大拱腳臨時支撐在軌道交通暗挖隧道軟弱地段施工技術應用

賀應學 張付剛

摘 要：在軌道交通暗挖隧道軟弱地段施工中經常會應用大拱腳作為臨時支撐手段，大拱腳臨時支撐也是隧道軟弱地段施工應用技術中較為成熟的一種。本文以貴陽軌道交通1號線施工10標大關到貴陽北站暗挖區間隧道為例，分析了大拱腳臨時支撐在軌道交通暗挖隧道軟弱地段施工中的應用，闡述了主要的應用措施、施工工序和注意事項。

關鍵詞：大拱腳；隧道；軟弱地段

在隧道暗挖施工中，如果施工段有軟弱地段，則要進行相應的支撐技術處理措施，針對不同的隧道施工特點和地質情況，選擇的支撐方式也不盡相同。大拱腳臨時支撐是隧道軟弱地段施工中常用的一種支撐方式，大拱腳具有支撐效果好、施工簡便等特點。在貴陽軌道交通1號線施工10標大關到貴陽北站暗挖區間隧道施工中，對于軟弱地段的支撐技術處理便是應用的大拱腳臨時支撐方法，在施工過程中對于大拱腳臨時支撐的應用也存在一些技術要點。

1 工程概況

貴陽軌道交通1號線施工10標大關到貴陽北站暗挖區間隧道總長度950m，隧道地質結構較為復雜，在隧道YDK11+695-805段存在110m范圍的斷層碎裂帶，并且存在巖溶裂隙發育。該段地下水位較高，最大涌水量為38450m3/d，經常性涌水量為1520m3/d?；诘刭|條件判斷該段為隧道軟弱地段，而且在施工中會經常伴有突泥情況發生，開挖后掌子面、拱頂、側墻壓力較大。

2 主要施工措施

2.1 選定支撐方案

隧道開挖后，通過地質勘探發現隧道規劃路線中存在約110m長度的斷層碎裂帶，在進行物探分析確定該段為軟弱地段。在研究解決支撐方案中，由于大拱腳方案支撐效果較好，并且施工便利，符合施工需求，隨選定大拱腳臨時支撐為該隧道軟弱地段的支撐方案。針對該隧道軟弱地段特點，在施工中采取相關措施，應用了大拱腳臨時支撐方式進行挖掘支撐。在隧道兩側加設大拱腳臨時支撐，用I18工字鋼設置橫支撐，并且進行焊接固定，采用噴射混凝土作為臨時仰拱，在臨時仰拱上豎向支撐I18工字鋼。

2.2 施工技術要點

在大拱腳臨時支撐施工中，主要有以下幾個技術要點：

在隧道挖掘中，其軟弱地段的粘土層為淤泥塑流狀時對于支撐系統會造成較大的壓力，因而在拱架外側設置上一般采取鋼插板的方式來增強抗壓能力，鋼插板密集排列，保證受力均勻。密集排列鋼插板10-30cm，在單元接頭處通過縱向連接工字鋼將各個單元的工字鋼連接為一個整體受力。

上下臺階開挖過程中，要減小拱架沉降，上臺階左右側通過加設槽鋼腰梁的方式增強拱架抗壓能力，挖掘下臺階是在腰梁處增設臨時支撐，通過這種結構構成完整的力學傳換體系，避免拱架受到過大壓力而下沉[1]。鋼架施工中，應當保證連接的牢固性，用高強螺栓及16mm厚連接鋼板連接，并且進行焊接加固，焊接中不能漏焊，保證焊接的連貫性。挖掘中使用微臺階施工方法，控制上下臺階的距離在3.5m左右。

在仰拱以下掘進中，如果存在較深的淤泥或者軟土，則要打設I18工字鋼進行豎向支撐，工字鋼要一直打至巖面，并且深入一定程度。并且在工字鋼之間通過焊接鋼筋將其連接為一個整體，均勻受力，之后填埋3m以上的混凝土進行加固。

做好地表安全防護工作，對地表基坑周圍做圍護，爆破時做好相關防護與協調工作，在掌子面施工中進行完善的地質勘探，通過超前地質掃描等方法判斷掌子面前方地質情況，根據地質結構特點進行大拱腳臨時支撐系統的細節化優化設計，如完善傳力系統、完善加固系統等等。

