1、 第35卷第17期 314 2 0 0 9年6月 山 西 建 筑 SHANXI ARCHITEC兀珉E V0I_35 No17 Jun2009 文章编号：10096825(2009)17031402 隧道短台阶法施工方案研究 严启斌许长青 摘 要：结合武广客运专线坪岭隧道工程，介绍了，V级围岩采用短台阶七步平行流水作业法开挖的施工工艺，归纳了 短台阶法的技术特点和工艺流程，指出短台阶法施工可缩短支护闭合时间，有利控制围岩变形，施工工艺转换较快。 关键词：隧道，围岩，新奥法，开挖，短台阶法，施工工艺 中图分类号：U455 文献标识码：A 隧道施工就是要挖除坑道范围内的岩体，并尽量保持坑道围 岩的
2、稳定。显然，开挖是隧道施工的第一道工序，也是关键工序。 在坑道开挖过程中，围岩稳定与否，虽然主要取决于岩体本身的 工程地质条件，但无疑开挖方法对围岩稳定状态有直接而重要的 影响。在选择开挖方法时，应对隧道断面大小及形状、围岩的工 程地质条件、支护条件、工区长度等进行综合分析，采取恰当的开 挖方法，尤其应与支护条件相适应。 1 工程概况 武广客运专线坪岭隧道位于广东省英德市境内，全长4 214 m， 隧道位于直线上。进口段为3的上坡，出口段为3的下坡。 隧道进出口明挖段共36 m，级围岩段长1 190 m，占285； 级围岩段长360 m，占86；，V级围岩段长2 628 m，占全 长的629；
3、隧道位于深丘地貌，自然坡度为20。35。，相对高差 80 m300 m。进出口段覆盖层为粉质黏土、块石土，下伏基岩为 石英砂岩、变质砂岩夹片岩、花岗岩。 2坪岭隧道短台阶法(七步平行流水作业法)施工方案 21 短台阶法(七步平行流水作业法) 211 技术特点 1)施工空间大，可以引入大型施工机械，多作业面平行施工， 工效高；部分软岩地段可以采用反铲挖掘机直接开挖下半断面， 减小了对围岩的扰动。2)在地质结构复杂多变，软硬围岩相间的 隧道施工中，便于调整施工方法，进度稳定，工期有保障。3)能适 应不同跨度和多种断面形式，没有需拆除的临时施工支护、节省 投资。4)爆破施工可以分成多个作业面进行，将
4、集中爆破化为分 散爆破，既减少了对围岩扰动，又充分利用了时间、空间，还增加 了爆破临空面，降低了炸药消耗。 212 工艺流程 施工工艺流程如图1所示。 开挖上部弧形导坑，并施作初期支护 左右错位开挖中台阶并施作初期支护 左右错位开挖下台阶并施作初期支护 施作仰拱初期支护及时闭合成环 监控量测反馈，施作仰拱混凝土、防水层、灌注混凝土衬砌 图1 短台阶七步平行流水作业法施工流程 22初期支护 221初喷及锚杆的施作 开挖后对开挖面及时进行初喷，初喷层直接粘贴岩面，形成 防风化和止水的防护层，并阻止节理裂隙中充填物流失。及时施 作锚杆，锚喷在机理和工艺上具有一些独特的工作特性：及时性、 粘贴性、柔性
5、、深人性、灵活性和密封性。锚杆主要为全长粘结型 砂浆锚杆、WT25中空注浆锚杆。 全长粘结型砂浆锚杆，施工中砂浆的饱满度对锚固效果至关 重要，特别是拱部径向锚杆的施作。WT25中空注浆锚杆是先钻 孔，再插入中空锚杆，最后通过中空进行压注浆液，确保锚固效果。 锚杆的作用与效果：1)支承围岩。锚杆能限制约束围岩施加 压力，从而使处于二轴应力状态的洞室内表面附近的围岩保持三 轴应力状态，因而能制止围岩强度的恶化。2)加固围岩。由于系 统锚杆的加固作用，使围岩中，尤其是松动区的节理裂隙、破裂面 等得以连接，因而增大了锚固区围岩的强度(即C，j6值)。锚杆 对加固节理发育的岩体和围岩松动区是十分有效的，
