摘要：根據一德路排熱風道的開挖情況，淺析有坡度且變斷面的隧道開挖的技術特點及開挖臺階的特殊性。闡述開挖到初期支護各個工序的工藝及控制要點，強調斷面變化交接處的重要性以及如何從細節上進行控制。

　　關鍵詞：排熱風道,臺階,斜坡,變斷面控制

　　1.前言

　　隧道施工就是要挖除坑道范圍內的巖土，并盡量保持坑道圍巖的穩定。在坑道開挖過程中，圍巖的穩定與否，除了取決于巖體本身的工程地質條件外，開挖方法對圍巖的穩定狀態也有著直接而重要的影響。在選擇開挖方法時，應對隧道斷面的大小及形式，圍巖的工程地質條件，支護條件，工區長度等進行綜合性分析，采取切當有效的開挖方法。一德路站排熱風道由于斷面小且帶坡度，圍巖條件良好但機械設備難以投入使用，遂采取上下兩臺階法進行施工。

　　2.工程概況

　　排熱風道為一德路站暗挖通道附屬結構通道，設計里程為ZDK9+970.203～995.230，總共含4種斷面，兩端為水平段，中間為由大斷面變小斷面的斜挑段，斜挑段坡度為45°，坡度較陡。其中開挖斷面寬度最大為5.5m，高度為6.525m，最大開挖面積33.33m2。隧道范圍內主要為⑨號圍巖(微風化泥質粉砂巖)局部含少量⑧號圍巖(強風化泥質粉砂巖)。圍巖無斷裂現象，呈塊狀～層狀構造，巖質較軟。排熱風道縱剖面如圖2.1所示。

　　3.隧道施工方法

　　3.1技術特點

　　1、臺階開挖法具有較大的工作空間和較快的施工速度，減少對隧道圍巖的擾動，有利于開挖面的穩定，尤其是上部開挖支護后，下部斷面作業就較為安全。

　　2、能適應不同斷面和多種跨度形式，沒有需要拆除的臨時支護，節省投資成本。

　　3、排熱風道作為一個仰角45°的上挑通道，埋深最深約為32m，較為靠近珠江，開挖過程中滲水較多;且隨著隧道向上開挖，隧道斷面會有一個由大而小的過渡(變斷面)，埋深也將會越來越淺，出現軟弱圍巖相間的情況，圍巖變化頻率較大。采用臺階法便于調整施工方案，對出現的新情況及時作出應對，進度穩定，使工期有保障。

　　4、由于排熱風道是一個上挑通道，使得拱架安裝難度增大，臺階法可提供一個較大的操縱空間平臺，便于拱架安裝。

　　3.2工藝流程

　　施工工藝流程如圖3.1所示。

　　測量放線

　　拱部超前支護

　　上導坑開挖、出碴

　　下導坑開挖、出碴

　　下部初期支護

　　超前地質預報

　　上部初期支護

　　圍巖監控量測

　　圍巖監控量測

　　圍巖監控量測

　　圍巖穩定性評判、

　　修正施工方案，確定二次襯砌施作時間

　　仰拱填充施工

　　下一工序

　　仰拱

　　4.施工工藝

　　4.1隧道開挖

　　開挖前須做好探孔工作，在上臺階開挖時進行探孔，探孔布設3個，拱頂中心設置一個，兩邊間距1.5m各布置一個，探孔深度為2.0m，角度為仰角45°,進行探測，探孔無異常后再進行開挖。開挖主要控制開挖面的超欠挖，根據中線和抄平標高確定開挖斷面的輪廓尺寸，關鍵點是拱頂高度及弧度較大的位置，控制關鍵點位確保一次開挖到位，開挖時應比設計輪廓線外放5cm左右，使鋼拱架能順利安裝且保證初支凈空，否則鋼拱架節點難以并攏。噴漿前應在格柵節點處預留記號，比如埋一根鋼筋頭，方便下一榀開挖時有一個參照物，確定開挖輪廓高度，尤其是鋼格柵節點位置。開挖班負責人需隨時了解開挖進度及凈空尺寸，確保不超欠挖。探孔及開挖尺寸控制如圖4.1所示。

　　斜坡段臺階的長度應保證在2～3m，過短上臺階無法形成操作平臺，難以進行開挖及立拱架工作;隨著臺階的加長，預留核心土使得上臺階操作空間越來越小，開挖激起的灰塵難以排放出去，且對于鋼拱架運送也會造成障礙，同樣難以進行開挖工作，因此保持在2～3m為比較合理的臺階長度。

　　4.2格柵拱架到位

　　斜坡段鋼拱架無法一次搬運到安裝工作面，比較困難的是上、下臺階這段高差的搬運。此時，應在上臺階拱架上預埋吊環以安裝定滑輪，鋼拱架人工抬到下臺階掌子面后，再用定滑輪把鋼拱架吊上去進行安裝就位。上臺階鋼拱架分兩單元，兩單元一長一短，長短相差為50cm，以使鋼拱架拱頂節點錯開隧道中線位置，且每一環鋼拱架的長、短單元應相互錯開，避免節點在同一直線上。

　　鋼拱架與圍巖之間盡量貼近，當鋼拱架與圍巖之間有較大的間隙時，加設墊塊墊緊。上臺階支護在圍巖上的連接板應保持水平，盡量使鋼拱架不出現歪扭情況。各節鋼架以螺栓連接，連接板應密貼。

　　4.3砂漿錨桿注漿及安裝

　　錨桿注漿安裝前須先做好材料、機具、腳手平臺和場地準備工作，注漿材料使用硅酸鹽或普通硅酸鹽32.5水泥，粒徑小于2.5mm的砂子，并須過篩，膠骨比1:0.5～1:1，水灰比0.38～0.45，砂漿標號不小于M20。

