【建筑工程管理】大断面黄土隧道三台阶七步法施工工艺

5.1．具体施工步骤如下： 上台阶开挖支护

（1）在拱部1200范围打设ф42超前小导管，相关施工参数：壁厚3.5 mm，L=3.5 m，环向间距@=40cm，外插角50～100，搭接长度≥1.5 m。 （2）采用三台阶七步开挖法，利用挖掘机开挖上台阶，每循环开挖长度控制在0.8～1.0 m，即1榀钢架的距离，开挖后人工修边，及时喷射4 cm厚混凝土，封闭作业面。

（3）初喷后打设系统锚杆和挂设钢筋网片。系统锚杆采用Φ22药包锚杆，长度为2.5 m，间距为l m x 1 m梅花形布置。钢筋网片采用由Φ8钢筋，网格间距为20 cm×20 cm。

（4）架设I20a型钢钢架，上台阶分3节安装，环向为钢板螺栓连接，纵向采用蝉2钢管连接，环向间距为1.0 m，超前小导管尾端焊接在钢架上。 （5）钢架安装完毕后立即施做锁脚锚管，锁脚锚管采用Φ42钢管，长度为4.0 m，每处设置2根。

（6）在钢架、锚杆和钢筋网施做完成后及时复喷C25混凝土至设计厚度，完成上台阶的施工，形成承载拱。 中台阶左侧和下台阶右侧边墙开挖支护

（1）待上台阶超前中台阶3—5 m后，交错开挖中台阶左侧和下台阶右侧边墙，每次开挖控制在1～2榀，使左右两侧暴露的初期支护不同时处于悬空状态。由于中台阶开挖高度约4.5 m，应分上下两次开挖，便于人工修边和对上台阶初期支护底部修凿。其间挖机开挖下台阶。待中台阶上部修边和对上台阶初期支护底部修凿结束后继续开挖中台阶下部。

（2）待中台阶下部修边结束后及时喷射4 cm厚混凝土，封闭作业面。 （3）初喷后打设系统锚杆和挂设钢筋网片。系统锚杆采用Φ22砂浆锚杆，长度为3.5m，间距为l mxl m梅花形布置。钢筋网片同上台阶。 （4）及时安装拱架，复喷混凝土。中台阶长度控制在3～4 m左右。 中台阶右侧和下台阶左侧边墙开挖支护。方法同上。 开挖中部预留核心土。 仰拱开挖支护。

待下台阶开挖长度达到25 m时进行仰拱开挖。仰拱分两次开挖，每次开挖长度为3m，紧跟施做仰拱初期支护，循环上步，及时浇筑6m长仰拱混凝土，随后搭设仰拱栈桥，继续前方掌子面开挖。 5.2施工注意事项：

（1）、为保证钢架置于稳固的地基上，施工中应在钢架基脚部位预留足够的坚实地基，架立钢架时挖槽就位。

（2）、钢架平面应垂直于隧道中线，其倾斜度不大于2°钢架的任何部位偏离铅垂面不应大于5cm。

（3）、为增强钢架的整体稳定性，应将钢架与纵向连接筋、结构锚杆、定位系筋和锁脚锚杆焊接牢固。

（4）、钢架连接接头要连接牢固。拱脚部位易发生塑性剪切破坏、故该部 位接头除栓接外，还应四面帮焊，确保接头的刚度和强度。

（5）、当钢架和初喷层间存在较大间隙时要设骑马或楔形垫块顶紧围岩；钢架与围岩的间距不应大于5cm。

施作混凝土仰拱使初期支护闭合成环 短台阶七步平行流水作业施工流程图

6.施工要点

（1）、浅埋段和含水量较大地段设置超前小导管，根据开挖情况可减小环向设置间距直到消除拱部开挖掉块现象为止。深埋和地质情况较好地段开挖无掉块现象可不设。

（2）、 开挖时严格控制超欠挖，机械开挖时预留30 cm由人工开挖，减少对围岩的扰动，并保证岩面圆顺，及时初喷4 cm混凝士以封闭暴露围岩，增强岩体的整体性，为初期支护的后续工作争取安全时间。

（3）、 严格控制钢架的加工质量，减少安装拼接的时间，且易保证安装质量，其线形圆顺能避免应力集中，此外，确保钢架间连接牢固，必要时可加焊钢筋。 （4）、锁脚锚管是保证初期支护安全的重要措施，通过试验和量测表明，在拱脚和墙脚位置初期支护受到较大竖直压力和侧向压力，此处的锁脚锚管保证了工字钢在受到侧向力时不发生向洞内的位移变形，同时可以起到抑制拱架整体下沉的作用，从而保证初支结构在施工过程中受力稳定。根据实际变形情况，除认真施

做锁脚锚管保证质量外，在每分节处可增设2根锚管，即由原设计的2根增为4根，同时保证锁脚锚管与钢架的焊接质量。

（5）、 扩大拱墙脚是减少拱顶下沉量的有效措施，扩大拱墙脚增大承压面积，既有利于施工过程中竖向压力的传递，也有利于该节点横向受力的稳定。实际施工中上台阶拱脚宽度由设计的80 em扩大为100 cm，下台阶墙脚由设计的50 cm扩大为80 cm，另外增设中台阶扩大拱脚，宽度为80 cm。

（6）、 在拱墙脚下垫设槽钢或混凝土垫块，以增大地基承载力，减小初期支护闭合前的整体下沉量。

（7）、 加密初期支护钢架的纵向连接钢管，提高钢架间的整体受力能力，一般可将设计的环向间距从1.0 m调整为0.8m。

（8）、 喷锚时应注意钢架背后与围岩应喷实密贴，若不密贴可采用同级混凝土垫块填塞密实或采用注浆，以保证初期支护钢架背后无空洞，以利于钢架和围岩形成联合支护体共同受力。

（9）、 仰拱紧跟是确保初期支护安全的根本措施，仰拱及填充混凝土要及时浇筑，与掌子面间的距离不得大于规定的安全距离，一般距离控制在30 m以内，尽早封闭成环，以利于形成完整的初期受力体系。及时跟进二衬的施工，以利于尽早形成完整的隧道受力结构，一般距离控制在距掌子面60 m以内，特殊地段单独考虑。

（10）、 适当预留开挖变形量，施工前期可采用15 cm的预留量，根据工艺及措施的优化，通过监控量测及时进行调整。

（11）、 合理控制步长，上台阶步长控制在3～5m，中台阶步长控制在3～4 m，上台阶每次开挖1榀钢架的距离，中下台阶根据地质情况可一次开挖1～2榀钢