乌鞘岭隧道岭脊段控制千枚岩大变形快速施工

维普资讯 http://www.cqvip.com 第２７卷第４期　隧道建设　２７（４）：４３～４７　２００７年８月　Ｔｕｎｎｅｌ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ａｕｇ．，２００７　乌鞘岭隧道岭脊段控制千枚岩大变形快速施工　周乾刚　，方俊波　（１．中铁隧道集团有限公司，河南洛阳４７１００９；　２．中铁隧道集团有限公司洛阳科学技术研究所，河南洛阳４７１００９）　摘要：针对乌鞘岭隧道岭脊段高地应力千枚岩大变形，通过对施工方案不断优化，对施工工艺不断改进，并制定各工序标准耗时，　同时进行严格的施工组织管理，得到了在高地应力条件下能较好控制软岩（千枚岩）大变形的一整套快速施工技术。着重介绍了乌　鞘岭隧道岭脊段控制千枚岩大变形的快速施工指导思想、施工方法、施工工序、各工序标准耗时及各工序间距控制标准。　关键词：隧道；千枚岩；大变形；快速施工；工序　中图分类号：Ｕ４５５　文献标识码：Ｂ　Ｒａｐｉｄ　Ｔｕｎｎｅｌ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｔｏ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｈｕｇｅ　Ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｐｈｙｌｌｉｔｅ　Ｇｒｏｕｎｄ：Ｃａｓｅ　Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　Ｒｉｄｇｅ　Ｓｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｗｕｓｈａｏｌｉｎｇ　Ｔｕｎｎｅｌ　ＺＨＯＵ　Ｑｉａｎ—ｇａｎｇ　，ＦＡＮＧ　Ｊｕｎ—ｂｏ　（１．Ｃｈｉｎａ　Ｒａｉｌｗａｙ　Ｔｕｎｎｅｌ　Ｇｒｏｕｐ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｌｕｏｙａｎｇ　４７１００９，Ｈｅｎａｎ，Ｃｈｉｎａ；２．Ｌｕｏｙａｎｇ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ。Ｃｈｉｎａ　Ｒａｉｌｗａｙ　Ｔｕｎｎｅｌ　Ｇｒｏｕｐ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｌｕｏｙａｎｇ　４７１００９，Ｈｅｎａｎ，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｃｏｐｅ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｈｕｇｅ　ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｈｉｇｈｌｙ—ｓｔｒｅｓｓｅｄ　ｐｈｙｌｌｉｔｅ　ｇｒｏｕｎｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｒｉｄｇｅ　ｓｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｗｕｓｈ—　ａｏｌｉｎｇ　ｔｕｎｎｅｌ，ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｐｒｏｇｒａｍ　ｉｓ　ｃｏｎｓｔａｎｔｌｙ　ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ，ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｓ　ｐｅｒｓｉｓｔｅｎｔｌｙ　ｉｍｐｒｏｖｅｄ，　ｓｔａｎｄａｒｄ　ｔｉｍｅ　ｄｕｒａｔｉｏｎ　ｉｓ　ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ　ｆｏｒ　ｅａｃｈ　ｃｏｎｓｔｕｒｃｔｉｏｎ　ｓｔｅｐ　ａｎｄ　ｓｔｒｉｃｔ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ｉｓ　ｐｅｒ—　ｆｏｒｍｅｄ．Ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｗａｙ，ａ　ｃｏｍｐｌｅｔｅ　ｓｅｔ　ｏｆ　ｒａｐｉｄ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｓ　ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ，ｂｙ　ｍｅａｎｓ　ｏｆ　ｗｈｉｃｈ　ｔｈｅ　ｈｕｇｅ　ｄｅｆｏｒｍ—　ａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｏｆｔ　ｐｈｙｌｌｉｔｅ　ｇｒｏｕｎｄ　ｕｎｄｅｒ　ｈｉｇｈ　ｓｔｒｅｓｓ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ｃａｎ　ｂｅ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ．Ｔｈｅ　ｇｕｉｄｉｎｇ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ，ｃｏｎ—　ｓｔｕｒｃｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄｓ，ｃｏｎｓｔｕｒｃｔｉｏｎ　ｓｔｅｐｓ，ｓｔａｎｄａｒｄ　ｔｉｍｅ　ｄｕｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｅａｃｈ　ｃｏｎｓｔｕｒｃｔｉｏｎ　ｓｔｅｐ　ａｎｄ　ｓｔａｎｄａｒｄ　ｄｉｓｔａｎｃｅｓ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｖａｒｉｏｕｓ　ｃｏｎｓｔｕｒｃｔｉｏｎ　ｓｔｅｐｓ　ｔａｋｅｎ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｒａｐｉｄ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｒｉｄｇｅ　ｓｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｗｕｓｈａｏｌｉｎｇ　ｔｕｎｎｅｌ　ｔｏ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｔｈｅ　ｈｕｇｅ　ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｈｙｌｌｉｔｅ　ｇｒｏｕｎｄ　ａｒｅ　ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｔｕｎｎｅｌ；ｐｈｙｌｌｉｔｅ；ｈｕｇｅ　ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ；ｒａｐｉｄ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ；ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｓｔｅｐ　ｌ　工程概况　刚好位于乌鞘岭隧道Ｆ７、Ｆ６断层之间，为志留系的板　乌鞘岭隧道设计为两座单线隧道，隧道长２０　０５０　岩夹千枚岩，绢云母千枚岩为青灰色，局部夹有石英　ｍ，为我国目前最长的隧道，线间距为４０　ｍ；纵坡主要　岩，板岩薄层状，节理、裂隙发育一很发育，呈薄层状角　为１１％ｏ的下坡，隧道进口高程２　６６３ｍ；出口高程２４４７　砾结构，产状不稳定，围岩破碎，局部结构充填泥质物，　ｍ，隧道洞身最大埋深１　１００　ｍ左右。