隧道臺(tái)階法開(kāi)挖應(yīng)注意問(wèn)題研究

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1、隧道臺(tái)階法開(kāi)挖應(yīng)注意問(wèn)題研究　　摘要：本工程隧道臺(tái)階法開(kāi)挖實(shí)踐提供了很多借鑒之處。本文就雙碑隧道的工程概況出發(fā)，敘述了該工程一些在施工過(guò)程中抑制圍巖變形，保護(hù)地面上下建筑的一些措施。由此，對(duì)隧道臺(tái)階法開(kāi)挖應(yīng)注意的一些問(wèn)題給予了分析并提出了一些對(duì)策。關(guān)鍵詞：臺(tái)階法；隧道；開(kāi)挖；變形；分析中圖分類(lèi)號(hào)：U45文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：在隧道及地下工程的施工中，常常會(huì)用到臺(tái)階法。臺(tái)階法施工需要多步開(kāi)挖、多次爆破，在作業(yè)中上部臺(tái)階的鉆眼作業(yè)和下部臺(tái)階的出碴，可以平行進(jìn)行，不僅可以適應(yīng)穩(wěn)定性較差的巖層環(huán)境，還可以降低人工作業(yè)強(qiáng)度，提高工作效率。但是，在施工

2、中反復(fù)發(fā)生應(yīng)力再分配對(duì)圍巖造成的擾動(dòng)破壞，如此，在每步開(kāi)挖的過(guò)程中，隧道周邊變形都在發(fā)生著，并最終凸顯，給工程的進(jìn)行造成危害，嚴(yán)重的還可以引發(fā)嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害。工程安全問(wèn)題不容忽視，有必要探討一下臺(tái)階法在隧道開(kāi)挖應(yīng)用中需要注意的問(wèn)題。在此，我們以重慶市雙碑隧道工程為參照，借鑒其中的施工經(jīng)驗(yàn)。一、工程概況6雙碑隧道全長(zhǎng)4.373km，線路隧道工程設(shè)計(jì)為分離式雙洞單向三車(chē)道。該工程由于所處地段復(fù)雜，給施工帶來(lái)了諸多不便。該隧道工程具有淺埋、超大斷面、地面建筑林立、環(huán)境要求高、施工難度較大、對(duì)施工技術(shù)要求高等特點(diǎn)。為開(kāi)挖該條隧道，運(yùn)用了大量的先進(jìn)技術(shù)

3、，既提高了施工效率，也較好地保障了工程質(zhì)量，在工程后期沒(méi)有出現(xiàn)沉降現(xiàn)象，使臨近的建筑物也得到了有效的保護(hù)。1.1雙碑工程難點(diǎn)雙碑隧道所處區(qū)域巖層走向平緩，地下巖質(zhì)堅(jiān)硬，整體性好，局部見(jiàn)砂質(zhì)粘土，地下可見(jiàn)少量滯水。隧道地面沿線建筑物多，并且以住宅建筑為主，距離雙碑隧道開(kāi)挖邊界凈距少于15m，地面最低處距離隧道開(kāi)挖頂面只有19米，對(duì)施工造成很大的干擾。1.2初期支護(hù)體系雙碑隧道工程地質(zhì)圍巖條件較好，方便進(jìn)行大斷面開(kāi)挖作業(yè)。但是，這種大斷面和淺埋的狀況，也給開(kāi)挖時(shí)圍巖的穩(wěn)定工作和降低施工對(duì)環(huán)境不利影響的要求造成了挑戰(zhàn)。為此，雙碑工程在初期的支護(hù)體系

4、中采用了網(wǎng)格柵支撐結(jié)構(gòu)，這種支撐結(jié)構(gòu)對(duì)圍巖的穩(wěn)定性較強(qiáng)，而且能夠方便快速施工。除此之外，還對(duì)隧道側(cè)壁的導(dǎo)坑用型鋼進(jìn)行臨時(shí)支撐。1.3微震爆破技術(shù)與綜合減震6雙碑隧道周邊地表臨近有較多的建筑物，是人員密集區(qū)。在施工中，需要認(rèn)真考慮這些大型建筑和施工隧道之間的影響，嚴(yán)防坍塌現(xiàn)象，減少對(duì)民眾的日常工作造成的不必要影響。為此，雙碑隧道在施工中采用了微震防爆破技術(shù)。該技術(shù)爆破規(guī)模小，震動(dòng)強(qiáng)度低，開(kāi)挖成形質(zhì)量易于控制，且爆破效果容易滿足規(guī)范的要求。在雙碑隧道復(fù)雜的施工環(huán)境下，最為適宜。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，爆破振動(dòng)波速需要控制在1.5~2.0/s的范圍內(nèi)，這樣，

