軟巖地層特大斷面隧道“中柱巖墻聯合支護法”施工工法中交一公局第三工程有限公司靳志強2014年3月5工程應用情況4關鍵技術創新點與施工工藝操作要點3工藝原理2工法特點1工法產生背景6社會經濟效益7工法視頻資料（11′40″）交流材料提綱重慶市軌道交通六號線二期BT三標段由中交一公局第三工程有限公司承建，項目位于重慶市北碚區，主要工程內容為天生站、五路口站兩座暗挖車站和TBM掉頭段。建設周期為2009年10月~2013年5月。1工法產生背景

1.1工程背景BT三標段車站位于重慶市北碚區鬧市街區，其中天生站位于天生路下大致呈南北向布置，人流、車流密集，沿街為大量8層居住樓，洞室圍巖以砂巖為主，主要為Ⅲ級、部分Ⅳ級。洞頂最大埋深為16m，巖層最薄處不足3m。五路口站位于中山路上，上方為北碚區老城的步行街。周邊環境較為復雜，沿街為大量80年代初期建設的8層居住樓，洞室圍巖以砂質泥巖為主，主要為Ⅳ級、部分Ⅴ級，地質條件較差。洞頂最大埋深為14m，巖層最薄處不足4m。1工法產生背景

1.2技術背景（難點）天生站、五路口站主體結構最大開挖斷面寬20.59m，高18.09m，暗挖最大斷面面積326m2，TBM調頭段最大開挖斷面寬24.54m，高16.64m，暗挖最大斷面面積342m2，屬于特大斷面暗挖隧道。1工法產生背景主車站采用曲墻+仰拱的五心圓馬蹄形斷面天生站～五路口站區間結構采用馬蹄形斷面充分依托建設工程，結合工程技術特點和難點總結形成了《軟巖地層特大斷面隧道“中柱巖墻聯合支護法”施工工法》，解決了實施工程中的圍巖差、周圍建筑和環境影響敏感性高、特大斷面以及工程推進速度等諸多難題。過程中還取得了2項實用新型和1項發明專利成果；經交通部科技信息研究所查新，得出該施工技術國內未見技術特點相同的文獻報道，在國內具有新穎性。工法關鍵技術經中國公路建設行業協會組織專家評審鑒定，鑒定結果為該項目達到國內領先水平。該工法成果在獲得2013年度工程工程工法的同時，還獲得了2013年度重慶市級工法、2011~2012年度中國交建工法、2012年度中交一公局工法。1工法產生背景

1.3技術水平本工法相對于雙側壁導坑法，施工作業空間增大，隧道上下斷面可分別進行開挖支護，人工機械易操作，相對獨立，可減少相互干擾，工效提高，成本降低。2工法特點

2.1工法特點施工實體圖2工法特點

2.2施工工法形成說明雙側壁導坑法原設計施工方案臺階分部臨時支撐法過程改進施工方案中柱巖墻聯合支護法最終采用施工方案優點：施工安全能夠得到保證、地層變形和沉降能夠得到控制。缺點：主要表現在施工工序多、速度慢，同時施工成本也非常高。優點：大大提高了施工速度，施工成本也相應降低。缺點：其拱頂變形和地表沉降控制指標明顯偏大，存在較大的施工安全風險。優點：施工速度提高，施工成本降低；地層變形和沉降能夠控制，施工安全有保證。缺點：施工速度較臺階分部臨時支撐法稍微慢一些。初步調整不斷改進根據方案比選分析和實際驗證（施工過程采用了有限元仿真模擬分析和實際監控量測分析），綜合考慮工期、成本、安全性等因素，“新型開挖法—中柱巖墻聯合支護法”較雙側壁導坑法和臺階分部臨時支撐法，更加適合本項目的工程的施工。2工法特點