先行施工的右线　面光滑，稳定性差；千枚岩挤压褶皱、扭曲，松软破碎，　隧道总工期２．５年。根据工期要求，设置１３座斜井和　其中石英岩多呈酥碎沙状，以薄层状散体结构为主，强　１座竖井（施工中增加一竖井、一横洞，共１６个施工辅　度低，单轴强度不足１　ＭＰａ，膨胀率达１３％以上，易风　助坑道）。隧道所经过地层岩性复杂，分布主要受区　化，遇水软化，导致千枚岩强度急剧下降。开挖后呈泥　域断裂构造控制，主要有第四系、第三系、白垩系、三叠　状，稳定性差，拱部易出现掉块、坍塌现象，特别是在岭　系、志留系、奥陶系等，并伴有加里东晚期的侵入。分　脊段高地应力的作用下，原始地应力与岩石强良之比　布有四条区域性大断层组成的宽大“挤压构造带”，地　较高，千枚岩变形严重，属大变形围岩。最大净　变形　应力情况十分复杂。　量达９４０　ｍｍ，平均变形量在６００　ｍｍ左右，出现支护裂　中隧集团承建乌鞘岭隧道施工难度较大的岭脊段　损、钢架扭曲，净空侵限明显等现象。如此强烈的地层　９　斜井、大台竖井及相对应的正洞施工任务，施工范围　变形已严重危及隧道施工安全、质量及工期。　收稿日期：２００７—０５—１０；修回日期：２００７—０５—２８　作者简介：周乾刚（１９５２一），男，四川人，中铁隧道集团乌鞘岭隧道指挥部指挥长，主要从事隧道及地下工程施工及管理工作。　维普资讯 http://www.cqvip.com 醒鹭建巅　２００７年８月第２７卷　２　９　斜井工区控制高地应力千枚岩大变形快　速施工方法　９　斜井为乌鞘岭隧道岭脊段重要的辅助坑道，正　洞采用台阶法钻爆开挖及人工支护，大型高效挖装机　及反铲配合装碴，大功率无轨自卸汽车出碴。　２．１　控制千枚岩大变形快速施工指导思想　①开挖支护、仰拱作业区、上下断面及仰拱的各工　序在时间和空间上优化组合，实现稳步有序作业，平行　交叉作业。　②分秒必抢，将围岩暴露时间和结构不利受力状　态压缩至最短，使初期支护结构及早、快速封闭成环，　从而有效控制变形。　③超前支护、钻爆、锚杆、锚索、注浆、立拱等关键　工序实行标准化作业。　④石变我变，主动支护，步步为营，稳中求快。　２．２　控制大变形快速施工具体方法　岭脊段千枚岩Ｖ级围岩地段设计为卵型断面，分　上断面、下断面、捡底三部开挖，开挖高度１０．６　ｍ，其　中轨面以上开挖高度为８．３　ｍ，轨面以下开挖深度２．３　ｍ，最大开挖宽度８．４　ｍ。以轨面线下０．６３　ｍ为下断　面与仰拱的开挖分界线，以轨面线上３．７　ｍ为下断面　与上断面的开挖分界线，即上断面开挖高度４．６　ｍ，下　断面开挖高度４．３３ｍ，捡底深度１．６７ｍ，台阶长度４～　５　ｍ，人工手持风钻上下台阶分部钻眼、装药、连线及进　行光面爆破。挖掘机配合人工扒碴，３１２大型挖装机　装碴，大吨位自卸式汽车运输。立Ｉ２０或Ｈ１７５钢拱　架３榀／２　ｍ，拱部设　４２超前小导管，长度４　ｍ，环向　间距２５　ｃｍ，注水泥水玻璃双液浆。全断面喷射Ｃ２０　钢纤维混凝土，厚度２５　ｃｍ。径向采用　４２注浆锚　管，间距０．８ｍ×０．８ｍ，锚管长度拱部４ｍ，边墙６ｍ，梅　花形布置。拱墙设　８钢筋网，网格间距２５　ｃｍ×２５　ｃｍ。循环进尺一般为１．４　ｍ或２．０　ｍ。其开挖方法如　图１所示。　图｛　９　斜井工区千枚岩地层开挖方法示意图（单位：ｍ）　Ｆｉｇ．１　Ｓｋｅｔｃｈ　ｏｆ　ｔｕｎｎｅｌ　ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｉｎ　ｐｈｙｌｌｉｔｅ　ｇｒｏｕｎｄ　ｉｎ　ｗｏｒｋｉｎｇ　ｌｏｔ　ｏｆ　Ｎｏ．９　ｉｎｃｌｉｎｅｄ　ｓｈａｆｔ（ｕｎｉｔ：ｍ）　为了得到较快的掘进速度及抑制千枚岩大变形，　开挖时采用了减震爆破技术，以减轻爆破对围岩的扰　动，减少爆破松动圈范围，以增强围岩的自稳能力；同　时将各工序优化，尽量进行平行作业，缩短循环时间，　避免围岩长时间暴露，从而达到控制大变形的目的。　