1、工程概况
京福铁路闽赣段九台山隧道位于福建省建阳市，隧道起始里程为DK605+283～DK607+736，全长2453m，设计为单洞双线隧道。隧道采用进出口双向掘进，隧道出口位于建阳市溪口村卢岭组，明暗交界里程为DK607+675，隧道出口DK607+675～+380段位于剥蚀低山区，地形起伏较大两侧为冲沟，植被发育，埋深为5～30m左右，该段地形属于浅埋偏压，围岩均为V级，最大开挖断面154.2�。明暗交界里程处，隧道中线位于山脊中间偏右，线路右侧覆盖层极薄，仅为3.5m，左侧为一山谷冲沟。该段地层主要为粉质粘土，红褐色，硬塑；下伏基岩为γ52-3花岗岩，全风化，呈砂土状，局部夹有强风化碎块，灰白色，节理裂隙极发育，岩体破碎呈碎块状。地下水主要为孔隙水，中等富水，受地表水下渗影响，全风化遇水易软化、坍塌。
2、九台山隧道出口浅埋偏压软弱围岩段的特点和施工难点
2.1洞口严重浅埋偏压，两侧为冲沟，且线路右侧覆盖层极薄。
2.2隧道地形地貌条件较为复杂，植被丰富，受地表水下渗影响大。
2.3围岩为全风化花岗岩，呈砂土状，松散、破碎。
2.4隧道位于南方低山丘陵地区，雨季时间长，施工风险高。
2.5开挖断面大，沉降变形控制难度大。
3、方案选择
3.1原设计支护参数
九台山隧道出口DK607+675～+380段原设计为六步CD法施工，每侧分步钢架接头位置打设两根φ50壁厚3.5mm长5m的锁脚钢管，洞口设60m超前φ108长管棚进洞；洞身超前支护设φ89洞身管棚套打φ42单层小导管；初支全环设型钢钢架，间距0.6m，其中DK607+675～+570段采用HW175型钢钢架，DK607+570～+380采用I22a型钢钢架；拱墙设网格为20×20cm的φ6钢筋网片；拱部圆心上140°范围设φ25中空注浆锚杆，间距1.5×1.5m，单根长4m，梅花形布置；边墙设φ22砂浆锚杆，间距1.2×1.2m，单根长4m；喷射砼拱部为C30，仰拱为C25，厚度均为28cm；衬砌为C35钢筋砼，主筋φ22，分布筋φ14，架立筋φ8；仰拱填充为C20砼。
隧道出口DK607+675～+628段在施作洞口长管棚后，采用六步CD法进洞，机械开挖人工修边，局部硬岩弱爆破。开挖过程中隧道各分步各开挖面沉降较小，但因工作面空间狭窄，掘进速度缓慢，两个月进度仅为43m，各步设临时钢架、砼隔壁，工序之间转换时间较长。隧道洞身围岩为全风化花岗岩，呈砂土状，扰动后易变形沉降。受围岩及地形情况影响，在拆除临时支护时对隧道扰动极大，最大沉降达到5mm/d，且仰拱封闭和衬砌施工循环时间均极大的加长，加之南方雨季持续时间较长，该段地下水丰富，再受地表水下渗影响，围岩自重增加，拆除临时支护时施工风险加大。隧道变形不能及时趋于稳定，衬砌必须加强，且强度达到100%，方可拆模，过早拆模势必造成隧道衬砌过早受力出现裂纹，但该隧道工期紧，该地区雨季时间长，如不能将该段尽快渡过，将增大施工风险，影响工期。
3.2变更优化后支护参数
经对现场资料和施工情况综合分析判断，对九台山隧道出口DK607+675～+380段施工方法进行了优化，考虑隧道出口地形地貌情况结合现场实测横断面测量资料，采取高山侧卸载和低山侧反压回填，卸载范围DK607+675～+565段洞身上方土体，卸载坡率1:3，同时对左右侧冲沟进行反压回填，左侧坡率回填1:2，右侧回填坡率1:3。
隧道出口DK607+628～+380段采用三台阶七步法，每侧分台阶脚板位置打设两根φ89壁厚5mm长6m的锁脚钢管，机械开挖人辅助，局部硬岩弱爆破；洞身超前支护设φ89洞身管棚套打φ42单层小导管；初支全环设型钢钢架，间距0.5m，均采用HW175型钢钢架；拱墙设网格为20×20cm的φ6钢筋网片；拱部圆心上140°范围取消锚杆，拱部拱脚位置设扩大拱脚，外扩距离0.8m；边墙设φ42钢花管注浆，间距1.2×1.2m，梅花形布置，单根长5m；喷射砼拱部为C30，仰拱为C25，厚度均为28cm；衬砌为C35钢筋砼，主筋φ25，分布筋φ14，架立筋φ8；仰拱填充为C20砼。
4、施工流程、技术措施及组织安排
4.1施工流程
洞内停止掘进封闭掌子面，采用临时仰拱和竖向支撑对未封闭成环段初支加固→采用小型设备对洞顶土体卸载，对两侧冲沟反压回填→将洞内未封闭成环初支封闭成环，拆除临时仰拱及竖向支撑→利用洞内土体使得掌子面形成三台阶状→施作洞身超前管棚及小导管，做好超前地质预报→预留核心土，环形开挖上台阶，扩大拱脚，施作初支→待上台阶施工5m后，预留核心土，开挖中台阶右侧，施作初支→中台阶右侧开挖2～3m后，预留核心土，开挖中台阶左侧，施作初支→中台阶开挖5m后，预留核心土，开挖下台阶右侧，施作初支→下台阶右侧开挖2～3m后，预留核心土，开挖下台阶左侧，施作初支→下台阶施工10～20m后施作仰拱→按3m长度开挖仰拱，并在8h内完成封闭，长度达到12m后，浇注仰拱砼，终凝后施作填充砼→仰拱完成24～36m后，及时施作拱墙衬砌，使衬砌成环。