6、有助于裂隙 岩体和松动区形成整体，成为“加固带”。3)提高层间摩阻力，形 成“组合梁”。对于水平或缓倾斜的层状围岩，用锚杆群能把数层 岩层连在一起，增大层理间摩阻力，从结构力学观点来看，就是形 成“组合梁”。4)“悬吊”作用。“悬吊”作用是指为防止个别围岩 的掉落或滑落，用锚杆将其同稳定围岩连接起来。这种作用主要 表现在加固局部失稳的岩体。 222钢筋网 钢筋网的作用与效果主要包括以下几个方面：1)防止收缩裂 缝或减少裂缝数量和限制裂缝宽度。2)提高支护的抗震能力。3) 使喷层应力得到均匀分布，改善其变形性能，增强锚喷支护的整体 性。4)增强喷层的柔性。5)提高喷层承载力，承受剪力和拉力。 2
7、23钢拱架 钢拱架与围岩之间尽量接近，当钢拱架与围岩之间有较大的 间隙时，加设垫块垫紧。钢拱架安设时垂直于隧道中线，上下左 右偏差小于5 CTn，钢拱架倾斜度应小于2。，钢拱架的安设在开 挖后2 h内完成。加强锚杆与钢支撑的连接，因为按照弹塑性力 学理论，浅埋软岩隧道侧壁有较大切向应力和较大范围的塑性 区，如果塑性区没有侧面限制，围岩就会向隧道内位移，最后导致 坍塌，所以，从为塑性区围岩提供侧面限制讲，所有系统锚杆均与 钢支撑进行有效可靠连接。钢支撑的纵向连接，作为初期支护必 须同时具有“拱”的作用和“梁”的作用，软岩隧道分部开挖，在初 期支护未闭合之前，钢支撑一是在开挖马口时拱脚悬空，二是没
8、 开挖马口时为了与下节钢支撑连接拱脚往往支撑不稳，这样的 支撑如果锚杆与钢支撑的焊接不牢、钢支撑纵向强度不足，就会 下沉、变形，多起事故，几乎未见钢支撑纵向连接断裂，总是节点断 收稿日期：200902 04 作者简介：严启斌(1974)，男，工程师，中铁十二局集团第四工程有限公司，陕西西安710021 许长青(1975一)，男，工程师，太原市市政工程设计研究院，山西太原030002 第35卷第17期 2 0 0 9年6月 山 西 建 筑 SHANXI ARCHITECTURE V0135 No17 Jun2009 315 文章编号：10096825(2009)17031502 桥梁工程中混凝土
9、裂缝的成因及防治 钟世清彭豫韩善彬 摘要：为了进一步加强对混凝土桥梁裂缝的认识，介绍了桥梁结构混凝土裂缝类型，同时分析了裂缝产生的原因，并提 出了桥梁混凝土裂缝的控制措施和处理方法，以使桥梁混凝土结构的工程质量达到相关要求。 关键词：桥梁，混凝土结构，裂缝，控制措施 中图分类号：TU755 文献标识码：A 为了进一步加强对混凝土桥梁裂缝的认识，尽量避免工程中 出现危害较大的裂缝，本文尽可能对混凝土桥梁裂缝的种类和产 生的原因作较全面的分析、总结，以方便设计、施工时找出控制裂 缝的可行办法，达到防范于未然的作用。 1 桥梁结构混凝土裂缝类型 11荷载引起的裂缝 混凝土桥梁在常规静、动荷载及次应力
10、下产生的裂缝称荷载 裂缝，归纳起来主要有直接应力裂缝、次应力裂缝两种。 直接应力裂缝是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝0裂 缝产生的原因有：1)设计计算阶段，结构计算时不计算或部分漏 算；计算模型不合理；结构受力假设与实际受力不符；荷载少算或 漏算；内力与配筋计算错误；结构安全系数不够；结构设计时不考 开。所以施工中完全可以在原设计材料数量的基础上，改进纵向 连接方式，实现支护的少变形，进而减少开挖和初期支护量，实现 更大的经济效益，取得更大的施工进度。 224喷射混凝土 喷射混凝土的作用及效果主要有：1)由于喷射混凝土与围岩 之间的粘着力，将作用于喷射混凝土的外力分散给围岩，并且给 予隧道周
11、围的节理和龟裂以剪切抵抗，保持容易脱落的拱顶石， 在壁面附近形成地拱。对裂纹很多的硬岩石有很好的作用效果。 2)填平补强围岩，喷射混凝土可射入围岩张开的裂隙，填充表面 凹穴，使裂隙分割的岩块层面粘结在一起，保持岩块问的咬合、镶 嵌作用，提高其间的粘结力、摩阻力，有利于防止围岩松动，并避 免或缓和围岩应力集中。3)比较厚的喷混凝土作为一种部材使 用，支撑围岩，可尽早形成封闭环。根据给予周围围岩的内压，保 持围岩的三维应力状态，防止围岩强度的劣化。4)喷射混凝土还 可以把压力传递到锚杆和钢支撑上，反过来看，喷射混凝土也可 以提高锚杆和钢支撑的支护效果。施工过程中任何超挖均以喷 射混凝土回填，禁止用
