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0 引 言
礦山法是暗挖法中目前最為常用的一種開挖方法，特點如下：施工工藝簡單，應用靈活，減少拆遷和交通疏解及造價合理等。中洞法作為礦山法的一種，具有：①安全性好，在先完成中墻和第一期底板，后再進行開挖時可將臨時支撐和拱架都支撐于坑道中墻及第一期底板上；②靈活性好，可因地制宜地選擇斷面形狀和尺寸；③可操作性強、機械化程度低，挖土可用人工采用簡便挖掘機具；④出土效率高，開挖上部斷面時的大量石渣可通過上下導坑間一系列漏渣孔裝車后從下導坑運出；⑤工序間干擾較少，完成中洞后，可左右側同時施工；⑥造價低、經(jīng)濟性強。中洞法適用于土類—軟巖類的地質條件較好且施工受地下水影響較少的工程項目。
1 施工工藝流程
拱部超前支護→中墻上導洞開挖及臨時支撐→中墻下導洞開挖及臨時支撐→施作中墻鋼筋混凝土及臨時支撐→左右側斷面上臺階開挖及臨時支撐→左右側斷面下臺階開挖及臨時支撐→施作鋼筋混凝土二次襯砌。
2 操作要點
(1) 中洞臨時支護參數(shù)：①噴混凝土 C25，厚 250mm；②小導洞部位設 22 格柵鋼架，間隔 50 mm；③鋼筋網(wǎng)采用φ6 鋼筋，間距 150 mm×150 mm；④上下導坑距離保持為 60～80 m 為宜。
(2) 要待中洞二襯結構混凝土強度達到設計強度的 70%后，才進行兩側洞的施工。
(3) 隧道初期支護及二次襯砌背后均回填注漿，注漿管預埋，注漿壓力要適當控制。
(4) 隧道底板的回填層混凝土與仰拱混凝土一起施工。
3 工程實例
3.1 工程概況
北京地鐵四號線馬家樓站–石榴莊路站（暗挖法）及石榴莊路站工程，車站總長 188.04 m，車站主體兩端采用明挖順作法施工，為保證石榴莊路的交通不受影響，在過石榴莊路下的結構采用礦山中洞法施工。結構形式為單層雙柱三連拱結構，暗挖段隧道寬 20.8m，高 13.2 m，頂板埋深 7.75 m。
3.2 地質特點
站位地層自地表以下依次為：人工填土、第四紀全新世沖洪積地層（厚度約為 10 m）、以下為晚更新世沖洪積地層，基巖埋深即為第四系覆蓋層厚度。車站主要修建在粉質粘土、粉細砂、圓礫卵石和粘土層中，底板進入圓礫卵石層中。在車站范圍內，自地面下 20 m 范圍內的飽和粉土及砂類土不液化。地下車站的水位為地下 22 m，在車站結構的底板以下。
3.3 施工步驟
3.4 關鍵施工技術
(1) 超前支護
超前支護采用大管棚、超前小導管及部分地面注漿加固，管棚選用φ108 mm，壁厚 8 mm 的熱軋鋼管，長度過 8 m，搭接 6 m，鋼管沿車站開挖輪廓傾角 20～30 設置，環(huán)向間距 500 mm，鋼管內灌注水泥砂漿。管棚間插φ42 mm 的小導管超前預注漿加固地層，小導管選用壁厚 3.5 mm 的熱軋鋼管，長度過 3.0 m，縱向每兩榀一道。小導管φ42mm 約 730.89 m，管棚φ108 mm 約3656.5 m。
(2) 土方運輸
隧道內土方的水平運輸采用人工推車和自制的經(jīng)過改良的小型拖拉式土方運輸車，以小型拖拉式土方運輸車為主，以提高出土的速度，并充分發(fā)揮其輕便、靈活的特點，特別適合于單孔單線的小空間隧道土方運輸。
土方在豎井處的垂直運輸采用龍門吊機。由于隧道開挖時，靠豎井處的明挖段結構已施工完成，有足夠的位置安排兩臺 15 t 的龍門吊機。
(3) 鋼筋施工
鋼筋格柵在洞外或場外鋼筋加工場下料加工成型（如圖 3 所示），按施工順序，先施工仰拱（底板），后施工拱墻。仰拱采用 I20a 工字鋼，兩頭焊接 10 mm厚鋼板并用 M20 螺栓與中洞鋼架相互連接，仰拱（底板）預留伸出邊墻連接筋。底板鋼筋施工時先頂后底(4) 中洞施工鋪設雙面筋，頂?shù)酌娼铋g設架立筋支撐；拱墻鋼筋先外層后內層鋼筋安裝。
