隧道软弱围岩三台阶七步开挖施工工法探究

'隧道软弱围岩三台阶七步开挖施工工法探究　　【摘要】我国的交通运输事业越来越发达，这使得我国的隧道开发施工技术水平也有了一定的提高。在隧道软弱围岩的施工过程中一般是采用三台阶七步开挖施工法来进行具体施工。这样能够让一些大规模施工设备得到更好地发挥，这能够进一步地加快施工速度，提高整个施工效率。另外三台阶法具有很强的适用性，在很多不同的地质条件下都能够适用。但是三台阶七步开挖施工法还是存在着一些缺陷，需要进行进一步的完善。本文对隧道软弱围岩三台阶七步开挖施工法进行了综合性的分析，并提出了笔者自己的观点。【关键词】隧道软弱围岩；三台阶施工法；隧道施工中图分类号：U45文献标识码：A文章编号：0.引言6 在隧道软弱围岩的施工过程中，一般都是采用三台阶法进行，而七步开挖施工方法是其中较为常见的方法之一。三台阶七步开挖施工法让一些大型的、大规模的开挖机器、施工设备具有了很大的发挥空间，可以将它们的效用完全的发挥出来，这不仅仅提高了施工的整体性效率，同时也能够相应地对施工成本进行良好地控制。虽然三台阶七步法是一种良好的施工手段，但是在具体实施的过程中也存在着一定的问题，这给施工会带来一定的隐患。特别是在一些关键环节上没有处理好，很容易造成事故的发生。因此，在施工之前需要对地质的实际情况进行全面的分析，这样才能够保证施工的顺利进行。同时在使用三台阶七步法施工的过程中，工作人员一定要抱着严谨的态度并以规范的操作手法来对机械设备进行合理的操控，以此保证施工环境的安全性[1]。1.传统施工方法的缺陷在以往的隧道施工中，都会采用双侧壁导坑法来进行具体施工。这种方法可以将大断面的隧道转变为小断面隧道，然后再通过分段施工的方式来进行，这样从一定程度上减少了施工周期，并且提高了施工效率。由于在该施工方法中会构建出相应的刚性分隔，这样能够对一些形变情况进行良好的控制，同时能够使得施工情况更为稳定，这将有效地保障施工安全。但是随着隧道施工的规模不断地扩大，这种方法已经出现了局限性。在很多隧道软弱围岩都会用大型设备、大型机械来进行施工，而上述方法的刚性分隔会阻碍这些大型设备的正常工作，这将会大大地延长施工周期并加大施工成本。并且在刚性分隔的拆除过程中，会影响重新分配围岩的应力，这会带来很大的安全隐患[2]。2.三台阶七步开挖施工法概述6 三台阶七步开挖施工法的主要流程如下：（1）在进行具体开挖的过程中首先要对核心土进行保留；与此同时做好支护工作，以锚喷的方式进行；这将是构建阶弧形导坑的重要保障。（2）对中台阶边墙来进行相应的支撑保护，同样以锚喷的方式进行，采用交错开挖法进行。（3）对下台阶进行支撑保护，其核心方法还是交错开挖。（4）在以上步骤完成的基础上，以开挖仰拱的方式再对断面中部的核心土进行相应的处理。（5）在以上流程完成以后，进行综合性的数据统计分析，在得到可靠数据以后进行再次衬砌。3.三台阶七步开挖施工法的关键点3.1对台阶长度的良好把握6 控制台阶长度可以说是三台阶七步开挖施工法中的一个核心内容。由于不同的地质环境会产生不同的施工情况，这对开挖工作会带来一定的影响。而在具体的施工中会出现台阶拉长的情况发生，这会使得围岩的应力出现变化，并且会使得支撑结构发生改变，如果情况严重的话就会产生施工事故。假如在开挖的过程中，台阶的长度太长，这时候围岩的纵向应力的承受范围将会被加大，这会影响掌子面的支撑效果，这时候围岩的受力负担就会进一步加大。这样就会使得中台阶施工之前其边墙以及掌子面过于突出，而周围的围岩应力又不能得到相应的释放，这就会使得其形变变大。另外，上台阶也会受到一定程度的影响，如果上台阶受到的压力太大会使其发生下沉的情况。