青松嶺隧道設(shè)計(jì)及施工技術(shù)要點(diǎn)綜述

摘要：介紹青松嶺隧道設(shè)計(jì)思路和施工技術(shù)參數(shù)選擇方法，總結(jié)了該隧道施工的關(guān)鍵技術(shù)。

關(guān)鍵詞：隧道；設(shè)計(jì)；施工；襯砌

1工程概況

青松嶺隧道為承秦出海公路雙山子至大轉(zhuǎn)嶺段改建工程全線唯一的一座隧道，為全線重點(diǎn)控制工程。隧道設(shè)計(jì)總長(zhǎng)度430m，為曲線隧道，隧道采用單洞雙向雙車(chē)道。隧道進(jìn)口位于秦皇島市青龍滿族自治縣城西的頭道杖子村，出口位于青龍縣八道河鄉(xiāng)塔溝村境內(nèi)。我公司承建的第2合同段起訖里程為K35+510～K38+123.54，青松嶺隧道起訖里程為K36+205～K36+635。

2總體設(shè)計(jì)

2.1 隧道平縱面設(shè)計(jì)

隧道為曲線隧道，坡度為3.0%。

2.2隧道橫斷面設(shè)計(jì)

隧道采用行車(chē)道寬8.5m，兩側(cè)余寬各設(shè)0.75m，有效凈寬10.0m，有效凈高5m的建筑界限。斷面型式采用單心圓拱曲墻式襯砌斷面。

2.3襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

洞身段襯砌均按“新奧法”原理進(jìn)行設(shè)計(jì)，初期支護(hù)采用噴、錨、網(wǎng)、格柵鋼架支護(hù)，二次襯砌采用鋼筋混凝土或素混凝土襯砌，并視地層地質(zhì)條件增加長(zhǎng)、短管棚，超前錨桿等預(yù)加固措施。洞口根據(jù)地形、埋深及地質(zhì)情況，進(jìn)出口設(shè)計(jì)為臺(tái)階帶翼墻式洞門(mén)。洞口明洞襯砌采用防水鋼筋混凝土，厚度80cm。仰坡及明洞頂根據(jù)偏壓、淺埋地段結(jié)合地質(zhì)條件采取噴、錨、網(wǎng)、反壓回填等措施。

隧道復(fù)合式襯砌支護(hù)參數(shù)見(jiàn)表1。

2.4洞身防排水設(shè)計(jì)

按照以“排、防”為主，“防、排、堵、截”相結(jié)合的綜合防排水設(shè)計(jì)。其各段防、排水情況如下：洞外根據(jù)地形情況，在洞口上邊、仰坡外側(cè)設(shè)置與地形相應(yīng)的截水溝，將邊坡水引出隧道區(qū)，進(jìn)入天然溝渠中排走。

2.5 隧道內(nèi)路面

由于隧道路面維修困難，隧道內(nèi)路面采用水泥混凝土剛性路面，路面厚24cm厚35號(hào)防水混凝土，基層為厚30cm的20號(hào)混凝土。下設(shè)10～23cm15號(hào)混凝土找平層。

2.6 抗震

洞門(mén)墻采用臺(tái)階帶翼墻式整體式混凝土結(jié)構(gòu)，并且與鄰近一組襯砌與擋（護(hù)）墻同時(shí)施工，接縫間采用短鋼筋連接，以增強(qiáng)其整體抗震能力。

3 整體施工技術(shù)

3.1 總體施工工藝流程

超前支護(hù)——上半斷面開(kāi)挖——初期支護(hù)——落底——接馬口——仰拱開(kāi)挖——仰拱回填——中心排水管——路面調(diào)平層——防水板——矮邊墻澆筑——二次襯砌——側(cè)溝、電纜槽施工——路面——運(yùn)營(yíng)輔助設(shè)施

3.2 關(guān)鍵施工工序

3.2.1 超前支護(hù)

在進(jìn)洞及S2型襯砌軟弱圍巖區(qū)對(duì)圍巖進(jìn)行超前支護(hù)，采用φ50超前小導(dǎo)管，高壓注漿。小導(dǎo)管長(zhǎng)5m，仰角50，兩個(gè)循環(huán)后采用φ42超前小導(dǎo)管，高壓注漿。4個(gè)循環(huán)后采用φ32螺紋鋼超前錨桿。超前小導(dǎo)管或超前錨桿每2個(gè)循環(huán)重復(fù)100厘米，每個(gè)循環(huán)中，導(dǎo)管或錨桿間距40厘米，根據(jù)具體地質(zhì)情況控制設(shè)置范圍，加固巖體。

3.2.2 開(kāi)挖

Ⅲ、Ⅳ類圍巖采用上、下半斷面分步開(kāi)挖，支護(hù)緊跟，遵循“弱爆破、短進(jìn)尺、少擾動(dòng)、早噴錨、勤測(cè)量、緊封閉、早成環(huán)”等原則。

3.2.3 初期支護(hù)

