隧道工装及工艺总结

抓工装隧道施工现场变工厂

谋创新项目管理标准成常态

1.前言

湖武项目2016年8月23日跑步进场，施工中，始终以集团公司张总经理动员会上提出的“两项目标”、一公司陈总经理提出的“两个里程碑”为使命，结合项目隧道为主的特点，严格落实铁总工管【2016】233号文精神，一手抓工装保工艺、工艺保质量，一手抓工装增工效、工效促进度，努力开启“隧道施工现场变工厂”、“项目管理标准成常态”模式。

2.工程概况

略

3.隧道施工五条流水线及工装应用

3.1.开挖初支作业流水线

3.1.1.开挖工法

在严格执行设计工法的基础上，针对黄土隧道特点，项目重点从四方面进行努力。

第一是：本项目位于黄土沟壑梁峁区，反复穿越冲沟、沟壑地段，浅埋众多。因此，通过变形监测分析，总结变形、沉降与埋深的关系与规律，以指导现场，具有重要的意义。

①表沉降与埋深的关系：根据收集调查得到的数据，将埋深与施工地表沉降如图所示。埋深小于35m时，地表沉降数据较为离散，埋深大于35m时地表沉降随埋深逐渐趋于稳定，埋深大于75m后地表沉降随埋深逐渐减小。

②顶沉降与埋深的关系：拱顶沉降与埋深的关系极为离散，反应拱顶沉降与埋深、支护参数和施工方法息息相关。

③拱脚下沉与埋深的关系：拱脚沉降与埋深的关系：在埋深小于35m时数据离散，埋深大于35m时，拱脚下沉随埋深的增加而增大。反应出随着埋深增大，黄土隧道拱脚稳定问题更需加强控制，故采用拱脚预留60cm人工开挖的方式。

④拱脚收敛与埋深的关系：拱脚收敛与埋深的关系数据较为离散，反应处拱脚收敛与埋深、支护参数和施工方法均息息相关。拱

脚收敛随着隧道埋深增大而增大，也反应出黄土隧道拱脚地层较软弱，随埋深增大拱脚稳定问题更需加强解决。

第二是：总结变形与施工工序间的关系。

①表沉降与开挖工序的关系：根据变形观测资料显示，隧道开挖工序与地表沉降变形有直接关系，在三台阶法开挖中，隧道地表沉降在上台阶掌子面施工后1~3天变化较大，约4~5mm/d，之后变化减少，但仍以1~2mm/d的速度下沉，中台阶开挖最大沉降数率4mm/d，最大沉降量12mm，下台阶开挖最大3mm/d，最大沉降量10mm，仰拱开挖最大沉降数率3mm/d，最大沉降量9mm，仰拱完成后趋于稳定。

②拱顶下沉与开挖工序的关系：根据隧道拱顶监控量测数据表明，在掌子面开挖完成后的2~3天时间内，下沉比较显著，平均4.5mm/d；之后沉降逐渐减少，但仍有下沉趋势，下导坑开挖最大沉降数量5mm/d，平均下沉数率2mm/d，最大下沉20mm，平均下沉15mm，仰拱开挖最大沉降数率6mm/d，平均沉降数量3mm/d，最大沉降量25mm，平均沉降量12mm。在仰拱施工完成后基本趋于稳定。

③收敛变形与开挖工序的关系：根据隧道监控量测数据表明洞内收敛在开挖初期3~4天较为明显，平均2~3mm/d，随后每天的变化基本上在1mm左右，以1mm以下的居多。与开挖面的远近、是否下雨无多大关系，基本在15~20天时间范围内趋于稳定。收敛值基本在

5mm以内，这与黄土的直立性能好有直接的关系。

根据上述变形情况，总结黄土隧道的变形特征有：

①隧道变形释放速度快、破坏性突然。

黄土隧道垂直节理发育，竖向软弱面多，软弱面间黏聚力小，在开挖扰动形成临空面后，掌子面塌落，具有围岩变形快、破坏突然的特征。

②隧道拱脚稳定性问题突出。

黄土围岩强度低，拱脚一般沉降和收敛变形大，在含水量大于20%后易发生屈服形成塑性区，造成拱脚失稳导致隧道失稳。

③隧道变形量大、变形时间长。

黄土隧道变形一般大于10cm，也有超过60cm的，变形时间在开挖初期3~4天内明显，持续时间一般在15~25天。因此，雨季对黄土隧道的沉降影响较大。

第三是：根据黄土隧道变形特点，为确保快速开挖，确保开挖成洞质量，项目采用激光导向，“一主三辅”开挖方案，即：挖机主挖，鹰嘴辅助、铣挖头修边、人工掏脚。

第四是：理顺掌子面各工序间关系，找工序生产要素配置、工序作业时间与工序组织间的最佳结合点，实现工序间干扰降低到最小、工序交接时间归零的目标。

3.1.2.钢构件加工安装

根据施工计划计算月度生产任务、道路运输条件等因素，项目共设3个集中钢构加工厂，主要配置设备有：小导管冲孔机、尖头加工机、焊网机、“8字节”生产线、等离子切割机、液压联合冲剪机、数控冷弯机等自动化设备，同时做到“两平台”、“五装置”、“三管理”，提高成品加工质量和施工效率。

两平台：即钢架加工平台和钢架试拼平台。

在钢架加工平台可实现钢架“弯、切、焊”生产工序一气呵成，

减少了“吊、挪、换”环节，降低了劳动强度；通过平台应用，能保证钢架平稳流水生产，提升了钢架加工质量。

钢架试拼平台用于检验成品质量，发现累计误差值，利于工艺改进。

五装置：“五装置”即连接板群孔定位装置、连接板与钢架对中装置、钢架定位卡尺、连接板保护罩、锁脚锚杆定位装置。通过“五装置”的使用，提高了钢架加工精度，确保了现场安装质量。

通过连接板群孔定位装置，实现了单孔机打群孔的功能，提升了钢板螺栓孔的加工定位精度。

连接板与钢架对中装置是钢板面与钢架端头面的一个连接过渡装置，起连接纽带作用，实现了两面中心重合的功能，保证了每榀钢

架中的节段单元加工质量。

固定对中装置固定连接钢边

锁脚锚管定位装置是一公司的发明专利，可确保锚管角度，具有导向功能。通过端头固定，防止钻设过程中跑偏、歪斜，降低了人工作业难度。通过调节前后钢板间的上下间的距离，实现锚管的角度控制，上下错开距离大于钢架尺寸即可实现角度大于45°。

“三管理”即逐榀二维码可追溯管理、按环打包定量供应管理、优化核算管理。逐榀二维码可追溯管理实现了半成品验收信息化管理，可详细追溯相关信息。按环打包定量供应管理是同环钢架打一个包，现场可直接使用。优化核算管理提高了现场半成品盘点效率、准确度。

3.1.3．初支质量检测

根据《高速铁路隧道工程施工验收质量标准》（TB 10753-2010）