城市浅埋硬岩大断面隧道施工工法.docx

城市浅埋硬岩大断面隧道施工工法
工法编号：TLEJGF-03·04-35、GZSJGF07-03-08
中铁隧道集团三处唐果良刘建国邓青平
一、前言
随着我国城市建设事业的发展，地面空间已不能满足城市功能的需要，向地下拓展空间已成为城市建设的新方向。城区隧道与山岭隧道差别很大：一是位于市区，周边建筑较多，开挖爆破需要严格控制；二是城市地铁车站，商场的断面大，远大于铁路三线隧道。
《城市浅埋硬岩大断面隧道施工工法》是依据新奥法原理，采用双侧壁导洞预留核心岩柱的方法开挖，通过综合减震措施减小爆破开挖时的地震动，保护周边环境，使用全断面整体式钢模台车进行二次衬砌，同时采用综合监测手段对施工过程进行动态监控和实时处理的一个工程工法，它在重庆轻轨较新线一期工程临江门车站工程建设过程中形成。
二、工法特点
1、采用双侧壁导洞预留核心岩柱的方法开挖，二次衬砌紧跟核心岩柱上部开挖，控制二次衬砌面与核心开挖面的距离，从而减小变形，控制地表沉降，保证工程安全。
2、紧临建、构筑物的开挖爆破通过超前导洞先行、预留光爆层光面爆破、周边密排空眼减震、开挖面增打减震孔、非电不对称起爆网络等综合减震技术减小爆破震动效应，保护周边环境。
3、采用全断面整体式钢模台车进行二次衬砌，保证结构的整体性和防水效果，加快施工进度，从而保证工程质量，提高经济效益。
4、采用综合监测技术，实时反馈信息，动态修正施工方法和支护参数，确保工程安全。
三、适用范围
1、适用于新奥法指导施工的大断面、特大断面隧道及地下工程（即开挖宽度18m及以上，开挖高度12m以上）。
2、紧临既有建筑物需要采用控制爆破开挖，Ⅱ～Ⅲ级围岩的浅埋暗挖特大断面地下工程。
3、围岩较完整较厚层的软岩，中硬岩——硬岩。
四、工艺原理
1、采用双侧壁导洞预留核心岩柱的方法，将大跨减小，大断面隧道分割成几个小洞室分部施工，利用核心岩柱作为支撑，从而控制变形，保证安全。
2、以控制爆破理论和新奥法理论为基础，通过各种综合减震手段，减小爆破开挖时的地震动效应，同时减小开挖爆破对围岩的扰动，从而保护周边环境，提高围岩自稳能力，保证工程安全。
五、施工工艺
（一）施工工艺流程
施工工艺流程详见图1。
（二）开挖步序
开挖步序详见图2。

侧壁2部导洞开挖支护
临时支撑分段拆除同部开挖核心4部
侧壁3部导洞开挖支护
6部全断面衬砌施工
核心5部开挖
核心7部开挖
侧壁1部导洞开挖支护
仰拱8部开挖
仰拱9部开挖
仰拱及铺底砼施工
双侧壁错开步距同时施工
内部装修
竣工交验
施工准备
图1施工工艺流程图
地表、管线、建筑物、隧道变形、爆破振动、支护受力及衬砌受力监测

图2隧道开挖部序图
说明：1.临时中隔墙采用50mmC25喷射混凝土及长500mmφ22锚杆支护，以20b工字钢支撑加强，钢支撑每500mm一榀，临时锚杆采用普通药包锚杆。
2.图中阿拉伯数字表示开挖及施工二次衬砌部序，罗马数字表示初期支护及临时支护部序。
（三）说明
1、双侧壁上导洞1的开挖，施工该部初期支护（包括锚杆、喷射混凝土及格栅拱）Ⅰ、临时中隔墙及其支护Ⅰ、临时型钢支撑Ⅰ，左右两侧齐头应错开50米以上。
2、双壁中部导洞2的开挖，施工该部初期支护Ⅱ、临时中隔墙及其支护Ⅱ、临时型钢支撑Ⅱ，左右两侧开挖齐头错开2d（d为跨度）。
3、下部导洞3的开挖，施工该部初期支护Ⅲ，临时中隔墙及其支护Ⅲ。
4、施工3部边墙基础仰拱钢筋混凝土。
5、拆除临时中隔墙及其支护Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。
6、隧道拱部4的开挖，施工该部初期支护Ⅳ。
7、核心5部的开挖。
8、采用模板台车施工隧道拱墙全断面二次衬砌6（控制二次衬砌面与核心岩柱开挖面的距离）。
9、隧道核心土7部的开挖。
10、隧道仰拱8部开挖。
11、隧道9部仰拱钢筋混凝土及仰拱填充。
（四）施工方法及注意事项
1、施工准备
1.1熟悉设计图纸，调查收集工程环境、周边建、构筑物的基础资料。评估工程施工对周边环境、建筑物的影响及控制指标。
1.2分析工程重点、难点及风险，制订详细的施工方案和措施，针对关键工序如爆破开挖、二次衬砌砼浇灌编制作业指导书。设计制作全断面整体式衬砌台车。
1.3编制监测方案，在分析工程重点、难点及风险的基础上，针对性的选择关键部位、关键断面作为重点监测对象，根据工程风险及难度选择合适的监测项目、监测频率和监测密度。布置地表及周边建、构筑物的监测点，监测仪器。
1.4编制测量方案，布置测量桩点，引入测量导线并完成施工测量准备。
1.5准备施工队伍和设备，培训施工人员，组织所需设备、材料。
2、开挖爆破
2.1爆破方案设计原则
以地面建筑物基础底部（或地面）至爆源中心距离R为安全控制半径，借助于经验公式：Qm＝R3（Vkp/K）3/a，并以设计质点振动波速度