综上可以看出，如果台阶长度没有得到合理的控制，很容易使得围岩的稳定性出现问题，与此同时会让已封闭成环的初支和二衬的支撑作用不能够得到有效的发挥，这将大大地制约开挖工作的进行[3]。3.2对每个台阶的锁脚锚杆进行相应的强化在隧道软弱围岩的施工过程中，随着施工的深入会让隧道的横断面跨度不断加大，同时也就让支撑设备的承受负担越来越大。三台阶七步施工法在实施过程中会存在着一个很大的缺陷即初支拱脚承载力不足。并且随着施工的不断进行，其承受力会越来越大，这将会带来很大的安全隐患。这时候就需要对每个台阶的锁脚锚杆进行相应的强化，将钢支撑结构进行牢固的焊接，这样就能保证上覆荷载可以有效地向深部围岩进行传递。通过上述方式可以有效地提高初支拱脚的承受力范围，这样将为整个施工过程提供一个良好的、稳定的围岩环境，能够进一步提高施工的安全性。3.3仰拱和二衬紧跟6 仰拱和二衬紧跟也是三台阶七步施工中所必须注意的。其主要原因还是因为在施工初期阶段支护的拱脚所提供的承载力较小，这就需要让仰拱和二衬能够紧跟下台阶，以此来保证整个施工的稳定。随着施工的不断深入掌子面也会相应地进行推进，这势必会影响隧道断面的整体性结构，在这个过程中就需要跟进仰拱来加大相应的承载力，这样也会让支护的刚度得到很大地提升。如果初支的变形量改变程度较大，就需要对其进行相应的信息采集及分析，需要二衬紧跟，这对于稳定围岩是十分有利的[4]。3.4初期支护纵向连接的有效强化在隧道软弱围岩的施工过程中，还需要对初期支护纵向连接进行有效地强化，以此来保证整个施工结构整体的稳定性。因为随着时间的推移初期支护的承载力将会发生一定的转移，使得其应力结构出现一定的改变，所以就需要在相互连接的拱架之间设定相应的纵向连接钢筋，以此让荷载能能够向稳定的初支进行传递[5]。3.5加强施工监测，保证施工安全虽然三台阶七步施工法是一种良好的施工方法，但还是存在着一定的风险与安全隐患。为了降低施工风险，提高整个施工过程中安全性，就需要施工队伍在施工过程中实施有效地监测。特别是对于围岩的支护结构要进行重点监控，同时还要注意其形变情况。隧道软弱围岩施工是一个动态施工过程，施工现场情况会随着施工进度的不同而发生改变，为了能够让支护结构能够始终处于稳定的状态中，就需要进行实时监测，这样将能够有效地防止喷砼开裂的情况发生，并且能够让拱顶下沉速率控制在标准范围之内。在监控过程中，一旦发现数据异常，应该进行及时的反馈，同时采取相应的手段来进行处理，这将是施工稳定与施工安全的重要保障。6 4.结语随着我国交通运输事业的不断建设，三台阶七步开挖施工法将会取得更大的使用空间。在利用大型设备和大型机械对围岩进行施工时，三台阶七步开挖施工法具备很强的适用性，并且具有良好的施工效果，但是在施工过程中一定要保证工程整体的稳定性。通过对台阶长度进行把握、对每个台阶的锁脚锚杆进行相应的强化、强化初期支护的纵向连接等、加强施工监测等方式来保证整个工程能够顺利进行。【参考文献】[1]闻庆权.三台阶七步开挖法在离石隧道施工中的应用[J].现代隧道技术,2012(46):106-112.[2]王梦恕.隧道浅埋暗挖法施工要点[J].隧道建设,2011(15):111-112.[3]王世斌,李兵,张学民,等．软弱地层三台阶七步开挖隧道施工围岩与地表变形现场测试[J].地下空间与工程学报,2013(17):1263-1266.[4]雷军,和万春.大跨度软岩公路隧道短台阶七步平行流水作业施工技术[J]．公路,2012(65):178-183.[5]王新明.软弱围岩隧道三台阶七步开挖法施工力学机理探讨[J].施工工程观察思考,2011(12):145-146.6'