深圳地铁矿山法隧道小洞进大洞施工技术

深圳地铁矿山法隧道小洞进大洞施工技术

作者：陈瑜

来源：《建筑工程技术与设计》2014年第03期

摘要：小洞进大洞施工是隧道建设工程中的重要技术。文章先简单介绍工程情况和相关设计方案、施工步骤，然后就相关施工技术进行深度分析，重点强调格栅钢架支护和锚杆临时支护的架立，最后阐述小洞进大洞的施工风险和难点。 关键词：隧道 小洞进大洞 施工 技术 一、工程概况 （一）地表情况

深圳地铁7号线田太区间均为矿山法施工的暗挖区间隧道，其中左、右线长约645m。区间设一个竖井，由竖井往田贝站开挖，共设6种断面形式。竖井至田贝站依次是6-6～1-1断面。1-1～6-6断面为单洞单线小断面，2-2～5-5断面为单洞双线大断面。6-6断面两条单线隧道进入5-5断面单洞双线隧道段，即为“小洞进大洞”段，小洞进大洞段隧道上方主要有太宁路，主要建筑物为百仕达集团及明秀阁，百仕达集团为2层办公楼混凝土建筑，明秀阁为9层商品居住楼混凝土建筑。在这段隧道上方还有部分电线、电力管线，但隧道范围为微风化混合岩，且因隧道埋深约为26米，所以施工不会对这些管线产生较大影响。 （二）地质状况

小洞进大洞段地质情况主要表现为：上面覆盖的是第四系人工杂填土、素填土，还掺杂第四系冲洪积淤泥、粉质粘性土，下面则是伏基岩为震旦系全-微风化混合岩。整个大洞隧道结构内围岩主要是微风化混合岩。这种混合岩地质较坚硬、较破碎，所以在开挖后，隧道侧壁基本稳定，可以采用爆破开挖。地质剖面图如图1所示。 图1 小洞进大洞段地质剖面图

地下水类型主要为基岩裂隙水和孔隙水。基岩裂隙水主要蓄存在强-中风化岩层中，孔隙水主要蓄存在第四系冲洪积砂类土和残积砂质粘性土中。基岩裂隙水略具承压性，水量一般；孔隙水水量贫乏至中等。 （三）设计概况

小洞进大洞段包括单洞双线隧道5-5断面和单线隧道6-6断面，在连接处两断面的位置关系如图2所示。

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图2小洞进大洞位置关系图

小洞进大洞6-6断面5-5断面的设计支护参数如表1。 表1 6-6断面5-5断面的设计支护参数 断面名称 围岩 状况 长度

（m） 主要支护参数 施工 方法 辅助 措施

单洞单线6-6型 Ⅳ级围岩 81.36m 全包柔性防水层；150mm初支：全断面钢筋网，C25湿喷砼；350mm二衬：C35、P10混凝土 台阶法 系统 锚杆

单洞双线5-5型 Ⅳ级围岩 44.593m 全包柔性防水层；250mm初支：全断面钢筋网，格栅钢架间距500mm，C25湿喷砼；650mm二衬：C35、P10混凝土 台阶法 系统 锚杆

二、小洞进大洞施工方案技术方案 （一）总体施工方法

田太区间小洞进大洞主要施工顺序为：首先，从右线开挖先行洞到达6-6和5-5断面分界点，然后再向前、向上、向左线三个方向扩挖，向左线开挖到达分界点后，继续采用右线开挖方式向前扩挖，挖达到5-5断面会合处时，要完成上台阶初支；其次，从上台阶继续向前开挖，与此同时，还要反向处理扩挖段并封闭上台阶；再就是，下台阶采用扩挖后反向处理欠挖，完成扩挖段。

需要注意的是，在小洞进大洞扩挖施工过程中，一些不能架立格栅钢架的部位都可以采用锚喷临时支护。 （二）施工程序说明

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1.上台阶施工程序

第一阶段，右线开挖先行洞达到6-6和5-5断面分界点，然后向左、向上扩挖（1m）。在隧道左侧架5-5断面P2-1拱架，并且要在拱部及右侧边墙锚喷支护。第二阶段，右线先行洞继续向前、向上扩挖（6～8m），然后在隧道左侧完成5-5断面初支，并且要在右侧采用锚喷临时支护。第三阶段，先行洞右线继续向前扩挖，达到5-5断面拱顶位置。与此同时，左线到达分界点后，也要采用右线开挖方式继续向前扩挖。第四阶段，左线向前扩挖，在右线扩挖到达大断面拱部的位置，两条线贯通汇合，然后及时将上台阶封闭，完成上台阶初支。第五阶段，上台阶继续向前开挖，还要进行反向处理扩挖段的欠挖，最后建立端头墙。 2.下台阶施工程序