土方開挖時，中洞按照“小分塊、短臺階、早成環(huán)、環(huán)套環(huán)”的原則，采用豎向留坡、縱向錯臺的施工方法（如圖 1 所示）；完成中洞施工后，兩側洞同步采用正臺階法自上而下分部掘進成環(huán)，不必縱向錯臺。中洞上半斷面宜采用環(huán)形開挖，盡可能保留核心土；下半斷面開挖時，邊墻宜采用單側或雙側交叉開挖，仰拱應盡快開挖，縮短全斷面封閉時間。
(4) 中洞施工
土方開挖時，中洞按照“小分塊、短臺階、早成環(huán)、環(huán)套環(huán)”的原則，采用豎向留坡、縱向錯臺的施工方法（如圖 1 所示）；完成中洞施工后，兩側洞同步采用正臺階法自上而下分部掘進成環(huán)，不必縱向錯臺。中洞上半斷面宜采用環(huán)形開挖，盡可能保留核心土；下半斷面開挖時，邊墻宜采用單側或雙側交叉開挖，仰拱應盡快開挖，縮短全斷面封閉時間。
(5) 隧道開挖與初襯施工
隧道開挖平面順序（如圖 2 所示），采用短臺階法施工，初襯支護隨土方開挖邊開挖邊支護，根據(jù)隧道新奧法設計原理，遵循“超前護頂、短開挖、強支護、二次襯砌緊跟”的支護原則，每次開挖核心土和的進尺嚴格遵守“小于 1 m”的挖土原則，在縱向保持核心土和下臺階及仰拱土體的距離，確保隧道開挖的穩(wěn)定、安全。初襯支護采用 C25 噴射混凝土，φ8 鋼筋網(wǎng)（200 mm×200 mm）和加強格柵鋼架。
(6) 隧道二襯施工
隧道二襯施工中洞先行，邊洞隨后；中洞二襯分底板、鋼管柱和拱頂縱梁、拱頂二襯三部分施工，施工鋼管柱及拱頂縱梁、拱頂二襯以每一柱間跨度為一最小長度單位；先施工底板后鋼管柱及縱梁，最后是柱間的拱頂二襯施工。邊洞二襯施工隨土方開挖順序進行。二襯厚度均為 300 mm，采用 C30 防水混凝土。
4 安全監(jiān)測
為減少隧道暗挖施工時對現(xiàn)況路面的影響，在路面和洞內布置了沉降觀測點（如圖 4 所示），并在開工前測得了初始值，在施工過程中對路面沉降每天進行監(jiān)測，監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，在中洞第 1～5 步驟開挖時由于斷面較小，路面沉降值較小，在進行第 6 步驟（開挖中洞右側下部）時，路面沉降明顯加大，達到 17.1 mm（出現(xiàn)在路中位置，兩端相對要?。?，通過采取注漿加固和增加鎖腳錨桿，之后的沉降變化曲線開始緩和，總沉降量得到控制。
通過對洞內格柵鋼架軸力測點數(shù)據(jù)分析，鋼筋內力在每一步開挖時其結構受力形式均要進行轉換，在結構中洞左側拱部位置，測得格柵鋼架******軸壓力P=67.3 kN，從監(jiān)測數(shù)據(jù)可以看出，結構鋼筋基本處于受壓狀態(tài)，但都能滿足設計要求。
5 結 論
(1) 中洞法施工在土類—軟巖類的地質條件較好且施工受地下水影響較少的工程項目中，能取得良好的社會和經(jīng)濟效益。
(2) 本站場地圍巖均屬于Ⅵ級，圍巖的自穩(wěn)性差，如果未加處理措施，即使采取短進尺開挖，開挖面也會向下坍塌。而且暗挖段穿越石榴莊路，地下管線很多，所以必須使用超前支護輔助穩(wěn)定措施，拱頂范圍內采用大管棚間插小導管對地層注漿預加固。
(3) 對于局部含水較豐富的砂質粉土層，采用雙液注漿和大管棚施工，有效地防止了地下水的滲入，通過控制分層開挖高度，對維護基坑穩(wěn)定和確保安全施工起到了很好的作用。
(4) 中洞各工序完成后形成了一個龐大的剛體頂住上部土體，可以有效的控制地面沉降，保證施工安全。
(5) 采用隧道新奧法量測技術是中洞法施工的關鍵環(huán)節(jié)，通過信息化反饋指導動態(tài)設計和監(jiān)測安全施工，最終到達安全施工的預期目的。
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