科学组织优质施工创造地铁矿山法施工新速度

科学组织优质施工创造地铁矿山法施工新速度

申五刚

中煤矿山建设集团安徽宿州234000

摘要：本文主要介绍中煤三建城市交通建设分公司在武汉地铁27号线纸坊停车场出入场线矿山法施工中，克服浅埋下穿地面建筑物，以及所处地层岩溶发育等不利条件，通过加强组织管理、优化施工工艺，从2017年1月份开工至同年5月份贯通，比业主安排的节点工期提前3个月完成。尤其是在3月～5月份施工中分别创出单线单头施工156m、162m、163m的佳绩，创造了矿山法施工的新速度，实现了安全无事故，工程质量全优，标准化施工达标的目标。

关键词：组织管理；优化工艺；矿山法施工；新速度

1、工程概述

工程简介：武汉轨道交通27号线纸坊停车场出入场线采用矿山法施工，区间全长1286m，中间设一座竖井，竖井至停车场方向为大里程方向，设计为双洞双线隧道，本文主要介绍该大里程区间。区间施工自纸坊停车场往北以700m半径曲线和24‰～30‰的下坡进入竖井，其中出场线693m，入场线710m，区间中间位置设一条联络巷，区间暗挖段最大埋深56m，最小埋深5.7m。隧道设计断面为马蹄形，掘进断面38.8㎡，支护形式为初支采用锚网+钢格栅喷射混凝土支护，二次衬砌采用钢筋混凝土支护。该区间自2017年1月份出场线开挖，2月份入场线线开挖，同年5月份出场线贯通，6月份入场线贯通。

2、施工方案及重难点施工

（1）施工方案

根据隧道断面尺寸及所处地质条件，区间采用台阶法施工，施工时严格遵循新奥法“管超前、严注浆、短开挖、快封闭、强支护、勤量测”施工原理。

施工工艺流程为：安装超前小导管→上台阶开挖→检查断面尺寸→安装拱部钢格栅及铺设网片→安装帮部锚杆→安装固定锚杆及锁脚锚管→喷射混凝土→下台阶开挖（含仰拱）→安装下部钢格栅及铺设网片（封闭成环）→喷射混凝土→仰拱临时回填。

支护参数为：超前小导管安装范围为拱部150°范围内，小导管规格为Φ42mm×3500mm，间距300mm，倾角5～15°，直接用风锤带管打入，两排小导管之间搭接1500mm；钢格栅间距500mm，帮部锚杆为Φ20mm×3000mm，间距1000×1000mm；锁脚锚管为Φ42mm×3000mm，每架钢格栅4根。

掘进方法：根据隧道所处岩层不同，分别采用的施工方法为：红黏土层采用挖机直接开挖，上台阶单循环进尺500mm，下台阶单循环进尺1000mm；风化硅质岩层采用挖机+破碎锤开挖，上台阶单循环进尺1000mm，下台阶单循环进尺2000mm；风化灰岩层采用控制爆破方法，单循环进尺2000mm。

上下台阶步距始终保持在6～8m，下台阶要左右侧错步开挖，以防两侧钢格栅同时悬空，开挖后钢格栅及时封闭成环。

（2）重难点施工

隧道浅埋下穿地面建筑物是工程难点：区间自停车场暗挖起点45～60m处穿越地面2～3层民房，隧道顶板至民房基础底板最小净距为7.8～8.9m，在下穿时容易造成地面沉降过大，建筑物倾斜、开裂，甚至倒塌的安全威胁。采取的措施为：施工前采用超前管棚注浆支护，加强围岩的支撑力；开挖时全部采用机械开挖，减少对围岩的扰动；缩短单循环进尺，开挖1架钢格栅间距，支护一架，封闭成环一架；同时加强对顶板沉降、净空收敛、地面沉降、建筑物倾斜的监控量测。

区间初支效果图

岩溶治理是工程施工重点，同时也是难点：由于该区段地形地貌复杂，尤其是下穿青龙山段岩溶数量多，分布广，且含水，同时受地面建筑物及地形影响无法进行地面处理，在施工中多处遇见岩溶。为确保施工安全，施工前首先采用综合超前物探和洞内地质超前钻探的方法探明溶洞分布具体位置、大小、方位、充填情况、含水情况、可能出现的突水、突泥量大小等情况，然后提前采取措施进行岩溶治理。要根据溶洞所处位置采取不同的方法治理，如溶洞全部处于洞内，在排除突水、突泥威胁后直接挖掉；如溶洞部分进入洞内或位于洞外处理范围之内，采用超前注浆的措施。对于无充填或半充填式溶洞采用间歇式静压注浆工艺，通过注浆管借助压力分次将浆液（水泥浆）注入到溶洞中，以达到充填溶洞孔隙，注浆压力控制在0.3～0.5MPa范围内；对于全充填的溶洞采用压力注浆工艺，通过一定压力将浆液（水泥浆+水玻璃）通过注浆管注入到溶洞填充体裂隙中，以达到胶结破碎岩体、驱走颗粒间的空气和水分，经过一段时间，浆液将原来的松散体胶结成一定强度的固体，从而使溶洞得到充填和加固，单液浆水灰比为1.0，注浆压力不超过0.5MPa。

3、组织管理

（1）加强劳动组织，优化资源配置

由于地铁矿山法施工有着井下地面相结合，矿建与土建相配合，场内管理与场外协调相关联的特点，公司在项目管理团队与与施工队伍的组建上打破传统的人员配置思维，积极探索新的劳动组织形式，采用了因岗设人、一人多岗的组织形式，合理调整劳动力结构，以适应工程需要。在完善定额定员，优化劳动组织结构，确保安全生产的前提下，充分发挥职能交叉作用，科学合理地设置工作岗位，测定岗位工作量，按量、按岗位定员，根据工程实际工作所需合理调配按置人员，满足生产所需劳力。

区间出场线和入场线由两支队伍分别施工，作业方式采用“滚班制”，分三个班，每班以完成一定的工作任务为考核标准；经项目部统计核算采用“滚班制”作业与正常的“三八制”作业相比，同样的工作量由原来的8h缩短到6.5h。

项目部劳动组织如下表：

（2）建立激励机制，提高施工效率

在开工之前公司就制定了公平、合理、健康竞争的激励机制，以提高施工效率。同时根据工程总体部署，制定了总体进度计划，月进度计划，根据月进度计划制定了“台阶奖”，以每月90m进度为基数，每5.0m为一个台阶进行奖励；项目部根据公司制定的奖励办法，制定了“指标奖”分解到班组，每班1.0m进尺为基数，每增加0.5m为一个台阶进行奖励，每班完成任务后经项目部专职质检员验收合格后当班签字确认，同时制定了安全一票否决制制度。经每月统计核算在3月、4月、5月份的奖金额达到了工人工资总额的36.5%，同时施工进度也分别提高了173%（156m）、187%（162m）、201%（163m），取得了良好效果。

4、结束语

地铁矿山法施工是一种特殊的施工方法，主要适用于复杂的地质条件和施工环境，施工方法通常采用爆破法施工，同时多在市区施工，影响施工的因素很多，施工进度较慢。因此，在无法解决客观存在的影响因素下，通过加强施工组织管理，优化施工工艺，提高施工进度是一种有效的方法。