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摘要：随着科学技术的不断进步，社会经济的飞速发展，我国人口急剧膨胀，人类的活动由地上逐渐扩展到了地下，特别是近几年地下工程蓬勃的发展，促进了地下工程施工技术的蓬勃发展。本文根据工程实际，对大断面连拱隧道五级围岩矿山法施工在具体工程中存在的优缺点，以及施工的具体步骤和施工技术进行了研究。
关键词：隧道；五级围岩；矿山法
引言
根据国内目前的施工技术现状，大断面连拱隧道施工方法归纳起来大致可分为以下三种：①三导洞分步施工法；②中导洞施工法；③左右分修复合式中墙施工法。本文根据某高速公路工程项目隧道工程的施工，通过对大断面连拱隧道V级围岩矿山法分步施工方法进行了施工方案研究，总结了一套关于大断面连拱隧道V级围岩中矿山法施工方法的具体步骤，指导实际工程施工。
1、矿山法施工简介
矿山法是一种暗挖方法，主要应用于围岩段的开挖。矿山法在使用时具有一下几个优点：①掘进速度快；②造价低；③安全性高；④适应性强。因此广泛应用于隧道工程中。中洞法作为矿山法的一种，具有很有优点：①可操作性强，机械化程度低，挖土可用人工采用简便挖掘机具；②安全性好，在先完成中墙和第一期底板，后再进行开挖时可将临时支撑和拱架都支撑于坑道中墙及第一期底板上；③造价低、经济性强。中洞法适用于土类软岩类的地质条件较好且施工受地下水影响较少的工程项目；④出土效率高，开挖上部断面时的大量石渣可通过上下导坑间一系列漏渣孔装车后从下导坑运出；⑤灵活性好，可因地制宜地选择断面形状和尺寸；⑥工序间干扰较少，完成中洞后，可左右侧同时施工。
2、矿山法施工技术要点分析
2.1 先导洞后全断面扩挖法
先导洞后全断面扩挖法是在施工过程中先沿隧道的中线、在整个长度范围内先开挖导洞，然后再扩大开挖至设计断面的地下工程施工方法。
在施工的过程中可对隧道范围内的地质进行连续的地质情况调查，能进行涌水和瓦斯的预防及连续排放，能在扩大开挖之前提前加固岩体；能使岩体中的高应力预先释放从而提高施工的安全度；有利于扩挖期间的通风；便于增加一些中间入口，可多头同时扩挖，节约开挖时间。
2.2 分断面两次开挖法
分断面两次开挖法是将断面认为分成两部分，在全部范围内或一个较长的区段内先开挖好一个部分，再开始开挖另一个部分的地下工程施工方法。
①优点分析。由于是分开开挖所以开挖面高度不大；混凝土衬砌不需要体积庞大且笨重的模板，可降低工程造价；不需笨重而昂贵的钻架；施工的过程中遇松软地层时可迅速地改变为其它施工方法；工作进度快；有两个工作面可以提高效率效降低成本。
②缺点分析。虽然是两个工作面但上下分层施工循环各自独立，与全断面一次开挖相比，施工工期增长；而且分断面施工的过程中必需在两个平面上铺设道路和管道间接地加大了工作量。
2.3 全断面一次开挖
①优点分析。可最大限度地利用洞内施工现场的空间，工作面宽敞，场地大，便于使用大型高效设备，可以显著地加快施工进度；在此种施工作业条件下断面一次挖成，施工组织与管理比较简单；可以比较好地发挥深孔爆破的优越性；此外全断面一次开挖施工过程中通风、运输、排水等辅助工作及各种管线铺设工作均较便利。
②缺点分析。大断面隧道施工作业均会使用重量较大而价格相对昂贵的钻架；一次的施工投入大；由于使用了大型机具，需要有相应的施工便道、组装场地、检修设备以及能源等；当开挖的隧道较长、地质情况极其复杂的时候必须改换其它施工方法需要耗费较多时间；同时多台钻机工作时的产生的噪音极大影响现场的施工环境。
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2.4 台阶工作面法
台阶面工作法是将隧道工作面面分成若干个分层，每个工作面分层在一定距离内呈台阶状可以同时推进的一种地下工程施工方法。