5、方便將爆破公害控制在安全規(guī)程要求之內(nèi)。施工中具體采用的是基于光面爆破技術(shù)基礎(chǔ)之上的微震爆破技術(shù)。在施工中，又采用了空孔減震技術(shù)，將之與松動(dòng)爆破技術(shù)靈活結(jié)合，并控制相鄰起爆時(shí)間，進(jìn)一步減小爆破產(chǎn)生的振動(dòng)，將雙碑爆破產(chǎn)生的爆破危害降到最低。1.4地下既有人防洞穴的開(kāi)挖技術(shù)（沒(méi)有人防洞穴）雙碑隧道的工程路線，需要經(jīng)過(guò)一個(gè)既有的人防洞穴群。洞穴的存在，對(duì)隧道工程的支護(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了很大的影響，也是地下隧道施工中經(jīng)常遇到的問(wèn)題。而雙碑隧道對(duì)于這種地下環(huán)境的巧妙處理，給以后的隧道施工作業(yè)提供了有益的借鑒。在開(kāi)挖之前，雙碑隧道工程即對(duì)人防洞進(jìn)行了處理。對(duì)于未能

6、與隧道洞室貫通的人防洞，用錨噴支護(hù)加固后做混凝土回填，使之與周邊圍巖一起形成一個(gè)支護(hù)結(jié)構(gòu)。對(duì)于與隧道洞室貫穿的人防舊洞，先勘測(cè)出人防洞與隧道的相交處并進(jìn)行錨噴支護(hù)，將人防洞內(nèi)的錨桿支護(hù)和隧道的初期支護(hù)體系聯(lián)結(jié)為一體后，找出隧道初期支護(hù)體系外的人防空洞部分，將之用混凝土進(jìn)行回填。二、施工中遇到的可借鑒問(wèn)題及分析61.隧道初期支護(hù)體系位移根據(jù)雙碑隧道布置的26個(gè)監(jiān)測(cè)斷面的實(shí)測(cè)結(jié)果顯示，隧道變形受到開(kāi)挖過(guò)程進(jìn)展的明顯影響。在各開(kāi)挖部中表現(xiàn)為，撐子面通過(guò)后10~20天左右，變形趨于穩(wěn)定；在下一開(kāi)挖部接近時(shí)，又產(chǎn)生明顯變化；直到期初支護(hù)體系形成后漸趨穩(wěn)

7、定。另外，根據(jù)實(shí)測(cè)結(jié)果來(lái)看，在隧道洞段發(fā)現(xiàn)了水平收斂和拱頂下沉的最大值，即高層建筑容易對(duì)隧道產(chǎn)生影響，可能導(dǎo)致變形問(wèn)題。2.地表沉降對(duì)隧道進(jìn)行開(kāi)挖，可能會(huì)造成地表的橫向沉降。雙碑隧道在開(kāi)挖過(guò)程中以隧道中軸線為準(zhǔn)，縱向每隔10m布置一排觀測(cè)點(diǎn)，以5m為測(cè)點(diǎn)間距，對(duì)地表的沉降情況進(jìn)行了監(jiān)測(cè)。最終測(cè)量出的地表沉降值為0，也就是說(shuō)雙碑隧道的開(kāi)挖并沒(méi)有引起地表及建筑物的沉降。3.圍巖變形的抑制在雙碑隧道的挖掘中，對(duì)格柵拱應(yīng)力選取個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量后顯示，格柵拱應(yīng)力基本呈現(xiàn)出一個(gè)對(duì)稱的分布，且所受應(yīng)力均比較小。格柵拱應(yīng)力隨開(kāi)挖部的展開(kāi)而呈現(xiàn)出變化。在二次襯砌的

8、完成后，應(yīng)力顯著減小，并漸趨穩(wěn)定。這說(shuō)明了二次襯砌可以對(duì)格柵拱上的圍巖壓力起到分壓的作用，從而對(duì)圍巖變形起到抑制作用。6同樣，在錨桿軸力監(jiān)測(cè)中，實(shí)測(cè)結(jié)果反映錨桿軸力