３　千枚岩地层控制大变形快速施工工序　９　斜井工区在正洞施工中突遇千枚岩大变形，由　于在类似地层中施工经验不多，特别是在快速开挖的　基础上控制隧道大变形的施工经验欠缺，隧道初支结构　大变形未能很好地被约束，侧边墙收敛较大，某些地段　初支侵入二衬净空而需要换拱处理等。经过２个月的　施工探索及实验，对支护参数进行调整后，得到了一套　能较好控制千枚岩大变形的快速开挖方法及开挖工序。　千枚岩地层中控制大变形快速施工工序流程框图　如图２所示。　Ｉ时段　Ⅱ时段　Ⅲ时段　图２　干枚岩大变形地层中隧道快速施工工序流程图　Ｆｉｇ．２　Ｆｌｏｗｃｈａａ　ｏｆ　ｓｔｅｐｓ　ｏｆ　ｒａｐｉｄ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｕｎｎｅｌ　ｉｎ　ｐｈｙｌ－　ｌｉｔｅ　ｇｒｏｕｎｄ　ｗｉｔｈ　ｈｕｇｅ　ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｐｏｔｅｎｔｉａｌ　通过图２可以看出，控制循环时间的关键工序为：　爆破通风、上部扒碴、装碴运输（上部立拱）、喷浆准　备、喷浆和钻孔爆破。　３．１　千枚岩地层控制大变形快速开挖工序说明　３．１．１　上、下断面钻眼爆破　采用短台阶法开挖，台阶长度４～５　ｍ，人工手持　风钻斜眼掏槽，减震光面爆破。　在控制大变形快速施工工序中，为了得到最短的　循环耗时，基本上不给上下断面装药连线时间，均与钻　眼工序平行作业，即边凿眼，边装药，边连线，基本上做　到了撤台架时，全断面装药完毕并准备爆破。即此道　工序耗时基本上被平行掉了。　同样，测量工序亦基本上被平行掉。　为利于下道工序施工，循环进尺应严格控制，本工　序中循环进尺一般为１．４ｍ或２．０ｍ。　３．１．２　上断面扒碴　上、下断面爆破及通风后，开挖工区至工作面找　维普资讯 http://www.cqvip.com 第４期　周乾刚等　乌鞘岭隧道岭脊段控制千枚岩大变形快速施工　４５　顶，然后采用Ｄ２２０Ｅ大型挖掘机进行上断面翻碴工　表Ｉ　不同进尺情况下各工序进度指标　Ｔａｂｌｅ　１　Ｔｉｍｅ　ｄｕｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｖａｒｉｏｕｓ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｓｔｅｐｓ　ｕｎｄｅｒ　ｄｉｆｆｅｒ－　ｅｎｔ　ａｄｖａｎｃｅ　ｒａｔｅｓ　作。清理出上半断面后即可退出。此工序在循环耗时　中定为Ｉ时段。　３．１．３　上台阶测量、立拱挂网、下台阶出碴　上台阶清理出来后，人工按初支参数架设Ｈ１７５　或Ｉ２０型钢钢拱架、挂网片并打设锁脚锚杆。与此同　时打设上台阶超前小导管及系统锚杆，并钻掘进眼　（不一定要全部钻完）。　下台阶采用大型高效率的无轨挖装机装碴，大型　自卸式汽车接碴并通过斜井运至洞外。　另外，在此阶段还需要滞后１～２个循环进行锚索　施工，并保证在下半断面开挖时上半断面已锚固。此　工序以下半断面碴石出完后为准，在循环耗时中定为　Ⅱ时段。　．　３．１．４　上台阶喷浆、下台阶测量、立拱及钻掘进眼　采用湿喷工艺，喷混凝土厚度２５　ｅｍ，混凝土强度　Ｃ２０，保护层２～３　ｅｍ，钢支撑之间部位的混凝土不得　超出钢拱架内缘。下台阶炮眼亦实行边钻眼、边装药、　边连线。此工序以上台阶喷混凝土完成后为准，在循　环耗时中定为Ⅲ时段。　３．１．５　上台阶第二次钻掘进眼、下台阶喷浆支护　在上台阶掘进眼施钻完成并装药连线后即可实施　爆破。此工序以上台阶眼钻完为准，在循环耗时中定　为Ⅳ时段。　３．１．６　仰拱施工　仰拱一次开挖长度约３　ｍ，距下断面约１５　ｍ左右，　可基本上进行，不占用开挖面循环时间，与前方开　挖面平行推进。钻孔采用人工手持风钻钻孔。眼孔为　垂直方向，眼孔间距Ｉ．０　ｍ×Ｉ．０　ｍ左右，线装药量０．５　～０．７ｍ，单位炸药控制在０．６～０．７　ｋ　ｍ　。　３．Ｉ．７　拱墙混凝土衬砌施工　隧道拱墙混凝土衬砌施工亦于开挖面，不占　用开挖面循环时间。