矿山法隧道初期支护拆换施工技术探讨

矿山法隧道初期支护拆换施工技术探讨

周学彬1张宾2

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(中铁建设投资集团有限公司1中铁航空港建设集团有限公司深圳分公司2?广东深圳518000)

摘要:文章介绍了地铁采用矿山法施工的初期支护拆换的施工工艺及施工参数。重点探讨了相关的技术要求，可为类似工程提供借鉴。

关键词:区间隧道;矿山法;初期支护工艺;施工参数

1.工程概况

某地铁区间矿山法隧道为左、右线分离式隧道，由于设计方案调整，部分完成隧道下半断面需拆换扩挖。隧道小里程初期支护拆换段隧道埋深10m，地面开阔，周边无主要建构筑物；隧道大里程初期支护拆换段左线隧道埋深10~15m，右线隧道埋深8~9m。

2.初期支护拆换施工方案

2.1拆换方案原则

⑴拆换施工必须遵循“先加固、后拆换、勤量测、快封闭、全过程监控”的原则。

⑵拆换前先对加固效果进行评估，符合设计要求后才能启动拆换施工。严禁采用“爆破”法拆除侵限拱架，临近拆换作业点爆破作业须停止。

⑶逐榀采用人工配合机械进行凿除原初期支护，结合本工程实际情况，对线路下调引起边墙侵限高度小于1m的拆换段逐榀连同边墙及仰拱同时拆除。

⑷对线路下调引起边墙侵限高度大于1m的拆换段必须“单侧边墙或双侧交错、自上而下逐榀拆换、及时封闭成环”，采用人工配合机械进行拆除，边墙双侧交错距离不小于3m。

⑸分段跳槽拆换作业面应不小于30m间隔，相邻隧道拆换作业不得位于同一断面，错开距离不小于15m。

⑹初支恢复按照原设计参数进行施工，施工质量与原设计要求相同，封闭完成后根据施工组织尽早施做仰拱及二次衬砌。

2.2拆换前加固方案

⑴锁脚小导管注浆加固

拆换前在拆换界线以上30~40cm位置对原每榀初期支护钢架两侧对称打设2根Ф42长度3.0m锁脚注浆小导管进行加固，导管紧贴钢架两侧，向下倾角不小于15°，注浆完成后将每榀钢架喷射混凝土保护层人工凿除，露出格栅钢架主筋，采用直径22mm钢筋上下将导管与钢架主筋焊接牢固。

⑵边墙径向导管注浆加固

隧道左线里程ZDK25+484~537(53m)、右线里程YDK25+200~240(40m)段洞身均位于块状及砂土状强风化岩层中，受爆破开挖扰动影响，岩体松散自稳性较差，拆除前对该段边墙初期支护进行径向小导管注浆加固，加固范围环向间距1.0m，纵向间距不大于1.2m（打设于拱架之间），导管长度2.5m。

3.施工方法及技术要求

3.1锁脚导管及径向导管施工

⑴锁脚导管施工

施工前根据隧道断面净空测量及隧道调坡数据，现场标识出拆换范围，锁脚导管对称打设于需要保留的初支钢架以上30~40cm位置，采用Ф42长度3.0m，每侧各一根，导管紧贴钢架两侧，向下倾角不小于15°，导管末端外露20~30cm，注浆完成后将每榀钢架喷射混凝土保护层人工凿除，露出格栅钢架主筋，采用直径22mm钢筋上下将导管与钢架主筋焊接牢固。采用气腿式手持风钻成孔，孔径比导管外径大1~2cm，利用型钢台阶作为作业平台，根据施工组织进行一次打设或分段打设。

⑵径向注浆导管施工

施工前根据隧道断面净空测量及隧道调坡数据，对强风化地段边墙范围进行标识，径向导管采用Ф32长度2.5m，环向间距1.0m，纵向间距不大于1.2m（打设于拱架之间），导管末端外露20~30cm，根据施工组织进行一次打设或分段打设，进行注浆加固。