2.3三種開挖方法的綜合對比

施工方法數值計算最大值（mm）監控量測最大值（mm）研究斷面上整個車站區域內拱頂變形地表沉降里程拱頂變形地表沉降拱頂變形地表沉降雙側壁導坑法3.22.5-----臺階分部臨時支撐法15.512.7K60+590231718～3515～23中柱巖墻聯合支護法10.77.5K60+760141112～249～16地鐵車站開挖方法綜合對比分析1施工方法循環進尺（m）日進尺（m）緊急情況處理地層變形控制施工安全性臨時支護施工組織作業區域臨空空間機械作業雙側壁導坑法0.5～1.01容易可控較好多復雜較小較小小型臺階分部臨時支撐法0.5～12難一般一般較少易較大較大可以中柱巖墻聯合支護法1.01～1.5可處理容易好少一般大大可以地鐵車站開挖方法綜合對比分析2

拱頂最大變形和地表最大沉降施工控制值為30mm中柱巖墻聯合支護法與雙側壁施工方案相比有如下優點：①大大加快了施工進度，縮短施工工期,每循環進尺1.0m,日進尺1.0～1.5m；②除特殊情況下，豎向臨時支撐可以在初期支護完成之后進行，具有寬闊的操作空間和充足的施工時間，較雙側壁導坑法更具有靈活性。③對于堅硬的砂巖來說，不用進行側壁導坑的開挖，和常規的臺階法開挖相似，操作相對容易。2工法特點

