如下：1、第一部分开挖工序（上台阶左侧导坑）（1）人工开挖及整修1部；（2）喷射5cm厚混凝土封闭掌子面，初喷4cm混凝土封闭围岩
3、面；（3）安装部工字钢，即垫纵向槽钢纵梁，架立钢架，安装临时仰拱及竖向支撑；（4）安装8钢筋网片及钢架纵向连接筋；（5）喷射混凝土至设计厚度（在锁脚位置预留6cmPVC管两根，待3部开挖后施作锁脚锚管）；2、第二部分开挖工序（上台阶右侧导坑）（1）在滞后1部2m初期支护后，人工开挖及整修2部；（2）喷射5cm厚混凝土封闭掌子面，初喷4cm混凝土封闭围岩面；（3）安装部工字钢，即垫纵向槽钢纵梁，架立钢架，安装临时仰拱及竖向支撑；（4）安装8钢筋网片及钢架纵向连接筋；（5）喷射混凝土至设计厚度（在锁脚位置预留6cmPVC管两根，待3部开挖后施作锁脚锚管）；3、第三部分开挖工序（上台阶核心土）（1）
4、在滞后2部2m初期支护后，人工开挖及整修3部；（2）喷射5cm厚混凝土封闭掌子面；（3）施作部初期支护，即初喷4cm厚混凝土，架立钢架，安装8钢筋网片及钢架纵向连接筋；（4）安装上台阶锁脚锚管（规格为42*3.5，每根长4米）；（5）喷射混凝土至设计厚度；4、第四部分开挖工序（中台阶）（1）在滞后3部初期支护510m，机械开挖及人工整修4部，拱脚预留500600mm进行人工开挖，防止拱脚超挖，出现后期拱顶沉降数值较大情况（中台阶开挖方法，采用左右交错23m方法开挖，并预留核心土）；（2）施作、部初期支护，即初喷4cm厚混凝土，架立钢架，安装锁脚锚管（规格为42*3.5，每根长4米），安装8钢筋
5、网片及钢架纵向连接筋。（3）喷射混凝土至设计厚度；（4）拆除上台阶的临时仰拱及竖向支撑；5、第五部分开挖工序（下台阶）（1）在滞后4部初期支护510m后机械开挖及人工整修5部；（2）施作、部初期支护，即初喷4cm厚混凝土，架立钢架，安装8钢筋网片及钢架纵向连接筋；（3）、部初期支护左右错开23m；6、第六部分开挖工序（捡底）（1）仰拱开挖，施工部初期支护，喷混凝土至设计厚度；（2）仰拱混凝土填充（仰拱与隧底填充必须分开施作，且注意施工缝必须错开）；（3）根据监控量测结果分析，待初期支护收敛稳定后，利用衬砌模板台车一次性浇筑二次衬砌混凝土；三、纵向托梁施工工艺本开挖方法中采用增设纵向托梁体系，以
6、防止拱顶沉降数据较大。纵向托梁设在型钢钢架上台阶与中台阶、中台阶与下台阶连接处，用25a槽钢作为纵向托梁,这是防止中、下台阶开挖马口时，钢架下沉的关键措施，同时也大大增强了初期支护的整体受力。纵向托梁与钢架连接方式采用焊接，前后托梁也采用焊接连接方式。（如图所示）四、其他注意事项1、隧道施工应坚持“少扰动、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则。2、各分部初期支护应衔接紧密，及时封闭成环。3、上台阶开挖进尺为1榀钢架距离。4、仰拱应紧跟下台阶施作，及时闭合构成稳固的支护体系。5、施工过程中应通过监控量测掌握围岩和支护的变形情况，及时调整支护参数和预留变形量，保证施工安全。6、中台阶、下台阶左、
7、右侧开挖进尺为2榀钢架距离，左、右侧台阶错开23m。五、人员、机械设备拟用本开挖方法的施工人员序号 设备名称型号 数量备注1混凝土喷射机PZ-332挖掘机PC20013装载机 ZL5024自卸汽车EQ324225混凝土地泵HBTS60C16气腿式风钻765567衬砌台车9m18防水板作业台车19仰拱栈桥1拟用本开挖方法的机械设备序号工种人数备注1管理人员22测量员23电工14开挖及支护20分两组一组12人一组8人5喷射12分两组，每组6人6仰拱及填充6一组7衬砌258附属水沟10两组六、方案优、缺点1、优点：本方案将上台阶分成三部分开挖，大大降低了每次开挖的面积，并能缩短初支的时间，将大大降低拱部塌方情况的出现，三个单元均开挖完毕后，将构成相对较稳定的上台阶初支，再配以上台阶拱脚处的纵梁支撑，大大增大了拱脚处的承载力，避免后期中、下台阶开挖后出现较大的沉降现象。2、缺点：本方案将上台阶分成三个单元分别施工，增加了施工人员的需求量，施工速度也相对变慢。中铁九局集团神华新准铁路巴准线 施工九标项目经理部 2012.01.08.
