大拱腳臨時支撐在軌道交通暗挖隧道軟弱地段施工技術(shù)應(yīng)用

賀應(yīng)學(xué) 張付剛

摘 要：在軌道交通暗挖隧道軟弱地段施工中經(jīng)常會應(yīng)用大拱腳作為臨時支撐手段，大拱腳臨時支撐也是隧道軟弱地段施工應(yīng)用技術(shù)中較為成熟的一種。本文以貴陽軌道交通1號線施工10標(biāo)大關(guān)到貴陽北站暗挖區(qū)間隧道為例，分析了大拱腳臨時支撐在軌道交通暗挖隧道軟弱地段施工中的應(yīng)用，闡述了主要的應(yīng)用措施、施工工序和注意事項。

關(guān)鍵詞：大拱腳；隧道；軟弱地段

在隧道暗挖施工中，如果施工段有軟弱地段，則要進(jìn)行相應(yīng)的支撐技術(shù)處理措施，針對不同的隧道施工特點和地質(zhì)情況，選擇的支撐方式也不盡相同。大拱腳臨時支撐是隧道軟弱地段施工中常用的一種支撐方式，大拱腳具有支撐效果好、施工簡便等特點。在貴陽軌道交通1號線施工10標(biāo)大關(guān)到貴陽北站暗挖區(qū)間隧道施工中，對于軟弱地段的支撐技術(shù)處理便是應(yīng)用的大拱腳臨時支撐方法，在施工過程中對于大拱腳臨時支撐的應(yīng)用也存在一些技術(shù)要點。

1 工程概況

貴陽軌道交通1號線施工10標(biāo)大關(guān)到貴陽北站暗挖區(qū)間隧道總長度950m，隧道地質(zhì)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，在隧道YDK11+695-805段存在110m范圍的斷層碎裂帶，并且存在巖溶裂隙發(fā)育。該段地下水位較高，最大涌水量為38450m3/d，經(jīng)常性涌水量為1520m3/d。基于地質(zhì)條件判斷該段為隧道軟弱地段，而且在施工中會經(jīng)常伴有突泥情況發(fā)生，開挖后掌子面、拱頂、側(cè)墻壓力較大。

2 主要施工措施

2.1 選定支撐方案

隧道開挖后，通過地質(zhì)勘探發(fā)現(xiàn)隧道規(guī)劃路線中存在約110m長度的斷層碎裂帶，在進(jìn)行物探分析確定該段為軟弱地段。在研究解決支撐方案中，由于大拱腳方案支撐效果較好，并且施工便利，符合施工需求，隨選定大拱腳臨時支撐為該隧道軟弱地段的支撐方案。針對該隧道軟弱地段特點，在施工中采取相關(guān)措施，應(yīng)用了大拱腳臨時支撐方式進(jìn)行挖掘支撐。在隧道兩側(cè)加設(shè)大拱腳臨時支撐，用I18工字鋼設(shè)置橫支撐，并且進(jìn)行焊接固定，采用噴射混凝土作為臨時仰拱，在臨時仰拱上豎向支撐I18工字鋼。

2.2 施工技術(shù)要點

在大拱腳臨時支撐施工中，主要有以下幾個技術(shù)要點：

在隧道挖掘中，其軟弱地段的粘土層為淤泥塑流狀時對于支撐系統(tǒng)會造成較大的壓力，因而在拱架外側(cè)設(shè)置上一般采取鋼插板的方式來增強(qiáng)抗壓能力，鋼插板密集排列，保證受力均勻。密集排列鋼插板10-30cm，在單元接頭處通過縱向連接工字鋼將各個單元的工字鋼連接為一個整體受力。

上下臺階開挖過程中，要減小拱架沉降，上臺階左右側(cè)通過加設(shè)槽鋼腰梁的方式增強(qiáng)拱架抗壓能力，挖掘下臺階是在腰梁處增設(shè)臨時支撐，通過這種結(jié)構(gòu)構(gòu)成完整的力學(xué)傳換體系，避免拱架受到過大壓力而下沉[1]。鋼架施工中，應(yīng)當(dāng)保證連接的牢固性，用高強(qiáng)螺栓及16mm厚連接鋼板連接，并且進(jìn)行焊接加固，焊接中不能漏焊，保證焊接的連貫性。挖掘中使用微臺階施工方法，控制上下臺階的距離在3.5m左右。

在仰拱以下掘進(jìn)中，如果存在較深的淤泥或者軟土，則要打設(shè)I18工字鋼進(jìn)行豎向支撐，工字鋼要一直打至巖面，并且深入一定程度。并且在工字鋼之間通過焊接鋼筋將其連接為一個整體，均勻受力，之后填埋3m以上的混凝土進(jìn)行加固。

做好地表安全防護(hù)工作，對地表基坑周圍做圍護(hù)，爆破時做好相關(guān)防護(hù)與協(xié)調(diào)工作，在掌子面施工中進(jìn)行完善的地質(zhì)勘探，通過超前地質(zhì)掃描等方法判斷掌子面前方地質(zhì)情況，根據(jù)地質(zhì)結(jié)構(gòu)特點進(jìn)行大拱腳臨時支撐系統(tǒng)的細(xì)節(jié)化優(yōu)化設(shè)計，如完善傳力系統(tǒng)、完善加固系統(tǒng)等等。

