学文网摘要:针对长昆客专林家湾二号隧道下穿G6001高速公路段大断面穿越且围岩软弱、岩溶发育、围岩完整性差的复杂地质，简述了扩大拱脚台阶法的施工工艺、施工质量控制要求及公路路面沉降监测情况，总结了扩大拱脚台阶法在下穿高速隧道中取得的成功经验和良好的实践效果。
关键词：高速铁路；扩大拱脚台阶法； 下穿高速；施工技术
中***分类号：U238 文献标识码：A
1 工程概况
新建长沙至昆明铁路客专引入贵阳枢纽工程位于贵州省贵阳市境内，线路全长36.389km，林家湾二号隧道位于贵阳东～清镇东区间，双线隧道，左右线间距为4.8m，设计为11‰的单面上坡，全隧位于半径R=5000m的右偏曲线上。隧道起止里程为D3K719+844～D3K720+360，全长为516m，最大埋深约57m。
隧道D3K720+195～D3K720+250段下穿贵阳G60绕城高速公路K59+370至K59+390段，隧道拱顶高程1273.848m，贵阳G60绕城高速公路路面高程1288.89m，隧道拱顶至贵阳绕城高速公路路面高差为15.04 m。隧道与贵阳G6001绕城高速公路夹角56°。
隧道下穿绕城高速段地质由上至下为碎石土（厚度2.5m～5m），灰岩（厚度8.7m～12.4m，中～厚层状，节理裂隙发育，裂隙碳质充填，属弱风化带），白云岩（中～厚层状，节理裂隙发育，岩芯呈沙砾状），不良地质为岩溶。
2施工方法比选
下穿段围岩设计为V级，采用交叉中隔壁法（CRD法）进行施工，掘进施工前采用50根长10m的φ75中管棚进行超前支护，管棚环向间距0.4m/根，在此基础上，在管棚间加设φ42超前小导管及全环工22a型钢钢架加强支护，Vc型加强复合式衬砌紧跟，要求通过优化施工组织，加强支护参数保证安全的情况下不封闭高速公路路面通过下穿段。
交叉中隔壁法（CRD法）适合于软弱围岩的隧道施工，通过刚性分隔壁使大断面隧道改为小断面隧道，分部施工，使得每个开挖部早封闭成环，有利于控制围岩变形，起到稳定掌子面，保证隧道施工安全的作用。但是交叉中隔壁法（CRD法）由于刚性分隔壁的存在，导致施工空间不足，不能使用大型机械设备，无法机械化快速施工，施工进度较慢，施工成本高；再则因刚性分隔壁最终必须拆除，如拆除的时机或一次拆除长度控制不好，导致围岩应力发生变化，会造成一定的风险。
扩大拱脚台阶法相对于交叉中隔壁法（CRD法）或中隔壁法(CD法)较简单，左右前后错台开挖，多个作业面可以平行作业，减少了工序之间的相互干扰，便于现场大型机械施工，能加快施工速度，且没有需拆除的临时支护措施，在地质结构复杂多变、软硬围岩变化或其他条件发生变化时，扩大拱脚台阶法可以较为迅速地转换为CRD法或CD法进行施工。
下穿段施工前正处于2013年春运前，为避免对春运的影响，根据本隧实际情况，在熟练运用三台阶七步开挖工法的基础上，充分发挥大型机械快速施工的优势，达到快速安全通过的目的，经综合比选并经专家论证，本隧道下穿段采用扩大拱脚台阶法进行施工。
3 下穿段施工技术
3.1 扩大拱脚台阶法
扩大拱脚台阶法是指在隧道施工过程中将作业面分为6个开挖面，以前后6个不同的位置相互错开开挖，并在拱墙中部适当位置进行扩挖，扩大钢架单元拱脚基础及采取在钢架单元外侧焊接斜撑，扩大上部钢架拱脚及垫板增大地基承载力，然后分部进行支护形成支护整体。施工中每循环进尺应控制在0.6米左右，尽量缩短台阶长度，确保初期支护及早成环，仰拱和衬砌及时跟进，及时形成稳定的支护体系。
3.2 大拱脚台阶法开挖施工
工序施工见***一、***二。
第1步：根据设计，对地表D3K720+096 - +210采用Φ50袖阀管注浆，并在洞内D3K719+200处施做Φ75中管棚，形成超前支护。
第2步，利用上一循环的超前支护防护下，弱爆破开挖①部，然后施作①部周边的初期支护：初喷混凝土，铺设钢筋网，架立钢架（设锁脚锚管或锚杆），钻设径向锚杆，复喷混凝土至设计厚度。
第3步：弱爆破按大拱脚形式开挖②-1部，施作②-1部周边的初期支护：初喷混凝土，铺设钢筋网，架立钢架（设锁脚锚管或锚杆），钻设径向锚杆，复喷混凝土至设计厚度。
第4步，同②-1部施工工序，开挖及支护②-2部.
