大拱脚临时支撑在轨道交通暗挖隧道软弱地段施工技术应用

贺应学 张付刚

摘 要：在轨道交通暗挖隧道软弱地段施工中经常会应用大拱脚作为临时支撑手段，大拱脚临时支撑也是隧道软弱地段施工应用技术中较为成熟的一种。本文以贵阳轨道交通1号线施工10标大关到贵阳北站暗挖区间隧道为例，分析了大拱脚临时支撑在轨道交通暗挖隧道软弱地段施工中的应用，阐述了主要的应用措施、施工工序和注意事项。

关键词：大拱脚；隧道；软弱地段

在隧道暗挖施工中，如果施工段有软弱地段，则要进行相应的支撑技术处理措施，针对不同的隧道施工特点和地质情况，选择的支撑方式也不尽相同。大拱脚临时支撑是隧道软弱地段施工中常用的一种支撑方式，大拱脚具有支撑效果好、施工简便等特点。在贵阳轨道交通1号线施工10标大关到贵阳北站暗挖区间隧道施工中，对于软弱地段的支撑技术处理便是应用的大拱脚临时支撑方法，在施工过程中对于大拱脚临时支撑的应用也存在一些技术要点。

1 工程概况

贵阳轨道交通1号线施工10标大关到贵阳北站暗挖区间隧道总长度950m，隧道地质结构较为复杂，在隧道YDK11+695-805段存在110m范围的断层碎裂带，并且存在岩溶裂隙发育。该段地下水位较高，最大涌水量为38450m3/d，经常性涌水量为1520m3/d。基于地质条件判断该段为隧道软弱地段，而且在施工中会经常伴有突泥情况发生，开挖后掌子面、拱顶、侧墙压力较大。

2 主要施工措施

2.1 选定支撑方案

隧道开挖后，通过地质勘探发现隧道规划路线中存在约110m长度的断层碎裂带，在进行物探分析确定该段为软弱地段。在研究解決支撑方案中，由于大拱脚方案支撑效果较好，并且施工便利，符合施工需求，随选定大拱脚临时支撑为该隧道软弱地段的支撑方案。针对该隧道软弱地段特点，在施工中采取相关措施，应用了大拱脚临时支撑方式进行挖掘支撑。在隧道两侧加设大拱脚临时支撑，用I18工字钢设置横支撑，并且进行焊接固定，采用喷射混凝土作为临时仰拱，在临时仰拱上竖向支撑I18工字钢。

2.2 施工技术要点

在大拱脚临时支撑施工中，主要有以下几个技术要点：

在隧道挖掘中，其软弱地段的粘土层为淤泥塑流状时对于支撑系统会造成较大的压力，因而在拱架外侧设置上一般采取钢插板的方式来增强抗压能力，钢插板密集排列，保证受力均匀。密集排列钢插板10-30cm，在单元接头处通过纵向连接工字钢将各个单元的工字钢连接为一个整体受力。

上下台阶开挖过程中，要减小拱架沉降，上台阶左右侧通过加设槽钢腰梁的方式增强拱架抗压能力，挖掘下台阶是在腰梁处增设临时支撑，通过这种结构构成完整的力学传换体系，避免拱架受到过大压力而下沉[1]。钢架施工中，应当保证连接的牢固性，用高强螺栓及16mm厚连接钢板连接，并且进行焊接加固，焊接中不能漏焊，保证焊接的连贯性。挖掘中使用微台阶施工方法，控制上下台阶的距离在3.5m左右。

在仰拱以下掘进中，如果存在较深的淤泥或者软土，则要打设I18工字钢进行竖向支撑，工字钢要一直打至岩面，并且深入一定程度。并且在工字钢之间通过焊接钢筋将其连接为一个整体，均匀受力，之后填埋3m以上的混凝土进行加固。

做好地表安全防护工作，对地表基坑周围做围护，爆破时做好相关防护与协调工作，在掌子面施工中进行完善的地质勘探，通过超前地质扫描等方法判断掌子面前方地质情况，根据地质结构特点进行大拱脚临时支撑系统的细节化优化设计，如完善传力系统、完善加固系统等等。