3 施工工序

首先，進行拱部超前支護施工并且挖掘1部，利用鋼架作為超前支護的框架，初噴4cm厚混凝土，鋪設鋼筋網，并且用I18工字鋼當做臨時支撐架設大拱腳鋼架，依照設計要求設置鎖腳錨桿、定位錨桿，架設完成后再噴混凝土至設計厚度。

1部挖掘施工完成后，滯后一段距離進行2部挖掘施工，同1部支護施工相同，初噴4cm厚混凝土，鋪設鋼筋網，鏈接鋼筋網組成封閉環后復噴混凝土。

初期支護工作完成后進行相關檢驗，確定支護收斂后進行橫撐拆除，拆除橫撐中應當注意要確定初期支護已經達到拆除要求，切忌提前拆除。拆除完成后進行仰拱混凝土澆筑，澆筑混凝土要提前進行檢驗，確認合格后并且在完成仰拱剛鋼筋結構檢查后再進行澆筑。依照施工設計方案，將仰拱混凝土澆筑至設計高程，并且做好相關防護工作。

4 施工注意事項

4.1 地質勘查

大拱腳臨時支撐在軌道交通暗挖隧道軟弱地段施工中的應用時，應當首先做好相關地質勘查工作，如超前地質掃描、物探、地質分析等等，確定隧道軟弱地段的地質成分、范圍、結構特點等等。針對不同地質特點和工程特點的大拱腳臨時支撐施工是不同的，因而做好地質勘查工作便是施工方案制定的基礎依據，如果施工段的地質條件較為復雜，還要勘探其水文、天氣等影響因素[2]。利用物探方法確定軟弱地段的地質成分，這一點對于設計大拱腳臨時支撐方案有著重要影響，針對不同的地質成分進行相應設計改良，在施工中采用一些相關加固手段。通過勘查隧道中的軟弱地段長度范圍，設置相關長度的大拱腳臨時支撐范圍，如果軟弱地段過長，則要采取一些特殊技術處理措施。

4.2 安全防護工作

在大拱腳臨時支撐施工中，由于隧道軟弱地段的地質結構和地質成分組成一般較為復雜，可能在施工中發生突泥、坍塌等事故，因而做好安全防護工作便是重中之重。針對工程施工特點進行相關防護工作，如果在一些工程施工中，軟弱地段安全隱患較高，應當采取一些特殊的防護措施，大拱腳臨時支撐分段進行，在保證前一段支撐牢固后再進行下一階段的施工。在進行復合式襯砌段施工時，應當及時進行安全參數測量，依照設計要求對監測結果進行分析，根據分析結果確定第二次襯砌的支護參數。如果在支撐時，由于軟弱地段結構特點造成的壓力較大，可以采取多重加固的方式，在密接鋪設鋼板的接觸上，再次進行加固和鋼板鋪設，做好大拱腳臨時支撐的加固防護工作。同時，在施工中要對施工人員進行嚴格要求，嚴格遵守施工操作規范，并且進行實時檢查，如果發現存在施工安全隱患要及時進行指正。施工過程中，做好監測和相關數據記錄工作，在施工結束后將記錄數據進行總結分析，形成施工經驗，以指導下一步工序的施工。

5 結束語

在軌道交通暗挖隧道施工中可能存在軟弱地段，對于軟弱地段的支持防護工作是重點施工內容，大拱腳臨時支撐作為一種十分成熟的支撐技術也在隧道軟弱地段支撐中被廣泛的應用。貴陽軌道交通1號線施工10標大關到貴陽北站暗挖區間隧道中存在110m長度的軟弱破碎地段，該地段的施工措施便是應用了大拱腳臨時支撐，于2013年12月施工完畢，通過監控量測初支未發現沉降及變形，實施效果較好，順利穿越了該段軟弱斷層破碎帶的施工，確保了施工安全。在實施過程中，做好相關加強支護處理是重點施工工作，同時針對工程施工的不同特點，制定相應施工方案，嚴格做好施工監測和安全防護工作非常重要。

參考文獻

[1]董子龍.單拱大跨地鐵暗挖車站臨時支撐拆除施工技術[J].山西建筑，2013，07：97～99.

[2]張國輝.青島地鐵大斷面隧道雙側壁和大拱腳施工技術[J].山西建筑，2013，15：138～140.

[3]雷震宇.超小間距隧道的拆撐分析[J].同濟大學學報（自然科學版），2008，07：932～936.