1、三台阶临时仰拱法开挖技术在高铁隧洞施工中的应用摘 要随着我国社会主义现代化建设的不断发展，我国的高铁建设取得了举世瞩目的发展成就。作为高铁隧洞施工建设过程中一个极为重要的组成部分，开挖技术的选择与应用对整个高铁隧洞建设有着重要的意义与价值。本文将着重对三台阶临时仰拱法开挖技术进行深入分析，并探究其在高铁隧洞施工中的应用，为我国高铁隧洞建设提供一个参考与借鉴。 关键词三台阶临时仰拱法；开挖技术；高铁隧洞；施工技术；应用 中图分类号：TU 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）05-0278-01 近年来，我国的科学技术水平得到了空前的提升，这也在一定程度上为高铁隧洞开挖技术提供
2、了必要的技术支撑。目前，我国的高铁隧洞开挖技术不断增多，一般情况下，地质条件优越的隧洞，开挖技术的选择也比较广泛、灵活，而对于那些地质条件差的隧洞，施工容易受到限制。三台阶临时仰拱法作为一种新型的施工技术，能够有效解决高铁隧洞地质状况差的问题，促进隧洞施工的安全性与有效性。 1.高铁隧洞施工通病 一般情况下，开挖的地质条件不同，所选取的开挖技术也不同，要根据岩层的质量状况设计科学的开挖方案。在具体的操作过程中，一些施工方为了节省施工成本，会降低开挖技术的使用。在选取开挖技术的过程中，一定要对地质条件进行严格分析1。若是在地质条件较好的岩层，选取较低光面爆破技术或者不采用爆破技术，那么就会出现隧
3、洞施工的质量问题，另外，不按照相关的尺寸进行开挖，也会造成隧洞欠挖现象，降低施工的质量。一些施工方在开挖时仅留出刚构位置，以便减少接下来的混凝土喷射数量，这些都会对隧洞的施工质量产生影响。另外，初期支护也是高铁隧洞工程中一个不可或缺的成分，尤其是对于地质状况较差的围岩来说，更需要超前的支护，然而在实际的工程建设过程中，施工方为了降低成本，会少做或不做，比如初期支护的数量不够、没有进行注浆处理或者台阶的长短过短等，这些都会造成安全隐患的发生。除此之外，一些初期支护工作不到位，工字钢使用的不规范、锚杆量过少等，都会影响到二衬施工的顺利实施。 2. 三台阶临时仰拱法在高铁隧洞施工中的应用 2.1 三
4、台阶临时仰拱法在高铁隧道中的应用优点 三台阶临时仰拱法不仅充分吸收了三台阶七步开挖法的核心土保护以及台阶流程，而且对 CRD 法临时仰拱及时封闭工艺进行了适当的改进与应用，通过核心土以及临时仰拱的方法使开挖断面具有一定的安全性与有效性，一方面，有效避免了钢架的多次拆除以及混凝土的浪费，消除了多次接拱脚造成的突变下沉等隐患；另一方面便于施工人员现场操作，具有一定的优越性。 2.2 工法特点与工法适用范围 三台阶临时仰拱法施工的空间比较大，有利于进行大型机械化施工，对于软岩活土质的地段可以直接采用挖掘机开挖，提升工程施工的效率。而且在施工过程中，若是出现地质条件变化的情况，能够灵活的转换施工工序。
5、而且三台阶临时仰拱法能够形成自上而下的支护体系，有效阻止支护结构的水平收敛，避免隧洞的围岩出现变形。这种工法一般适用于开挖端面为 100180m2 的隧洞，具有一定的自稳条件，如 IV、V 级围岩地段。 2.3 施工工序概述 首先，开挖 1 部台阶，建立起初期支护，喷 5cm 左右厚度的混凝土，搭建立钢架作为初期支护，然后钻入锚杆，在此喷涂混凝土对厚度进行相应的设计，一般情况下，底部设置为 I18 临时钢架，另外设临时支撑，然后喷厚度为 10cm 左右的混凝土作为封底对其进行封闭。当台阶施工达到 0.6 倍隧洞宽度后，再进行 2 部台阶开挖，将其与长钢架进行连接，以便构建隧洞的初期支护、仰拱、