第一阶段，上台阶扩挖完成后，下台阶要及时跟进，施工常采用外扩开挖的方式。第二阶段，当下台阶达到5-5断面的开挖轮廓时。这时要进行支护，可以先支护2m左右范围，然后反向处理欠挖部位，等到进入断面分界里程位置，便可以建立端头墙。 （三）辅助保证措施 1.扩挖段锚喷支护施工

在小洞进大洞开挖施中，不能架立5-5或者6-6断面的格栅钢架，要采用系统锚杆、钢筋网、喷射砼的结构形式作为临时支护，如果遇到断面较大围岩较差时，要先进行喷射砼，然后再进行临时支护。在扩段中，凡是需要二次处理的位置，都可以采用这种临时支护。如图3所示。

图3 扩挖段锚喷支护形式示意图

扩挖段锚喷支护技术要领：系统锚杆长3.0m，间距要求为1.0m×1.0m，而且要呈菱形布置；钢筋网要双层布置，采用φ8@150×150，且网片之间的搭接长度为15cm；在开挖过程中，凡是可以架立5-5断面格栅拱架的地方，都要按照5-5断面设计要求进行锚杆系统布置；喷射砼要采用C25，在实际施工中，开挖完成后要及时喷射封闭开挖面，确保岩体稳定。 2.格栅钢架施工

在小洞进大洞扩挖段施工中，5-5断面格栅钢架之间设定距离为0.5m，扩挖每一节格栅钢架的定位需要根据测量组放控制点，制定相关交底尺寸，要确保每一节拱架都能够成为环状。格栅钢架之间纵向连接钢筋，需要采用φ22螺纹钢，双层布置，环向之间距离为1.0m，连接钢筋纵向搭接长度为22cm，焊接一定要符合技术要求，确保牢固结实。每一节格栅钢筋架立

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之后，需要打设4根锁脚锚杆，要装好锚固剂并且要和拱架焊接牢固，锁脚锚杆长度为3m。锁脚锚杆布置如图4所示。 图4 扩段锁脚锚杆布置示意图 3.爆破控制

隧道开挖需要采用光面爆破技术。具体技术要领为：单循环进尺为1.0m，钻炮眼长度为1.2m，掏槽眼采用楔形掏槽法，其长度为1.5m。周边眼间距E=35～40cm；周边眼密集系数K=0.8；最小抵抗线W=50cm；周边眼装药密集度q取0.2kg/m。这样就可以推算出周边眼单孔装药量为0.2kg，总装药量控制在0.80～0.85kg/m3。 三、小洞进大洞施工风险及难点 1.施工风险

小洞进大洞施工风险是客观存在的，主要表现在以下几个方面：首先是支护环节存在风险。施工安全是第一位的，而支护对确保施工安全至关重要，不管是断面格栅钢架支护还是锚喷临时支护，都需要严格执行技术标准。其次是控制每循环进尺存在风险。每一节施工都需要尽早封闭成环，一旦出现意外情况，不仅影响进度，还可能形成安全隐患。再就是锚杆布设、焊接存在风险。锚杆布设和锚杆的焊接，一定要执行技术标准，不然就会出现纰漏，给工程带来安全隐患。最后是爆破环节存在风险。爆破本身就具有高风险，如果不按照技术要求实施，难免会出现严重问题。 2.施工难点

小洞进大洞施工难点主要体现在支护、成环、爆破等环节。这些环节不仅技术含量高，操作要求严格，还要求操作人员有较高的责任心。 3.质量控制

小洞进大洞施工中，要加强相关质量监管，特别是对洞内拱顶沉降和收敛检测，要适当增加监测次数，并将监测数据及时反馈至现场。必要时通过调整施工方案或增加措施、缩短循环进尺等方式确保扩挖段拱部的稳定安全。

对施工人员要加强安全意识和质量意识教育，严格执行技术交底要求。要严格控制每循环进尺，开挖成形后及时进行初期支护，确保工序衔接，尽早封闭成环，加强初期支护。锚杆施工符合设计要求，其抗拔力应满足要求，并保证钢筋网片的搭接长度不小于15cm。加强施工监控量测，及时反馈信息，发现异常情况立即上报，并采取相应防治措施。

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结语：小洞进大洞施工技术在地铁矿山隧道建设中的实际运用，丰富了施工手段。特别是隧道支护新技术，为施工顺利发挥重要作用，扩挖段锚喷支护施工和格栅钢架施工也成为此次小洞进大洞整个施工的核心技术环节。针对不同地段不同地质特点采取不同施工方案，提高了安全系数，降低了施工风险。 参考文献：

[1] 王秀坤；潘洪艳；；浅谈如何进行小洞进大洞施工[J]；中国科技博览；2010年10期 [2] 周敦胜；；隧道进洞施工技术[J]；城市建设理论研究；2012年第16期 [3] 陈尧进；；地铁隧道小洞进大洞施工技术[J]；现代物业·新建设；2013年第9期