采用整体式衬砌模板台车进行。　３．２　控制大变形快速施工各工序标准耗时确定　千枚岩段施工中，控制施工的关键工序有开挖　（包括超前预支护和上台阶开挖、下台阶开挖）、出碴、　初期支护（包括安设型钢钢架、钢筋网片、锚杆和喷射　混凝土）、仰拱和拱墙混凝土衬砌。各工序施工时间　的长短不仅对施工进度有影响，还对变形大小的控制　有影响。工序耗时主要由４个时间段组成，每时间段　均以其中主要工序完成为标志，各工序尽量进行平行　作业，甚至打破常规，分段作业，以尽可能缩短循环时　间。　在施工中结合实际，制订了不同进尺情况下各工　序进度指标，如表Ｉ所示。　３．２．１　开挖工序时间　开挖作为隧道施工的第一道工序，尤其是在软弱　的高地应力千枚岩内，开挖爆破前须先施工超前预支　护，因此开挖工序在整个隧道施工中占有较为重要的　作用。一般情况下，开挖工序在整个施工工序循环时　间中占１７．７％的比重，它包括超前小导管的施工、钻　爆破眼和装药、连线、爆破，一般在２．７５　ｈ左右。　３．２．２　碴＿丁序时间　整个循环出碴工序包括上台阶扒碴和下台阶出碴　两部份，上台阶扒碴时掌子面是单工序作业，占用整体　循环时间，而下台阶出碴时上台阶可以进行拱部型钢、　钢筋网、锚杆的施工，是出碴与初期支护同时进行，因　此下部出碴时不单独占用循环时间，故出碴时间（实　际为扒碴时间）在整个工序循环时间中一般占２１．９％　左右，即３．４　ｈ。　３．２．３　初期支护时间　初期支护主要是上下断面的喷锚网构钢拱架施　工。初期支护是软弱围岩隧道施工的关键工序，不仅　在整个工序循环时间中占有重要比重，关键是初期支　护施工质量的好坏对控制围岩变形有重要作用。在千　枚岩段施工中，初期支护施工时间一般占到整个工序　循环时间的６０．４％，即９．３８（３．６５＋５．７３）ｈ左右。　３．２．４　仰拱施工时间　仰拱施工是通过搭设仰拱桥进行的，对掌子面的　开挖工序基本上没有干扰作用，不占用整个工序循环　的控制时间。不过，由于岭脊段围岩软弱，地应力高，　仰拱开挖后不及时封闭，会使边墙型钢长时间暴露、悬　维普资讯 http://www.cqvip.com 隧道建设　２００７年８月第２７卷　空，产生较大的拱顶下沉和边墙收敛。因此，仰拱施工　时间的快慢对围岩变形的影响非常大，故在施工中必　须对仰拱施工的时间加以控制，一般情况下每一循环　仰拱施工时间控制在２４　ｈ左右（包括仰拱混凝土的灌　注）。　３．２．５　拱墙混凝土衬砌时间　拱墙混凝土衬砌采用的是整体式衬砌模板台车，　对运输通道干扰较小，不占用整个工序的循环时间。　但是，由于岭脊段围岩属高致密性强挤压围岩，变形能　力较大，型钢拱架喷锚网支护结构的刚度毕竟是有限　的，不可能等到围岩稳定后再进行拱墙混凝土衬砌。　因此，隧道施工中仍对拱墙混凝土衬砌有施工时间的　安排，这不仅是控制围岩变形的需要，同时也是满足施　工进度要求的需要。一般情况下，完成一环（６　ｍ）拱　墙混凝土的施工时间为３　ｄ（包括挂防水板、绑扎钢筋、　台车对位、灌注混凝土、拆模等）。　实际上，９　工区在２００３年底至２００４年初采用此　施工工序，连续５个月创造了斜井月掘进超２００　ｍ的　好成绩。　３．３　控制大变形快速开挖工序间距确定　３．３．１　施工工序间距对变形的影响　据量测变形数据统计分析得知，施工各个阶段变　形大致情况如下：１）上台阶开挖当天变形量为２～４　ｅｍ，初期支护施工完毕后１～２　ｅｍ／ｄ；２）下台阶开挖当　日，水平收敛较大，达到３　ｅｍ左右，初支完毕后保持在　ｌ～２　ｅｍ／ｄ；３）仰拱开挖当天变形在３　ｅｍ左右，仰拱｝昆　凝土完成后保持在５～８　ｍｍ／ｄ。　因此，加强对施工工序间距的控制，不仅是施工进　度的需要，更重要的是控制围岩变形的需要，在围岩变　形保持每天正常的情况下，通过加强对施工工序间距　的控制来缩短围岩不利变形的时间，以达到控制围岩　变形的目的。　