6、混凝土封底等2。然后再进行 3 部台阶的开挖，对初期支护进行及时有效的封闭。接下来对该段的 IV 部进行混凝土灌注仰拱，需要注意的是，在进行灌注时，一定要把握好混凝土的和易性，时期保持在良好的状态下，然后对 V 部仰拱施以混凝土填充，在模板台车的支持下，对 VI 部衬砌进行一次性灌注。 2.4 工过程 2.4.1 初期支护 在高铁隧洞施工过程中，初期支护是一项必不可少的工程，它主要是由钢筋网、钢架、锚杆以及喷射混凝土等共同组成的一种受力结构，它是用来保护隧洞围岩，为了保障隧洞围岩的承载力，需要在施工早期就进行搭建。 2.4.2 仰拱施工技术 仰拱施工技术主要是为了促进初期支护的尽早闭合，在混凝
7、土的仰拱地段能够构成一个稳定的支护体系，因此，在拱墙初期支护工程构建成功后，要对其进行左右错位跳挖仰拱，同时将相关的仰拱钢架进行安装，实施仰拱混凝土施工。 2.4.3 混凝土衬砌工艺 首先要采用可调式专用台车设备实施防水层的工程施工，在施工过程中，主要应用了无钉孔工艺，需要注意的是要根据初期支护的平整度使防水板能够留出足够的富余量，避免因捆绑过紧受混凝土压迫被挤破3。在进行混凝土衬砌施工时，主要应用了全断面液压钢模台车以及泵送混凝土浇灌技术。在对混凝土进行浇灌时，要保持左右相互对称，避免出现台车偏移的状况，同时，设置相应的挡头版，保障施工缝处的混凝土质量。 3. 三台阶临时仰拱法在高铁隧洞中的
8、施工要点 对高铁隧洞的施工，必须严格按照国家的相关规定， 爆破尽量弱化，初期支护构架要强大，能够真正发挥其支撑作用，尽早做好封闭工作，在施工过程中，要对高铁的隧洞进行精密有效的测量。三台阶临时仰拱法最重要的就是能够控制好台阶的长度，在进行竖向支撑时，若是台阶的长度过长，不仅会影响到接下来的仰拱，而且还会制约二次衬砌的施工，使仰拱二次衬砌严重超标，达不到验标的相关要求。而如果台阶的长度过短，则会对开挖后的出渣效率造成严重的影响，出渣车不能够对这些渣质进行有效清除，不仅会延长循环时间，而且还会造成潜在的安全隐患，可见台阶长度控制的重要性。台阶的长度一方面要能够满足大型机械设备的施工要求；另一方面要
9、保证其施工的安全性4。当前的三台阶临时仰拱对于台阶的长度并没有明确的要求，在进行施工的过程中，要结合实际情况设计科学的长度，一般控制在隧洞宽度的 0.6 倍左右，仰拱长度则不得高于隧洞宽度的 2 倍。在进行隧洞爆破时，要尽量减少对隧洞周边的围岩的扰动，事先做好设计，严格按照设计进行打眼装药，实施弱爆破。另外，在施工的过程中，在按照相关的图纸进行规范操作，并及时进行量测反馈，对隧洞结构的稳定性进行有效分析，以便调整支护的相关参数。 结束语 当前的高铁隧洞开挖技术多种多样，对于地质条件较差的区域多采用三台阶临时仰拱法，尽管这种方法不能够实现多次成环，然而它能够通过尽早封闭形成支护作用，使围岩的承载能力能够得到大大加强，使隧洞施工能够顺利进行。对高铁隧洞的开挖技术还需进一步研究创新，为我国的高铁建设工程提供强大的技术支撑。 参考文献 1 卢军燕，杨阳.沪昆高铁白力坞隧道三台阶临时仰拱法开挖技术J.黄河水利职业技术学院学报，2014，01：31-33+46. 2 李煊明.复杂地质条件下大断面隧洞下穿高速公路开挖临时支护技术J.水利科技，2014，01：31-33+39. 3 郭磊，朱雯蕾. 地下通道下穿高铁施工对高铁的沉降影响分析J.铁路技术创新，2013，05：72-76. 4 陈成仕. 三台阶七步开挖法在三车道公路隧道施工中的应用J.科技信息，2013，04：400-401.