3 施工工序

首先，進(jìn)行拱部超前支護(hù)施工并且挖掘1部，利用鋼架作為超前支護(hù)的框架，初噴4cm厚混凝土，鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)，并且用I18工字鋼當(dāng)做臨時支撐架設(shè)大拱腳鋼架，依照設(shè)計要求設(shè)置鎖腳錨桿、定位錨桿，架設(shè)完成后再噴混凝土至設(shè)計厚度。

1部挖掘施工完成后，滯后一段距離進(jìn)行2部挖掘施工，同1部支護(hù)施工相同，初噴4cm厚混凝土，鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)，鏈接鋼筋網(wǎng)組成封閉環(huán)后復(fù)噴混凝土。

初期支護(hù)工作完成后進(jìn)行相關(guān)檢驗，確定支護(hù)收斂后進(jìn)行橫撐拆除，拆除橫撐中應(yīng)當(dāng)注意要確定初期支護(hù)已經(jīng)達(dá)到拆除要求，切忌提前拆除。拆除完成后進(jìn)行仰拱混凝土澆筑，澆筑混凝土要提前進(jìn)行檢驗，確認(rèn)合格后并且在完成仰拱剛鋼筋結(jié)構(gòu)檢查后再進(jìn)行澆筑。依照施工設(shè)計方案，將仰拱混凝土澆筑至設(shè)計高程，并且做好相關(guān)防護(hù)工作。

4 施工注意事項

4.1 地質(zhì)勘查

大拱腳臨時支撐在軌道交通暗挖隧道軟弱地段施工中的應(yīng)用時，應(yīng)當(dāng)首先做好相關(guān)地質(zhì)勘查工作，如超前地質(zhì)掃描、物探、地質(zhì)分析等等，確定隧道軟弱地段的地質(zhì)成分、范圍、結(jié)構(gòu)特點等等。針對不同地質(zhì)特點和工程特點的大拱腳臨時支撐施工是不同的，因而做好地質(zhì)勘查工作便是施工方案制定的基礎(chǔ)依據(jù)，如果施工段的地質(zhì)條件較為復(fù)雜，還要勘探其水文、天氣等影響因素[2]。利用物探方法確定軟弱地段的地質(zhì)成分，這一點對于設(shè)計大拱腳臨時支撐方案有著重要影響，針對不同的地質(zhì)成分進(jìn)行相應(yīng)設(shè)計改良，在施工中采用一些相關(guān)加固手段。通過勘查隧道中的軟弱地段長度范圍，設(shè)置相關(guān)長度的大拱腳臨時支撐范圍，如果軟弱地段過長，則要采取一些特殊技術(shù)處理措施。

4.2 安全防護(hù)工作

在大拱腳臨時支撐施工中，由于隧道軟弱地段的地質(zhì)結(jié)構(gòu)和地質(zhì)成分組成一般較為復(fù)雜，可能在施工中發(fā)生突泥、坍塌等事故，因而做好安全防護(hù)工作便是重中之重。針對工程施工特點進(jìn)行相關(guān)防護(hù)工作，如果在一些工程施工中，軟弱地段安全隱患較高，應(yīng)當(dāng)采取一些特殊的防護(hù)措施，大拱腳臨時支撐分段進(jìn)行，在保證前一段支撐牢固后再進(jìn)行下一階段的施工。在進(jìn)行復(fù)合式襯砌段施工時，應(yīng)當(dāng)及時進(jìn)行安全參數(shù)測量，依照設(shè)計要求對監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行分析，根據(jù)分析結(jié)果確定第二次襯砌的支護(hù)參數(shù)。如果在支撐時，由于軟弱地段結(jié)構(gòu)特點造成的壓力較大，可以采取多重加固的方式，在密接鋪設(shè)鋼板的接觸上，再次進(jìn)行加固和鋼板鋪設(shè)，做好大拱腳臨時支撐的加固防護(hù)工作。同時，在施工中要對施工人員進(jìn)行嚴(yán)格要求，嚴(yán)格遵守施工操作規(guī)范，并且進(jìn)行實時檢查，如果發(fā)現(xiàn)存在施工安全隱患要及時進(jìn)行指正。施工過程中，做好監(jiān)測和相關(guān)數(shù)據(jù)記錄工作，在施工結(jié)束后將記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行總結(jié)分析，形成施工經(jīng)驗，以指導(dǎo)下一步工序的施工。

5 結(jié)束語

在軌道交通暗挖隧道施工中可能存在軟弱地段，對于軟弱地段的支持防護(hù)工作是重點施工內(nèi)容，大拱腳臨時支撐作為一種十分成熟的支撐技術(shù)也在隧道軟弱地段支撐中被廣泛的應(yīng)用。貴陽軌道交通1號線施工10標(biāo)大關(guān)到貴陽北站暗挖區(qū)間隧道中存在110m長度的軟弱破碎地段，該地段的施工措施便是應(yīng)用了大拱腳臨時支撐，于2013年12月施工完畢，通過監(jiān)控量測初支未發(fā)現(xiàn)沉降及變形，實施效果較好，順利穿越了該段軟弱斷層破碎帶的施工，確保了施工安全。在實施過程中，做好相關(guān)加強(qiáng)支護(hù)處理是重點施工工作，同時針對工程施工的不同特點，制定相應(yīng)施工方案，嚴(yán)格做好施工監(jiān)測和安全防護(hù)工作非常重要。

參考文獻(xiàn)

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