12、其他材料，因为其他材料无法做到初期支 虑施工的可能性；设计断面不足；钢筋设置偏少或布置错误；结构 刚度不足；构造处理不当；设计图纸交代不清等。2)施工阶段，不 加限制地堆放施工机具、材料；不了解预制结构受力特点，随意翻 身、起吊、运输、安装；不按设计图纸施工，擅自更改结构施工顺 序，改变结构受力模式；不对结构做机器振动下的疲劳强度验算 等。3)使用阶段，超出设计载荷的重型车辆过桥；受车辆、船舶的 接触撞击；发生大风、大雪、地震、爆炸等。 次应力裂缝是指由外荷载引起的次生应力产生的裂缝。裂 缝产生的原因有：1)在设计外荷载作用下，由于结构物的实际工 作状态同常规计算有出入或计算不考虑，从而在某些
13、部位引起次 应力导致结构开裂。2)桥梁结构中经常需要凿槽、开洞等，在常 规计算中难以用准确的图示进行模拟计算，一般根据经验设置受 护与围岩的密贴；由于工字钢翼板的阻挡作用，所以，钢支撑背后 常有空洞，这是十分有害的，施工中通过改进喷射混凝土工艺和 加强现场管理做到喷射混凝土密实。 225 围岩量测 围岩量测是“新奥法”的灵魂，它同喷锚一样是隧道施工的必 要手段，不搞或不认真搞围岩量测，同样是严重的质量、安全问 题。施工中制定围岩监控量测制度，及时准确的测量，指导开挖。 3结语 短台阶七步平行流水作业法施工可缩短支护闭合时间，改善 初期支护的受力条件，有利于控制围岩变形，不同地质条件下施 工工艺
14、转换较快。通过短台阶施工工艺施工，坪岭隧道在，V 级围岩段开挖过程中实现了安全，平稳施工，满足工期及施工质 量要求。 参考文献： 1余金凯南山隧道施工技术J山西建筑，2005，31(13)： 143一】44 Study on the construction scheme of tunnel short step based method YAN Qi-bin XU Chang-qing Abstract：Combining with the Pingling tunnel engineering of WuGuang passenger dedicated line，the construc
15、tion technology of excavation of ，V surrounding rock using short step based seven step paralled line production method was introduced，the technology property and technol ogy process of short step based method were summarized，and it pointed out that short step based method construction could reduce s
16、upporting closure time，it Was advantage tO control deformation of surrounding rock，and the convemion of construction technology Was quick Key words：tunnel，surrounding rock，new Austrian method，excavation，short step based method，construction technolcgy 收稿日期：20090213 作者简介：钟世清(1978一)，男，工程师，中国联合工程公司，浙江杭州310022 彭豫(1976 )，女，新疆大学建筑工程学院硕士研究生，新疆乌鲁木齐830000 韩善彬(1977)，男，助理工程师，中国联合工程公司，浙江杭州310022