　　砂漿錨桿作業程序是：先注漿，后放錨桿，具體操作是：先將水注入牛角泵內，并倒入少量砂漿，初壓水和稀漿濕潤管路，然后再將已調好的砂漿倒入泵內。將注漿管插至錨桿眼底，將泵蓋壓緊密封，一切就緒后，慢慢打開閥門開始注漿。在氣壓推動下，將砂漿不斷壓入眼底，注漿管跟著緩緩退出眼孔，并始終保持注漿管口埋在砂漿內，以免漿中出現空洞，將注漿管全部抽出后，立即把錨桿插入眼孔，然后用木楔堵塞眼口，防止砂漿流失。

　　錨桿孔中必須注滿砂漿，發現不滿須撥出錨桿重新注漿。注漿管不準對人放置，以防止高壓噴出物射擊傷人。

　　砂漿應隨用隨拌，在初凝前全部用完，使用摻速凝劑砂漿時，一次拌制砂漿數量不應多于3個孔，以免時間過長，使砂漿在泵、管中凝結。

　　4.4砼噴射

　　4.4.1噴射前準備

　　1、噴射前應對受噴巖面進行處理。用高壓風吹凈巖面，噴射混凝土前，先噴一層水泥砂漿，待終凝后再噴射混凝土。

　　2、設置控制噴射混凝土厚度的標志，一般采用埋設鋼筋頭做標志，亦可在噴射時插入長度比設計厚度大5cm的鐵絲，每1～2m設一根，作為施工控制用。

　　3、若遇受噴面有涌水、滲水或潮濕的巖面，噴射前應按不同情況進行處理。

　　⑴大股涌水宜采用注漿堵水后再噴射混凝土。

　　⑵小股水或裂隙滲漏水宜采用巖面注漿或導管引排后再噴射混凝土。

　　⑶大面積潮濕的巖面宜采用粘結性強的混凝土，如添加外加劑、摻合料以改善混凝土的性能。

　　4.4.2混凝土攪拌、運輸

　　濕噴砼攪拌采取全自動計量強制式攪拌機，施工配料應嚴格按配合比進行操作，速凝劑在噴射機喂料時加入。拌合物需攪拌均勻，不產生結團，攪拌時間通過現場攪拌試驗確定。攪拌好之后通過豎井下料管進行下料，隧道下采用專用料斗車接應，卸料區要保證干凈平整。混凝土隨拌隨運，過多容易受潮，少了無法保證供應，應根據噴射進度及時提供。

　　4.4.3噴射作業

　　1、噴射操作程序應為：打開速凝劑輔助風→緩慢打開主風閥→啟動速凝劑計量泵、主電機、振動器→向料斗加混凝土。

　　2、噴射混凝土作業應采用分段、分片、分層依次進行，噴射順序應自下而上。噴射時先將低洼處大致噴平，再自下而上順序分層、往復噴射。

　　⑴噴射混凝土分段施工時，上次噴混凝土應預留斜面，斜面寬度為200～300mm，斜面上需用壓力水沖洗潤濕后再行噴射混凝土。

　　⑵分片噴射要自下而上進行并先噴鋼架與壁面間混凝土，再噴兩鋼架之間混凝土。邊墻噴混凝土應從墻腳開始向上噴射，使回彈不致裹入最后噴層。

　　⑶分層噴射時，后一層噴射應在前一層混凝土終凝后進行，若終凝1h后再進行噴射時，應先用風水清洗噴層表面。一次噴混凝土的厚度以噴混凝土不滑移不墜落為度，既不能因厚度太大而影響噴混凝土的粘結力和凝聚力，也不能太薄而增加回彈量。邊墻一次噴射混凝土厚度控制在7～10cm，拱部控制在5～6cm，并保持噴層厚度均勻。頂部噴射混凝土時，為避免產生墮落現象，兩次間隔時間宜為2～4h。

　　3、噴射速度要適當，以利于混凝土的壓實。風壓過大，噴射速度增大，回彈增加;風壓過小，噴射速度過小，壓實力小，影響噴混凝土強度。因此在開機后要注意觀察風壓，起始風壓達到0.5MPa后，才能開始操作，并據噴嘴出料情況調整風壓。一般工作風壓：邊墻0.3～0.5MPa，拱部0.4～0.65MPa.

　　4、噴射時使噴嘴與受噴面間保持適當距離，噴射角度盡可能接近90°，以使獲得最大壓實和最小回彈。噴嘴與受噴面間距宜為1.5～2.0m;噴嘴應連續、緩慢作橫向環行移動，一圈壓半圈，噴射手所畫的環形圈，橫向40～60cm，高15～20cm;若受噴面被鋼架、鋼筋網覆蓋時，可將噴嘴稍加偏斜，但不宜小于70°。如果噴嘴與受噴面的角度大小，會形成混凝土物料在受噴面上的滾動，產生出凹凸不平的波形噴面，增加回彈量，影響噴混凝土的質量。

　　5、噴射混凝土終凝2小時后，應進行養護。采用噴霧養護，養護時間不小于14d。

　　6.結語

　　排熱風道雖然只是一項小工程，但由于坡度大，開挖操作困難，且多處斷面變化使工況變的更為復雜，施工中稍不注意就可能出現問題。因此每道工序，每個環節我們都應該嚴格控制，把工程一次性做好做完美，不拖后續工作的后腿，成為安全與質量均無問題的優質工程。

　　參考文獻

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