所有施工过程中做好监控量测工作，隧道开挖时洞内按照5m一个断面，洞顶在地表按照与洞内监控断面相同里程，布置地表沉降位移观测桩，隧道开后及时埋设监测点，支护完后2h内读取数据。
4.2技术措施
4.2.1先加固后卸载
三台阶七步法施工前，停止掌子面掘进，并对隧道掌子面各部位挂网喷8cmC25砼封闭，初支未成环段补充临时仰拱和竖向支撑，避免卸载时沉降过大；然后对洞顶土体按设计坡比采用小型挖机进行卸载、反压回填，并在坡脚位置施作梯形截面排水沟，水沟坡率不小于3‰。卸载后地表采用彩条布全面覆盖，防止地表水下渗，在隧道安全通过该段后，进行植草绿化。
4.2.2洞身管棚套打小导管超前支护
洞身开挖前，沿隧道拱部位置打设φ89超前管棚，环向间距0.4m，按照15m一环，管棚注1:1水泥净浆，注浆压力0.5～2MPa。管棚施工完成后，在管棚中间套打φ42单层小导管，环向间距0.4m，按照4.5m一环，注1:1水泥净浆，注浆压力0.5～1MPa。
4.2.3扩大拱脚减少沉降
上台阶开挖对拱脚进行扩大，扩大角度为圆心120°位置，径向两侧各扩挖0.8m，与初支开挖轮廓切线连接，开挖后与初支一起喷射C30砼封闭。
4.2.4大锁脚钢管加强支护
上中下台阶每侧分台阶钢架接头处，采用潜孔钻机打设两根φ89长6m的锁脚钢管大钢管，注M20砂浆，每根锁脚与钢架采用两根φ25“L”形钢筋焊接牢固。
4.2.5边墙5m径向注浆
隧道拱墙位置设φ42mm钢花管，φ42mm钢花管间距1.2×1.2m（环×纵），单根长5米，梅花形布置。注浆材料为水泥净浆，比重1:1，注浆压力0.5～1Mpa。
4.2.6非接触监控量测
隧道监控量测利用徕卡1201全站仪，辅助以反光膜片，进行监控；洞顶布设地表沉降观测断面，埋设里程与洞内监控断面里程相同，具体测点布置断面如下图：
4.3人员与设备
人员：风镐手6人；风钻手12人；挖机司机2人；装载机司机2人；出碴车司机4人；钢架制作8人；钢架安装12人；喷射手4人；喷射机司机4人；喷射上料4人；隧底及仰拱10人；衬砌20人；杂工班10人；技术员1人；试验员1人；测量组4人；共计人员104人。
设备：挖掘机2台；装载机2台；自卸汽车4台；液压台车12m长1部；冷弯机1台；台式钻床1台；切割机1台；电焊机6台；弯曲机1台；调直机1台；风钻20台；风镐6台；潜孔钻机2台；水平管棚钻机2台；湿喷机6台；注浆机6台；20m3空压机组4组；通风机1台；套筒挤压机2套；JS500搅拌机1台；水泵2台；爬焊机2台；徕卡1201全站仪1台。
4.4施工要点
（1）先对洞顶山体进行卸载，同时对两侧冲沟进行反压回填。
（2）暗洞开挖前做好超前支护及超前地质预报，开挖时以机械开挖为主，遇到硬岩时弱爆破。
（3）严格按照工法要求控制各台阶施工长度。
（4）做好拱部扩大拱脚，每侧台阶钢架落底后，及时施作接头处锁脚大钢管，同钢架焊接牢固。
（5）施工中成立专职监控量测小组，严格按照监控量技术测规程做好监控量测工作，及时掌握围岩和支护变形情况，调整支护参数和预留变形量，确保施工安全。
（6）施工时各部位平行开挖，平行施作初期支护，仰拱、衬砌紧跟及时封闭，仰拱、衬砌施工浇注长度保持一致，施工缝必须成环，防止衬砌跨越2组以上仰拱产生不均匀沉降。
5、效果
九台山隧道出口DK607+675～+380浅埋偏压软弱围岩段采用六步CD法施工，月进度最快为30m，工期最快需10个月，方能完成。在采用三台阶七步法施工后，月平均进度54m，仅耗用6个月便完成浅埋偏压段施工，大大的缩短了施工工期，并避开了下半年的梅雨季节，省去了大量需要反复安装、拆除的临时措施，降低了施工安全风险，节约了施工成本，同时在开挖过程中采用了洞身管棚套打单层小导管、边墙径向注浆、锁脚大钢管和扩大拱脚等技术措施，有效的控制了施工过程中隧道的变形和沉降。
6、结束语
随着高速铁路事业的快速发展，以及高速铁路线路线形的需要，各类地形地貌、地质情况、施工环境复杂的浅埋偏压、软弱围岩隧道将不断涌现，但是只要施工方法得当，技术措施和管理力度到位，是可以采用更安全、高效、便捷、经济的施工方法。经过三台阶七步法施工九台山隧道出口浅埋偏压、软弱围岩段，使三台阶七步法施工范围进一步拓宽，为同类隧道工程施工积累了经验。
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jin1939866853
沙发
很好的资料，下过来学习一下
2016-06-16 09:32:16
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jin1939866853
板凳
很好的资料，下过来学习一下
2016-06-16 09:25:16
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