3 施工工序

首先，进行拱部超前支护施工并且挖掘1部，利用钢架作为超前支护的框架，初喷4cm厚混凝土，铺设钢筋网，并且用I18工字钢当做临时支撑架设大拱脚钢架，依照设计要求设置锁脚锚杆、定位锚杆，架设完成后再喷混凝土至设计厚度。

1部挖掘施工完成后，滞后一段距离进行2部挖掘施工，同1部支护施工相同，初喷4cm厚混凝土，铺设钢筋网，链接钢筋网组成封闭环后复喷混凝土。

初期支护工作完成后进行相关检验，确定支护收敛后进行横撑拆除，拆除横撑中应当注意要确定初期支护已经达到拆除要求，切忌提前拆除。拆除完成后进行仰拱混凝土浇筑，浇筑混凝土要提前进行检验，确认合格后并且在完成仰拱刚钢筋结构检查后再进行浇筑。依照施工设计方案，将仰拱混凝土浇筑至设计高程，并且做好相关防护工作。

4 施工注意事项

4.1 地质勘查

大拱脚临时支撑在轨道交通暗挖隧道软弱地段施工中的应用时，应当首先做好相关地质勘查工作，如超前地质扫描、物探、地质分析等等，确定隧道软弱地段的地质成分、范围、结构特点等等。针对不同地质特点和工程特点的大拱脚临时支撑施工是不同的，因而做好地质勘查工作便是施工方案制定的基础依据，如果施工段的地质条件较为复杂，还要勘探其水文、天气等影响因素[2]。利用物探方法确定软弱地段的地质成分，这一点对于设计大拱脚临时支撑方案有着重要影响，针对不同的地质成分进行相应设计改良，在施工中采用一些相关加固手段。通过勘查隧道中的软弱地段长度范围，设置相关长度的大拱脚临时支撑范围，如果软弱地段过长，则要采取一些特殊技术处理措施。

4.2 安全防护工作

在大拱脚临时支撑施工中，由于隧道软弱地段的地质结构和地质成分组成一般较为复杂，可能在施工中发生突泥、坍塌等事故，因而做好安全防护工作便是重中之重。针对工程施工特点进行相关防护工作，如果在一些工程施工中，软弱地段安全隐患较高，应当采取一些特殊的防护措施，大拱脚临时支撑分段进行，在保证前一段支撑牢固后再进行下一阶段的施工。在进行复合式衬砌段施工时，应当及时进行安全参数测量，依照设计要求对监测结果进行分析，根据分析结果确定第二次衬砌的支护参数。如果在支撑时，由于软弱地段结构特点造成的压力较大，可以采取多重加固的方式，在密接铺设钢板的接触上，再次进行加固和钢板铺设，做好大拱脚临时支撑的加固防护工作。同时，在施工中要对施工人员进行严格要求，严格遵守施工操作规范，并且进行实时检查，如果发现存在施工安全隐患要及时进行指正。施工过程中，做好监测和相关数据记录工作，在施工结束后将记录数据进行总结分析，形成施工经验，以指导下一步工序的施工。

5 结束语

在轨道交通暗挖隧道施工中可能存在软弱地段，对于软弱地段的支持防护工作是重点施工内容，大拱脚临时支撑作为一种十分成熟的支撑技术也在隧道软弱地段支撑中被广泛的应用。贵阳轨道交通1号线施工10标大关到贵阳北站暗挖区间隧道中存在110m长度的软弱破碎地段，该地段的施工措施便是应用了大拱脚临时支撑，于2013年12月施工完毕，通过监控量测初支未发现沉降及变形，实施效果较好，顺利穿越了该段软弱断层破碎带的施工，确保了施工安全。在实施过程中，做好相关加强支护处理是重点施工工作，同时针对工程施工的不同特点，制定相应施工方案，严格做好施工监测和安全防护工作非常重要。

参考文献

[1]董子龙.单拱大跨地铁暗挖车站临时支撑拆除施工技术[J].山西建筑，2013，07：97～99.

[2]张国辉.青岛地铁大断面隧道双侧壁和大拱脚施工技术[J].山西建筑，2013，15：138～140.

[3]雷震宇.超小间距隧道的拆撑分析[J].同济大学学报（自然科学版），2008，07：932～936.