1、大王顶隧道三台阶开挖快速施工技术摘要：结合工程施工中实际地质条件与超前地质报告，对开挖后的围岩判断及监控量测情况，通过辅助施工措施及监控手段对原设计的施工方法进行改进，采用三台阶开挖，从而达到节约成本加快进度目的，并总结经验指导现场施工。 关键词：三台阶 快速施工施工技术 中图分类号：TU74 文献标识码： A 文章编号： 1 工程概述 江肇高速公路位于珠江三角洲西部地区，属于国家高速公路网珠江三角洲经济区外环高速公路的重要组成部分，是国家高速公路网中的重要通道之一，江肇高速公路的建设对于完善国家公路主骨架，完善广东省及珠三角高速公路网布局，促进沿线经济发展和旅游资源的开发，推进珠三角区域一体
2、化有重要意义。该项目呈南北走向，江肇高速线路总长 107.7 公里,地跨江门、肇庆和佛山 3 个地级市,总投资约 87.35 亿元，采用双向六车道，设计行车速度 100 公里/小时。全线 7 座隧道。其中毛毡岭隧道、大王顶隧道均为长隧道；将军山隧道群由 5 座隧道组成，单洞长度达 17.68km。 大王顶隧道群位于明城镇，隧道全长 4225 米（单洞） ，断面形式采用分离式断面。隧址区为低山区，地形起伏较大。隧道穿越围岩为三叠系和震旦系砂岩、板岩，表层岩石风化破碎，全强风化层厚度510m，两侧沟谷出露的基岩较坚硬，以砂岩、板岩为主。围岩中褶皱比较发育，隧道走向与岩层走向之间的夹角在 50 度以
3、上。围岩中节理比较发育，主要对 030m 深度的围岩稳定性影响较大，在深部节理面紧闭，对围岩稳定性影响较小。洞口地形较缓，斜坡上发育坡积碎石土、亚粘土，开挖后易发生滑塌。洞口仰坡存在明显的浅埋偏压段。 2 工程设计支护参数 3 隧道施工方案 采用挖掘机开挖，人工配合修整，挖掘机配合装载机出碴，无轨运输出渣；挖掘机在中台阶平台上对上、中台阶进行开挖，并将洞碴转至下台阶，配合装载机装碴，自卸车运碴；上、中台阶开挖后挖掘机在中台阶对下台阶左右两侧进行开挖并出碴，同时装载机在下台阶装碴，自卸车运碴；仰拱采用挖掘机直接开挖装碴，自卸车运碴； 隧道开挖采用三台阶六部开挖法开挖，分台阶上、中台阶内侧、中台阶
4、外侧、下台阶内侧、下台阶外侧、隧底 3 个台阶 6 个工作面，前后6 个不同的位置互相交错开挖，分步支护，平行推进。 4 隧道施工方法及工艺 4.1、施工顺序 超前小导管各分部开挖初喷砼钢拱架架立锁脚小导管D25中空注浆锚杆施工铺设钢筋网复喷砼。 4.2、洞身开挖 采用挖掘机开挖，人工配合修整，挖掘机配合装载机出碴，无轨运输出渣；开挖高度上台阶为 2.92 米，中台阶为 3.85 米，下台阶为 3.97米；按下台阶滞后中台阶 5 米，中台阶滞后上台阶 5 米，隧底滞后下台阶 20 米；内侧台阶滞后外侧台阶 3 米，各台阶各分部开挖后及时施作初期支护；具体如下图所示：大王顶隧道三台阶法立面图（示
5、意） 大王顶隧道三台阶法平面图（示意） 开挖及初期支护步骤： 1）在拱部超前支护施工完毕后，对上台阶用挖掘机进行开挖； 2）人工对开挖面进行修整、初喷，把上台阶开挖土方转至下台阶，并对中台阶内外侧两个工作面进行初步开挖； 3）进行上台阶的拱架架立，铺设钢筋网片，同时把中台阶开挖土方转至下台阶，在开挖下台阶内外侧，并对中台阶开挖面进行人工修整； 4）进行上台阶锚杆，小导管施工，同时进行中台阶内外侧初喷立拱架、挂网，下台阶内外侧修整初喷立架； 5）上台阶喷砼，中台阶锚杆，下台阶挂网，锚杆施工； 6）中下台阶 4 个工作面喷砼。 开挖注意事项： 1）如上台阶掌子面遇到富水及稳定性较差的围岩，上台阶预
6、留核心土，留核心土高 1.9m，宽 4m，长 3m，核心土面积不小于上台阶开挖面的50%，以防止掌子面坍塌，同时增加上台阶修筑临时仰拱的方法，采用临时仰拱（工字钢 I18）进行封闭，控制拱顶下沉及变形。 2）上中台阶的长度控制在 5 米以内，下台阶控制在 20 米以内，隧底开挖及初期支护及时施作，紧跟掌子面，间距控制在 40 米以内； 3）开挖进尺按循环控制，及时做好拱架锁脚锚管及初期支护。 5 监控量测 5.1、监控量测内容 为及时提供施工所需的围岩稳定程度和支护结构的状态，以确保施工安全，提高施工效率，修正支护参数，根据规范要求，结合本项目隧道的实际工程情况进行隧道监控量测中的必测项目：（