（１）上、下台阶工序的间距对变形的影响　上、下台阶的施工间距对于围岩变形的影响主要　表现在能否及时进行下台阶施工，以及能否及时将仰　拱施工完毕后形成整体的受力结构。　（２）仰拱与下台阶间距对变形的影响　仰拱与下台阶的施工间距对于围岩变形大小有重　要的影响作用。仰拱封闭成环后，初期支护形成整体　受力结构，抵抗围岩变形的能力大大增强，由仰拱成环　前的每天变形１～２　ｅｍ减少到仰拱成环后的每天５～８　ｍｍ。也就是说，如果提前一天将仰拱封闭成环，则每　天可将围岩初期支护的变形减少一半（１０　ｍｍ）左右。　（３）拱墙混凝土衬砌与掌子面间距对变形的影响　拱墙混凝土衬砌与掌子面距离的多少主要在于控　制变形时间长短。距离越远，则变形时间越长，总变形　量就越大；距离越短，则变形时间就越短，总变形量就　越小。但是混凝土施工太早，与掌子面距离很近，对施　工干扰较大，施工速度就比较慢；而且二次衬砌混凝土　承受的围岩压力也越大，对混凝土结构就越不利。因　此，应该合理控制拱墙混凝土衬砌与掌子面的距离，使　总变形量控制在可控范围内，而又能满足正常施工互　不干扰的目的。　３．３．２　控制大变形快速施工开挖工序间距确定　从千枚岩变形规律和施工总结出的经验可以看　出，确定千枚岩施工工序间距控制标准的主要依据就　是根据掌子面在开挖后至衬砌前的总时间来计算并控　制的，目的就是将拱墙混凝土衬砌前的变形控制在一　合理范围内，同时也要考虑各工序间同步施工的安全　距离要求。　（１）上、下台阶工序的问距　上、下台阶工序间距的控制主要是根据在上台阶　进行上部施工的安全距离要求决定的，并尽可能将上　台阶缩短，以利于下部能尽快施工，在变形出现异常的　情况下能及时将仰拱封闭形成整体受力结构。因此，　上、下台阶工序的间距控制在５　ｍ范围内，一方面保证　上台阶施工拱部时有４～５ｍ的施工操作平台；另一方　面，保证上台阶开挖后有３　ｄ左右时间能够施工下台　阶，此时初期支护的变形量可控制在５～１０　ｏｍ左右。　（２）仰拱与下台阶间距　仰拱与下台阶工序间距的控制主要是考虑了下部　施工要有一个操作的空间和仰拱施工时能将挖掘机停　放在下台阶平台上，同时还必须考虑在仰拱施工前初　期支护的总变形量不能太大。因此，仰拱与下台阶的　间距控制在１５　ｍ范围内，一方面保证下台阶施工时有　１５ＩＴＩ的施工操作平台；另一方面，保证下台阶开挖后　在７　ｄ左右时间能够施工仰拱，此时初期支护的总变　形量可控制在ｌ５～２０　ｅｍ左右。　（３）拱墙混凝土衬砌与掌子面间距　拱墙混凝土衬砌与掌子面间距的控制主要是考虑　千枚岩这类围岩内初期支护的变形是长期的、很难趋　于收敛的，如果不及时施工二次衬砌混凝土，则初期支　护变形到一定程度后就会开裂破坏，最后出现坍塌。　因此，也必须对拱墙混凝土衬砌与掌子面的间距进行　控制。　在千枚岩地层施工中，拱墙混凝土衬砌与掌子面　间距一般控制在３０　ｍ左右，一方面可保证仰拱施工掌　子面到衬砌端头有１０　ｍ左右的距离，可以充分利用这　个空间进行防水板、矮边墙和钢筋绑扎的同时施工，使　施工可以连续进行；另一方面，保证上台阶在开挖后　２０～２５　ｄ时间能够施工拱墙混凝土，此时初期支护的　总变形量可控制在２５～３０　ＯＩＴＩ左右。　维普资讯 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第４期　周乾刚等　乌鞘岭隧道岭脊段控制千枚岩大变形快速施工　４７　上述工序问距控制如图３所示。　显改善。９月份９　斜井工区的进度一举登上了１００　ＩＩ１　成洞，年终不仅抢回拖欠的任务而且完成了全年的总　指计划任务。到２００４年底，承建的乌鞘岭隧道实现超　计划施工。同时，参战乌鞘岭隧道施工的其它单位相　继进入乌鞘岭隧道岭脊段千枚岩地段施工，总结出的　岭脊段控制千枚岩大变形的一套快速施工方法及支护　参数等试验成果提供给其它单位广泛应用，控制大变　形施工效果明显，使得乌鞘岭隧道右线紧张的施工工　图３　控大变形快速施工工序间距控制示意图　期得到了彻底缓解，均基本上实现了各节点目标。　Ｆｉｇ．