第5步，弱爆破开挖③-1部，施作③-1部周边的初期支护：初喷混凝土，铺设钢筋网，架立钢架（设锁脚锚管或锚杆），钻设径向锚杆，复喷混凝土至设计厚度。
第6步，同③-1部施工工序，开挖及支护③-2部.
第7步，弱爆破开挖④部，施作④部仰拱初期支护：初喷混凝土，架立钢架，复喷混凝土至设计厚度。
第8步，浇筑仰拱混凝土与边墙混凝土，待仰拱混凝土初凝后，浇筑仰拱填充至设计高度。
3.3 监控量测
3.3.1隧道内监控量测
隧道施工中监控量测的重要目的就是对初期支护实施动态管理，通过了解围岩的受力变形状态，判断隧道围岩和初期支护是否稳定和安全，及时进行信息反馈及预测预报，为施工二衬提供合理施作时间和为优化支护参数提供依据，指导现场施工。监控量测采用五点法，每个断面设置2条净空变化基线，1个拱顶下沉测点，监测断面间距Ⅴ级围岩为5 m，所有初读数据须在开挖后12h内测读，量测频次严格按照《铁路隧道监控量测技术规程》(BG10121—2007)的要求执行，根据量测结果及时调整预留变形量，确保初支不侵入二次衬砌范围。
3.3.2 公路路面沉降监测
1）下穿施工前，应确定隧道中线左右各20m范围内的地面高程和坐标的初始值，并对既有公路路面、边坡进行全面的现状调查、拍照、取证，并做好记录。
2）观测点设置，除隧道中线与左右侧第一排横向地表观测点距离为2m，隧道中线左右侧第二排横向地表观测点与其同侧的第一、二排距离各为4m，其余地表观测点位5m*5m网状分布。
3）监测点建立后，应对各监测点进行闭合测量。
4）施工时，路面变形观测点每天观测1-2次，爆破开挖前后通知监测组增加观测次数。当观测值出现畸变、突变，应增大观测范围，加大观测频次，做好监测记录，并对记录数据作正确的分析处理。
5）根据监测结果，调整隧道爆破、支护等施工参数，以保证地表建筑物及隧道施工安全。
3．4 扩大拱脚台阶法质量控制要点
1、扩大拱脚台阶法施工应做好工序衔接，工序安排应紧凑，严格控制开挖长度，合理确定循环进尺，每次应严格按0.6m循环开挖，开挖后立即初喷5cm厚的混凝土，以减少围岩暴露时间，避免因长时间暴露引起围岩失稳。
2、隧道垂直方向的变形控制主要依靠两侧拱脚，拱脚的稳定程度很关键。在上部钢架增加大拱脚为了增大拱脚的承载能力，可在开挖阶时发挥大拱脚支撑拱部结构的重要作用，同时在钢架拱脚底部紧贴钢架两侧边向拱脚的斜下方打设锁脚锚杆，锁脚锚杆与钢架牢固焊接确保钢架基础稳定，防止开挖阶时拱部下沉变形。
3、扩大拱脚台阶法施工应严格按设计要求控制好超前锚杆支护外插角，施作外插角控制在10°～12°，保证隧道开挖在超前支护的保护下安全施工。
4、隧道周边部位预留20—30cm坚持人工开挖为主，机械开挖为辅。根据围岩情况局部如需爆破时，必须坚持弱爆破，减少对围岩的扰动。同时做好监控量测，确保围岩稳定和施工安全。
5、钢架应严格按设计及规范要求加工制作和架设，上下断面初期支护钢架连接应平顺，螺栓连接牢固，拱脚应与连接板及锁脚锚杆焊接牢固，以增强拱脚承载力，减少拱架净空位移。
4 结语
林家湾二号隧道下穿高速段采用扩大拱脚台阶法施工，仅花60天就安全、快速通过下穿段，从而证明了此方法操作简便，可控性强，作业速度快，效果良好，对同类施工具有一定的借鉴作用。
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