3.2钢架拆除施工

隧道原始设计采用间距0.5~1.2m格栅钢架进行支护，原设计钢架拆除采用人工配合机械进行，拆除前先对加固效果进行评定，满足加固要求后方可进行拆除作业。

(1)拆除范围

根据线路调坡资料计算，隧道所拆换的高度范围为渐变高度，最高出位于上台阶连接板以下（拱顶以下3.7m处），施工前根据相关资料及测量数据对现场进行标识。

(2)拆除作业顺序

拆除按照自上而下的顺序进行，每次不大于1榀，对于边墙拆换高度大于1m段落两侧边墙错开施工长度不小于3m，小于1m地段采取边墙连同仰拱同时拆除。左右相邻线隧道拆换作业面错开不小于15m，长段落的拆换采取分段跳槽施工，分段距离不小于30m。

(3)拆换方法

采用人工配合液压破碎锤进行凿除原初期支护，在打设锁脚导管范围及以下50cm采用人工风镐凿除，避免机械破除对原支护钢架的过多破坏。

拆除前先人工凿除锁脚导管范围钢架喷射混凝土，将水平加固钢筋焊接牢固，人工凿除剩余喷射混凝土，切断钢架主筋后再采用机械破除剩余部分。机械破除过程中专人负责指挥，随时对暴露的连接筋及系统导管进行割除清理，人工配合机械分段拆取支护钢架，清理需渣。

在新安装拱架与原支护钢架连接板以下20~30cm处对称增打2根锁脚锚管，锚管紧贴钢架两侧垂直岩面打设，注浆完成采用直径22钢筋上下将锚管与钢架主筋焊接牢固，其他系统锚管按原设计要求施工。

(4)扩挖部分开挖施工

人工配合机械拆除钢架并清理喷射混凝土虚渣，对岩面欠挖量较小部分采用机械凿除，对岩面欠挖量较大部位采用弱爆破方法。

3.3初期支护施工

⑴钢筋网施工

钢筋网采用ф8钢筋网片，在洞外按设计及开挖进尺提前加工成钢筋网片，运输至洞内安装焊接在锚杆上。钢筋网在喷一层混凝土后铺挂，钢筋网与锚杆或其他固定装置连接牢固。安装时，钢筋网紧贴受喷岩面的起伏铺设。钢筋网的混凝土保护层不小于4cm，且与锚杆连接牢固，在进行喷射作业时不颤动。喷射中如有脱落的石块或混凝土块被钢筋网卡住时，应及时清除。

⑵格栅钢架施工

钢格栅在洞外的加工厂内进行加工，加工前先按1∶1的比例进行放样，各单元焊接完成后，先试拼再运进洞内安装。为便于拆换钢架与原钢架安装，新装钢架连接端连接板在洞内现场焊接。

⑶系统锚管施工

按设计要求间距先进行孔位测量放样，按放样钻孔，采用标志杆做控制钻孔方位，使孔位角度符合设计要求。采用风钻钻孔，边墙孔略往下倾，砂浆采用倒退式注浆，风钻顶入锚管。

⑷喷射混凝土施工

喷射混凝土采用湿喷工艺,强度等级为C25，混凝土在拌和站使用自动计量配料、强制搅拌机拌和；混凝土搅拌运输车运输；混凝土湿喷机喷射施工。喷射工艺达到现行《地下铁道工程施工及验收规范》和《锚杆喷射混凝土支护技术规范》的有关要求。

4.结语：

通过对矿山法隧道初期支护拆换施工工艺分析，从而指导工程施工，使施工管理突出重点，有效控制施工质量、安全，可对轨道交通建设提供借鉴。

参考文献:

［1］王梦恕．地下工程浅埋暗挖技术通论［M］．合肥:安肥教育出版社，2004．

［2］中铁二局股份有限公司．隧道及地铁工程［M］．北京:中国铁道出版社，2009．