３　Ｓｋｅｔｃｈ　ｏｆ　ｄｉｓｔａｎｃｅｓ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｖａｌｑｏｕｓ　ｔｕｎｎｅｌ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　不仅如此，乌鞘岭隧道快速施工方法还广泛用于　ｓｔｅｐｓ　ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ　ｔｏ　ａｖｏｉｄ　ｈｕｇｅ　ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ　宜万线、石太线等，为类似地质条件下的隧道工程快速　４　岭脊段千枚岩控制大变形快速施工效果　施工提供了很好的借鉴依据，并赢得了监理、业主和社　在乌鞘岭隧道岭脊段９　斜井正洞施工过程中，通　会的信任，取得了好的社会效益。　过对施工方案不断优化，对施工工艺不断改进，对施工　组织严格管理，得到了在高地应力条件下较好控制软　参考文献　岩（千枚岩）大变形的一整套快速施工技术。通过科　［１］　铁道第一勘察设计院．乌鞘岭特长隧道地质勘察报告　学攻关及试验，针对千枚岩大变形的特点，找到了较适　［Ｒ］．兰州：铁道第一勘察设计院，２００３～２００４．　应的支护参数，使得在满足隧道结构安全、施工安全的　［２］　中铁隧道集团有限公司．乌鞘岭隧道岭脊地段复杂应力　前提下达到了快速施工的目的。　条件下施工综合技术研究研究报告［Ｒ］．河南洛阳：中铁　２００４年７月份之后，９　斜井工区正洞施工进度明　隧道集团有限公司，２００６．　（上援３６页）　洞口设置护栏渐变段，与检修道对齐。道路挖方与填　在监控系统体系上，系统分为监控中心控制系统　方段交接处护栏设置作渐变处理。　和本地控制系统。监控中心控制系统可以通过信息采　５　关键性技术研究　集系统、闭路电视系统、紧急电话系统、火灾检测系统　等获取有关交通和环境异常状况信息，由监控中心计　目前，国内在如此复杂的地质情况下修建如此长　算机通过本地控制器（ＰＬＣ）向隧道现场的各种外场控　的隧道还属首例。为了保证施工和运营期间隧道的安　制设备发布控制指令，完成对隧道内各种设备的控制。　全，在设计过程中特对如下方面进行了特别的研究：　本地控制系统为下端检测控制设备提供通道，能不间　①隧道穿越采空区、岩溶、涌水段、煤层及含瓦斯　断地采集隧道路段的交通、环境信息，根据其控制预案　地层、断层破碎带及其富集区等各种不良地质段施工　完成对相关交通控制设备的控制，同时将采集的信息　方案的研究；　向监控中心上传，并接受监控中心计算机的控制指令。　②特长隧道施工组织方案的研究；　在控制方式上，系统具有自动控制、人工干预控制　③特长隧道斜、竖井及风机房方案的研究；　两种控制方式。正常情况下，系统处于自动控制状态。　④特长隧道在施工阶段正常运营时的通风以及各　紧急情况下，中心计算机系统一方面向值班人员报警，　种情况下发生火灾时，消防系统的布设和控制、人员疏　另一方面迅速中断正常程序，进入紧急处理程序，提供　散和消防扑救等方案的研究；　相应的控制预案和控制指令，待值班人员通过闭路电　⑤特长隧道照明、供配电、监控、通讯和指挥等方　视监视信号、紧急电话、巡逻车等报警信息确认后　案的研究。　执行。　参考文献：　４．７交通安全设施　［１］ＪＴＧ　ＢＯ１－２００３公路工程技术标准［ｓ］．北京：人民交通　交通安全设施采用人性化设计理念，以《道路交　出版社，２００３．　通标志和标线（ＧＢ５７６８—１９９９）》和《高速公路交通安　『２］ＪＴＧ　Ｄ７０－－２００４公路隧道设计规范［ｓ］．北京：人民交通　全设施设计及施工技术规范（Ｊ．ｒＪ一０７４—９４）》为依　出版社，２００４．　据，参考国内外的相关规范标准和研究成果，设置完善　『３］　ＪＴＪ　０２６．１—１９９９公路隧道通风照明设计规范［ｓ］．北京：　的标志、标线、护栏、轮廓标等交通安全设施。在隧道　人民交通出版社，１９９９．