庵源山隧道三台阶临时仰拱法开挖施工方案

新建合福铁路客运专线（闽赣段）HFMG-5标

庵源山隧道

三台阶临时仰拱法开挖施工方案

编制：

复核：

审核：

中铁一局京福铁路客专闽赣V标项目经理部

2010年11月

庵源山隧道三台阶临时仰拱法开挖施工方案

一．工程概况

庵源山隧道全长1673m，起讫里程DK590+835~ DK592+508。进口位于将口镇将口村，进口北接将口大桥，南侧终于童游街道新岭村贵口组接入茶窠仔1#大桥。隧道内设6处综合洞室，其中通信区直放站洞室1处，单侧洞室间距为500m，洞室沿隧道两侧交错布置。隧道出口 DK592+423.25~ DK592+508段为直线，其余段位于曲线上，隧道纵坡为下坡，坡度为6.615‰。

隧道进口DK590+835~ DK590+859段设计为帽檐斜切开孔式缓冲结构（L-24m），明暗交界里程为DK590+859，暗洞洞口段设计采用33m注浆长管棚进行超前支护。明洞边仰坡采用喷锚网防护。

二．编制范围

编制范围为：编制范围为：庵源山隧道DK590+859～DK590+892、DK590+892～DK590+953、DK591+080～DK591+110、DK591+110～DK591+215、DK591+720～DK591+805、DK592+250～

DK592+280段三台阶临时仰拱法开挖。

三、施工工艺原理及特点

1 工艺原理

铁路客运专线大断面隧道三台阶临时仰拱开挖法是将隧道断面分成上中下三个部分进行开挖的施工工法；要求及时施作各部临时仰拱；各部位的开挖与支护沿隧道纵向错开、平行推进的隧道施工方法。

2 工艺特点

⑴.施工空间较大，可进行机械化施工，可以多作业面平行施工，工效较高。

⑵.在地质条件发生变化时，便于及时、灵活地调整施工方法，转换施工工法。

⑶.适应不同跨度和多种断面形式，初期支护工序操作便捷。

⑷.在台阶法开挖的基础上，分上、中、下三部分错开开挖，有利于开挖工作面的稳定。

⑸.当围岩变形较大或突变时，在保证安全和满足净空要求的前提下，可尽快调整闭合时间。

四、施工方案

1 临时支护参数

临时钢架采用I18轻型工字钢，每榀钢架间距与主洞身钢架一致，且与洞身钢架以螺栓连接（接头处加设3mm厚橡胶垫片），洞身钢架架设后在相应位置焊接预埋钢板并预置螺栓，以便临时钢架连接，连接钢板接头处焊缝高度不小于6mm；相邻钢架采用Φ22钢筋连接，环向间距1.2m，斜向内侧布置，并与钢架内侧翼缘焊接；每台阶两侧拱脚锁脚钢管采用4根Φ50无缝钢管，壁厚3.5mm，L=5m；采用C25喷射混凝土，临时封底厚10cm，钢架与初喷混凝土间要求密切接触。

2 三台阶临时仰拱法施工工艺流程

三台阶临时仰拱法施工工艺流程图

3 施工方法

1 第一步

1) 开挖①部。

2) 施作①部导坑周边的初期支护。即先初喷厚4cm的混凝土,再铺设钢筋网片,然后人工配合机械架立型钢钢架。钢架设锁脚锚管，锁脚锚管设置于台阶钢架拱(墙)脚以上30cm高度处，紧贴钢架两侧边沿按下倾角30°打入，并于钢架牢固焊接。拱脚采用钢垫板（规格为280mm×280mm×16mm）。同时,为保证拱脚基础牢固,防止拱顶下沉量过大,对拱脚位置采用槽钢或木板支垫。

VI V IV

三台阶临时仰拱工法工序纵断面示意

边墙墙脚线

1

2

3

隧底填充

仰拱

系统径向锚杆

钢架

拱部超前支护

3) 打设径向锚杆后复喷混凝土到设计厚度。底部架立临时仰拱（I18临时钢架），喷射10cm 混凝土封闭。开挖过程中,根据施工时围岩的地质情况及监控量测资料调整支护结构形式,必要时加设中间竖撑（采用圆木）,使围岩支护得到有利的保护和加强。

2 第二步

1) 在滞后①部5～10m 距离后, 先拆除①部2～3榀I18临时钢架，再人工配合机械开挖②部。开挖进尺为2～3榀钢拱架间距。

2) 导坑周边部分初喷厚4cm 混凝土。

3) 铺设钢筋网片,架立型钢钢架，打设径向锚杆后复喷混凝土到设计厚度。 4) 架立临时仰拱（I18临时钢架）, 打设锁脚锚管，封闭临时仰拱。 3 第三步

1) 在滞后于②部5～10m 距离后，开挖③部，同时错开2m 开挖④部两侧边墙，以便施作钢架，每循环开挖进尺保持在2～3m 。开挖边墙时，在拱脚处向开挖轮廓线外开挖30×30×30cm 的扩大拱脚。扩大拱脚采用C30喷射混凝土。

2) 施作台阶周边的初期支护。 4 第四步

1）开挖④部其余仰拱部位，每次循环开挖进尺不大于3～4m 。

2）及时施作仰拱部位初期支护并封闭成环。封闭位置距离掌子面不得大于35m 。 5 第五步

1) 根据监控量测结果分析,待初期支护收敛后,拆除②部临时仰拱。 2) 浇筑Ⅳ部仰拱及Ⅴ部仰拱填充(仰拱与仰拱填充分开施作)。 6 第六步

利用衬砌模板台车一次性灌注Ⅵ部拱墙二次衬砌(拱墙衬砌一次施作)。 4 钢架安装要求

初喷混凝土施工完毕后进行钢支撑的架设，钢拱架在洞外加工，加工前在钢板板上放出钢拱架1：1大样图，或制作模具，然后根据大样或模具进行钢拱架的加工制作。初喷完成后及时安设钢拱架，永久支护采用I22a 型钢，临时支护采用I18工字钢，工字钢纵向间距60cm 。每榀钢拱架安装时，要测量人员准确定位，不偏、不斜，轮廓要符合设计要求，确保净空尺寸。

为保证钢架整体受力，设置纵向连接钢筋。连接筋为φ22钢筋焊接，环向间距1.0m 。 为减少钢支撑的沉降，永久支撑和临时支撑落地脚板安设25a 槽钢或采用100×30×10cm 的方木作为支撑，增大受力面积，减小下沉量。

为减少下部开挖时拱脚的下沉量，在永久支撑和临时支撑落地脚板以上30cm 部位增设注浆锁脚锚管，采用φ50×3.5mm ，长度5.0m 的小导管。