中柱巖墻聯合支支護法是基于新新奧法原理，將將特大斷面隧道道劃分上下斷面面施工。上斷面面利用支通道采采用臺階法進行行開挖、支護，，并新增加中心心豎向鋼砼柱墻墻臨時支撐體系系和水平鋼支撐撐；下半斷面利利用主通道進行行開挖、支護，，并預留中柱及及巖墻；在巖墻墻施工對拉錨桿桿，以保證完整整及穩定性。整整個斷面結構在在開挖過程中，，豎向鋼砼立柱柱和水平鋼支撐撐與初支拱架形形成封閉結構，，受力簡單、明明確，有效控制制圍巖的變形。。3工藝原理3.1工藝原理適用范圍：適用用于較復雜、Ⅳ～Ⅴ級、軟巖地層，，開挖斷面在250～350㎡范圍的暗挖隧道道。3.2適用范圍對于特大斷面隧隧道暗挖施工，，常規方法有：：臺階臨時仰拱拱法、中隔壁法法（CD法）、交叉中隔隔壁法（CRD法）、中洞法、、雙側壁導坑法法、洞樁法等。。依托重慶軌道道六號線二期BT三標的施工實踐踐，借鑒中柱法法，將CD法與中柱法相結結合，利用巖柱柱支撐與中柱共共同受力，達到到開挖支護的同同步并進，減少少中柱開挖施工工所占用的時間間，開展關鍵技技術研究與聯合合攻關，創新性性的提出了“中柱巖墻聯合支支護施工工法””。在大斷面地鐵車車站施工中，該該工法克服了工工序多、干擾大大等問題，在保保證了安全和質質量的情況下，，進度加快明顯顯，大大節省了了工期。工法具具有較高的先進進性和較強的創創新性，而且操操作簡單，易于于推廣，有較高高的推廣應用價價值。4關鍵技術創新點點與施工工藝操操作要點4.1關鍵技術創新點點以依托工程的兩兩座車站和TBM掉頭段施工為例例，充分考慮底底層特性和斷面面尺寸參數，采采用中柱巖墻聯聯合支護法工法法進行了車站暗暗挖施工。一方面減少了施施工步序，降低低了施工干擾，，加快了施工進進度，且施工成成本大大降低；；另一方面在開開挖過程中，豎豎向鋼砼立柱和和水平鋼支撐與與初支拱架形成成封閉結構，受受力簡單、明確確，有效控制圍圍巖的變形，減減小了對工程周周邊居民的影響響，保證了施工工安全和施工質質量，社會效益益不可估量。4關鍵技術創新點點與施工工藝操操作要點4.2解決的技術難題題中柱巖墻聯合支支護法分為7個臺階，支護工工序12步序，具體如下下：4關鍵技術創新點點與施工工藝操操作要點4.3施工工法步序說說明施工工藝步序橫橫斷示意面施工步序：（后后面的視頻資料料有詳細介紹，，此處不作詳細細敘述）4關鍵技術創新點點與施工工藝操操作要點第一步：上斷面左上臺階階的開挖、支護護和水平鋼支撐撐施工第二步步：上上斷面面右上上臺階階的開開挖、、支護護和水水平鋼鋼支撐撐施工工第三步步：新新增中中心豎豎向鋼鋼砼柱柱墻臨臨時支支撐體體系施施工第四步步：下下斷面面左中中臺階階的開開挖、、支護護4關鍵技技術創創新點點與施施工工工藝操操作要要點第五步步：核核心土土上部部施加加對拉拉錨桿桿第六步步：下下斷面面左下下臺階階的開開挖、、支護護第七步步：下下斷面面右中中臺階階的開開挖、、支護護第八步步：下下斷面面右下下臺階階的開開挖、、支護護施工步步序：：4關鍵技技術創創新點點與施施工工工藝操操作要要點第九步步：左左右下下臺階階底部部仰拱拱、回回填施施工第十步步：豎豎向鋼鋼砼立立柱、、上部部水平平鋼支支撐的的拆除除第十一一步：：核心心土開開挖及及砼回回填第十二二步：：二襯襯鋼筋筋砼澆澆筑施工步步序：：4關鍵技技術創創新點點與施施工工工藝操操作要要點1）上半半斷面面左右右臺階階開挖挖高度度以8m為宜，，上下下臺階階之間間相距距3～5m，左右平行臺階之之間相距6～10m。2）初期支護噴射砼砼強度達到設計70%以上，方可進行下下臺階開挖支護，，噴射砼厚度邊墻墻為70～100mm，拱頂50～60mm。3）中下臺階邊墻拱拱架采用單側或雙雙側交錯開挖，不不得使上部結構同同時懸空。4）初支拱架安裝基基面應堅實并清理理干凈，必要時進進行預加固。高強強應螺栓采用正反反安裝。5）下半斷面開挖后后要及時進行仰拱拱回填封閉。4.4施工工藝操作要點點4關鍵技術創新點與與施工工藝操作要要點7）中心豎向鋼砼柱柱墻臨時支撐體系系的拆除長度，應應根據監控量測數數據與地質情況結結合確定，一般為為1～2個臺車的工作長度度為宜，本項目為為1個臺車工作長度。。8）二襯混凝土強度度達到75%以上，才可進入下下循環的爆破開挖挖。如有裂縫等異異常情況時，查明明原因后，采取相相應整改措施進行行下工序。9）拱頂沉降、收斂斂和位移等監測點點布設，須同時錨錨固到初支和圍巖巖內部。并增設中中柱與巖墻的監測測項目，如圍巖壓壓力、鋼筋應力、、位移等。在重慶市軌道交通通六號線二期BT三標段的天生站和和五路口站，以及及TBM掉頭段中得到了應應用。（工程背景景已在前面做了介介紹，此處不再重重述）實踐證明，，中柱巖墻聯合支支護法替代了雙側側壁導坑法，是可可行、有效的，有有積極的推廣意義義。另外我公司本年度度在重慶軌道交通通環線的“重慶市市軌道交通環線上上橋車站、鳳鳴山山車站及區間隧道道工程”中，上橋橋站為特大斷面暗暗挖車站，將繼續續應用該工法進行行施工，并結合施施工實際對工法提提出改進和修正意意見。5工程應用情況重慶市軌道交通六六號線二期北段BT三標采用本工法在在保證了施工安全全的前提下，工程程整體縮短了15%的工期，節省了約約6%的施工成本。天生站和五路口站站采用“中柱巖墻墻聯合支護”施工工與原設計費用基基本持平。初步考考慮到項目投資利利息、項目管理費