①优点分析。由于分层施工从而缩小了断面高度，不需笨重且昂贵的钻孔设备可以降低施工过程的费用与工作量；在后一台阶施工时有两个临空面可以同时施工，使爆破效率更高。法工序少，干扰小，上部钻孔可与装岩同时作业，不需支撑和棚架，节省大量木材，必要时可以喷射混凝土或砂浆作为临时支护。
②缺点分析。隧道台阶法将上半断面和下半断面两次开挖成型，适用于有足够的施工空间和施工速度，上部开挖支护后，下部施工较安全，但上下部同时作业互有干扰，用于全断面开挖法中开挖面不能自稳但围岩坚硬不用底拱封闭的情况。按上下台阶的长度，台阶工作面法分为长台阶和短台阶；按台阶布置方式的不同，可分为下台阶和上台阶两种方法。
2.5 反台阶施工法
反台阶施工法是先开挖下半断面，而且及时进行支护，待开挖至规定的距离后再同时开挖上半断面的地下工程施工方法。
①优点分析。在施工作业开始的时候最先挖掘最下部分层，然后逐一向上挖掘其余各分层。可以使施工工序减少，各个工序之间的干扰小，下部断面可一次挖至设计宽度，便于出岩运输和布置管线，便于节约大量材料。上部台阶施工需架设棚架，断面较小、仅一道台阶时也可利用爆破后岩堆进行拱部的锚喷支护。
②缺点分析。由于安全性比较差，后面台阶施工对前面施工会有影响，故应用不多。
3、五级围岩矿山法施工步骤
方案：侧壁导坑上下台阶法，即侧壁导坑按上下台阶法施工完成后，剩余岩土体按台阶法施工。五级围岩大断面连拱隧道施工方案，分22个施工步，具体过程如下：
1、初始应力状态模拟；
2、中导洞第一次全断面开挖；
3、中导洞第一次开挖初期支护；中导洞第二次全断面开挖；中导洞第二次开挖初期支护。
4、中隔墙修筑施作；
5、浅埋侧、深埋侧、隧道侧导洞上台阶第一次开挖；
6、浅埋侧、深埋侧、隧道侧导洞上台阶第一次开挖初期支护；
7、浅埋侧、深埋侧、隧道侧导洞上台阶第二次开挖初期支护；下台阶第一次开挖；
8、浅埋侧、深埋侧、隧道侧导洞下台阶第一次开挖初期支护；下台阶第二次开挖；
9、浅埋侧、深埋侧、隧道侧导洞下台阶第二次开挖初期支护；
10、浅埋侧、深埋侧、隧道核心土上台阶第一次开挖初期支护；
11、浅埋侧、深埋侧、隧道核心土上台阶第二次开挖初期支护；核心土下台阶第一次开挖；
12、浅埋侧、深埋侧、隧道核心土下台阶第一次开挖初期支护；下台阶第二次开挖；下台阶第二次开挖初期支护；
13、浅埋侧、深埋侧、隧道仰拱、二次衬砌施作；
14、深埋侧、浅埋侧、隧道侧导洞上台阶第一次开挖；
15、深埋侧、浅埋侧、隧道侧导洞上台阶第一次开挖初期支护；上台阶第二次开挖；
16、深埋侧、浅埋侧、隧道侧导洞上台阶第二次开挖初期支护；下台阶第一次开挖；
17、深埋侧、浅埋侧、隧道侧导洞下台阶第一次开挖初期支护；下台阶第二次开挖；
18、深埋侧、浅埋侧、隧道侧导洞下台阶第二次开挖初期支护；左隧道核心土上台阶第一次开挖；
19、深埋侧、浅埋侧、隧道核心土上台阶第一次开挖初期支护；左隧道核心土上台阶第二次开挖；
20、深埋侧、浅埋侧、隧道核心土上台阶第二次开挖初期支护；核心土下台阶第一次开挖；
21、深埋侧、浅埋侧、隧道核心土下台阶第一次开挖初期支护；下台阶第二次开挖；下台阶第二次开挖初期支护；
22、深埋侧、浅埋侧、隧道仰拱、二次衬砌施作。
参考文献：
[1]赵占营.岚山头隧道施工技术及围岩稳定性研究[J].西华大学，2013-05-01
[2]李子国.城市矿山法隧道施工地层损失和地层沉降规律及其控制对策研究[D].西南交通大学，2012-05-01
论文作者:徐海军1 韩永福2
论文发表刊物:《基层建设》2015年3期供稿
论文发表时间:2015/9/2
标签：断面论文; 隧道论文; 台阶论文; 围岩论文; 初期论文; 深埋论文; 矿山论文; 《基层建设》2015年3期供稿论文;