YJGF214隧道“零仰坡”开挖进洞施工工法.doc

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1、隧道“零仰坡”开挖进洞施工工法YJGF214-2006中铁十二局集团有限公司邢利军王法岭1.前言我国幅员辽阔，地质广博，在世界隧道工程领域中也堪称隧道大国，并正逐步向隧道强国的方向迈进。但是受隧道周边地形、地质、地貌、环境及气象等外部条件和隧道内部应力的影响，隧道洞口范围施工一直是隧道施工的难点，进洞方法直接影响整个隧道的施工进度和质量。近几年来，随着我国基础设施建设和环境保护的协调发展，隧道洞口的边仰坡和洞门区域减少植被破坏及绿化恢复越来越受工程各界的重视，在隧道洞口施工中正逐步杜绝深挖高填的做法，对

2、洞门形式注重、工程与自然环境和谐、景观建设与环境保护提出越来越高的要求。传统的隧道进洞方法一般是采用高刷坡、大拉槽的方式，在洞口范围内自上而下刷边仰坡，对其进行喷锚等措施防护，在保证洞口稳定和有一定覆盖层厚度的情况下采取开挖上弧导方式进洞。许多实践经验证明.这种传统的隧道进洞方法容易大面积破坏原山体自然平衡体系；造成边仰坡开挖面积和防护圬工量增大，还可能引发边仰坡坍塌等洞口工程病害。中铁十二局集团有限公司在兰青二线铁路11座隧道建设中采用“零仰坡”开挖进洞法组织进洞施工，有效地解决洞口工程病害，保护了隧

3、址区域自然环境，形成了隧道“零仰坡”开挖进洞施工工法。工法在确保隧道施工进洞安全和大幅减少运营期洞口地质治理以及环境保护方面效果明显，技术先进，有明显的经济和社会效益，并于2007年1月通过工法关键技术鉴定，达国内领先水平。2.工法特点2.1便于洞口开挖和洞身开挖工序转换，能尽快形成施工能力，有效缩短进洞时间。2.2先护后挖，开挖范围小，有利于洞口段的稳定，进洞安全有可靠的保证。2.3工程的防护和生态恢复工作量小，易形成“自然式”边坡，使隧道工程和大自然更加和谐。2.4为台车的加工和安装有效地提供时间和

4、场地，大幅度减少施工干扰。3.适用范围本工法适用于公路、铁路隧道进洞施工.尤其适用于洞口地质差、埋深浅，对自然景观和生态环境要求高的软质围岩隧道进洞施工。4.工艺原理“零仰坡”开挖进洞方法主要是指在不破坏山体边坡稳定的前提下，根据洞口处山体的地形地貌，确定最小刷坡线或尽量不刷坡(可统称零开挖)，利用护拱(在不开挖山坡脚土体的情况下，洞口范围两侧开槽，在槽内施作工字钢拱架并浇筑混凝土，作为临时衬砌支护)创造进洞条件来保证安全快速环保进洞施工的一种方法。“零仰坡”开挖进洞与传统的大刷坡进洞在洞口应力上有很大

5、的区别，与传统方法相比，纵向土压力大大减小，但同时洞口浅埋段增加了，对浅埋段的处理是此法成败的关键因素之一。该方法的洞口巩固采用分层、分段、自下而上、边防护边开挖的施工原则。以先墙后拱的顺序开挖和施工临时衬砌支护，仰拱容易及早形成和快速封闭，大大缩短了洞口段临时衬砌支护的成环周期，在临时衬砌支护闭合成环条件的防护下进洞施工。5.施工工艺流程及操作要点5.1工艺流程零仰坡开挖进洞施工工艺流程见图5.1。图5.1零仰坡开挖进洞施工工艺流程5.2施工要点5.2.1施工顺序“零仰坡”开挖法进洞施工示意图5.2.

6、l。图5.2.1“零仰坡”开挖进洞法施工示意图5.2.2测量放样根据隧道洞口的设计结构形式、洞口的地形标高和自然坡度详细计算出洞口最小开挖边仰坡边线的坐标和各桩中心坐标。利用隧道控制导线与以上计算坐标的相对关系，使用全站仪在地面上确定出边仰坡最小刷坡轮廓线，并以此控制洞口边仰坡的开挖，多数情况下，边仰坡开挖为修整清表和开挖小型平台等工作，可采用人工开挖，避免机械施工对洞口的挠动。在洞口开挖前按设计要求做好洞顶截水沟和地表防排水系统。5.2.3临时衬砌边墙拉槽施工中视地形、地貌、地质情况可采用拉槽或挖井的

7、形式开挖临时支护衬砌的两侧边墙部位。开挖过程中，尽量保留两边墙间的山体(核心土)不受破坏，以维持洞口山体稳定和下步采用台阶等方法进洞时利于形成开挖工作平台。边墙部位采用CAT挖机对称向山体推进拉(挖)槽，每边墙开挖宽度2～4m，对失稳的坑壁采用顶撑、挂网锚喷、护壁等适当的防护，对于石质边坡可采用风镐或挖机辅以预裂爆破分层开挖。基底埋置深度一般应不小于1m，若埋深不满足或地基承载力小于隧道设计仰拱底基承载力时，可采取加深基础、夯实换填、锚固和注浆等措施处理。5.2.4钢拱架架立按设计在现场制作并拼装钢拱架

8、，钢拱架应准确定位，确保钢架及支护临时衬砌(护拱钢架)混凝土不侵入隧道二衬限界，保证隧道二衬厚度满足设计要求。钢拱架架立过程中要避免钢架发生翘扭和偏斜，每两榀钢拱架架设完后，用环向间距为0-6～1.0m的φ22螺纹钢纵向焊于两榀钢拱架上以固定钢架，保证其稳定及整体受力，同时也可以辅以锁脚锚杆将钢拱架固定。钢拱架底部连接板要立于稳固的基础上或者置于混凝土(浆砌片石)垫层上。钢架可先立边墙部位，待边墙混凝土施工完毕终凝后架立拱部钢拱架，也可一次