7、1）地质与支护情况观察、 （2）周边位移量测、 （3）拱顶下沉量测、 （4）地表下沉量测。 5.2、 测点布置及量测方法 5.2.1 地质及支护状况观察 隧道掌子面每次爆破后通过肉眼观察、地质罗盘和锤击检查，数码相机记录，描述和记录围岩地质情况：岩性、岩层产状、裂隙、地下水情况、围岩完整性与稳定性。判断围岩级别是否与设计相符，填写围岩级别判定卡，必要时测量地下水流量，观察支护效果。 5.2.2 地表下沉量测 隧道洞口浅埋地段，垂直隧道轴线方向设量测断面，每个断面布设8 个测点。左线设置断面为 ZK282+355，右线设置断面 YK282+405。隧道开挖掌子面距测点前 30m 处开始量测，隧道
8、开挖超过测点 30m、并待沉降稳定以后停止量测。地表沉降测点埋设横断面示意图如下。 图 3-1 隧道地表下沉量测断面 5.2.3 拱顶下沉量测 拱顶下沉量测在隧道开挖后拱顶及轴线左右各 23m 共设 3 个带挂钩的锚桩,测桩深度 30cm，钻孔直径 42，用快凝水泥或早强锚固剂固定。用精密水准仪、钢卷尺量测拱顶下沉。拱顶下沉断面布置根据施工方法的不同而布置，分别见图 3-1。 5.2.4 围岩周边收敛量测 在预设点的断面,隧道开挖后,沿隧道周边的拱顶、拱腰和边墙部位分别埋设测桩。 6 结论 大王顶隧道施工采用三台阶开挖快速施工技术以新奥法原理为基础，分部上台阶、中台阶左右部、下台阶左右部、隧底
9、 3 个台阶为工作面，不同的部位相互交错施工，分部支护，平行推进，监控量测纳入正常的施工工序，根据监控信息，对工程措施、施工方法和支护参数进行评估，确保了工程施工的安全、快速、经济的完成。 参考文献： 王梦恕，宋廷坤，王潜主编工程机械施工手册中国铁道出版社1992 铁道部第二工程局主编隧道中国铁道出版社1998 公里隧道设计规范JTG D70-2004 Three-step ladder excavation Rapid construction technology for the Da wang ding tunnel Wang bo1，Jin Wen liang2 (1. Guangdo
10、ng Jiangmen Zhaoqing Expressway Management Center Guangzhou 510100, China； 2. Guangdong Provincial Highway Construction Co., Ltd. Guangzhou 510600, China) Abstract: Ahead with the actual geological conditions and geological report on the excavation of rock measuring and monitoring the situation to d
11、etermine, by means of supporting the construction of the original measures and controls designed to improve construction methods, which aims to accelerate progress to achieve cost savings, and lessons learned guide the construction site. Kew words: Three-step Construction Rapid ConstructionConstruction Technology 第一作者简介： 王波（1979-5） ，男，湖北石首人，2000 年毕业长沙交通学院（公路与城市道路专业） ，大学本科，路桥工程师，主要从事高速公路施工、建设管理工作。