Ⅲ類圍巖支立格柵鋼架，采用潮濕（部分采用模噴）技術(shù)進(jìn)行噴射混凝土施工。同時(shí)加強(qiáng)檢測(cè)檢驗(yàn)，增加鉆孔取樣頻率，做好質(zhì)量控制。

3.2.4 二次襯砌

根據(jù)隧道設(shè)計(jì)特點(diǎn)，確定采用長(zhǎng)8cm的液壓大模板穿行式襯砌臺(tái)車(chē)。模板采用液壓系統(tǒng)自動(dòng)升降伸縮，自動(dòng)行走，人工振搗結(jié)合附著式振搗器。臺(tái)車(chē)上部預(yù)留φ1.6m的風(fēng)管套筒，保證了襯砌臺(tái)車(chē)可以在不拆卸通風(fēng)管的情況下自由穿行，解決了通風(fēng)管道過(guò)臺(tái)車(chē)時(shí)縮徑、彎曲及移動(dòng)臺(tái)車(chē)須停止的難題，保證了洞內(nèi)的正常的通風(fēng)，提高了臺(tái)車(chē)的作業(yè)效率。

3.3 風(fēng)、水、電配置

3.3.1 洞內(nèi)施工通風(fēng)采用獨(dú)頭壓入式通風(fēng)，配置天津產(chǎn)TZ63-62.5型（風(fēng)量1800m3/min）風(fēng)機(jī)一臺(tái)，1.4m軟制風(fēng)管送風(fēng)。空壓機(jī)站配2臺(tái)22m3電動(dòng)空壓機(jī)。隨時(shí)保證洞內(nèi)施工。

3.3.2 施工用水采用深層地下水，日供水300m3，滿足施工需要。

3.3.3 施工用電采用在洞口設(shè)一座10kv高壓變電站，380v進(jìn)洞。施工初期變壓器總功率1250kv，滿足施工要求。

4 施工技術(shù)要點(diǎn)

4.1 TSP-202地質(zhì)超前預(yù)報(bào)技術(shù)

針對(duì)青松嶺隧道地質(zhì)差、有斷層、圍巖節(jié)理裂隙十分發(fā)育，風(fēng)化嚴(yán)重，且裂隙間有泥質(zhì)物質(zhì)填充，整合性差，極易發(fā)生掉塊和坍塌的特點(diǎn)，我們指派專職地質(zhì)人員運(yùn)用TSP-202對(duì)全隧先后進(jìn)行6次勘察，同時(shí)在隧道開(kāi)挖過(guò)程中進(jìn)行拱頂下沉量測(cè)、周邊位移量測(cè)、地表下沉量測(cè)、地質(zhì)及初期支護(hù)狀態(tài)觀測(cè)并匯出地質(zhì)斷面素描圖。

4.1.1 在距設(shè)計(jì)斷層破碎帶50m實(shí)施超前地質(zhì)預(yù)報(bào)。

4.1.2 根據(jù)預(yù)報(bào)結(jié)果進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)跟蹤調(diào)查，組織人員對(duì)設(shè)計(jì)、預(yù)報(bào)和地質(zhì)調(diào)查結(jié)果進(jìn)行綜合該分析、比較，進(jìn)一步確定斷層破碎帶的準(zhǔn)確位置及地質(zhì)、富水狀況。

4.1.3依據(jù)分析的結(jié)果研究確定相應(yīng)的開(kāi)挖、支護(hù)方案，從思想、人員、物資、設(shè)備上提前做好準(zhǔn)備。

實(shí)踐證明：TSP-202探測(cè)解釋的成果基本是有效和準(zhǔn)確的，結(jié)合跟蹤地質(zhì)調(diào)查工作，能有效地查明掌子面前方150m以內(nèi)的斷層破碎帶、地下水等不良地質(zhì)的存在、性能、位置和規(guī)模，判斷精度可達(dá)85%以上。

4.2 斷層破碎帶施工技術(shù)

遵循“弱爆破、短進(jìn)尺、少擾動(dòng)、早噴錨、勤測(cè)量、緊封閉、早成環(huán)”等原則，采取小半斷面或微臺(tái)階開(kāi)挖的施工方法。

4.2.1 超前支護(hù)采用φ50超前小導(dǎo)管，高壓注漿。小導(dǎo)管長(zhǎng)5m，仰角50，兩個(gè)循環(huán)后采用φ42超前小導(dǎo)管，高壓注漿。4個(gè)循環(huán)后采用φ32螺紋鋼超前錨桿。超前小導(dǎo)管或超前錨桿每2個(gè)循環(huán)重復(fù)100厘米，每個(gè)循環(huán)中，導(dǎo)管或錨桿間距40厘米，增加可支護(hù)強(qiáng)度。

4.2.2 圍巖開(kāi)挖后迅速噴射混凝土封閉巖面，運(yùn)用模噴工藝進(jìn)行初期支護(hù)。模噴減少了噴射回彈造成的空氣污染，且工效繳噴射混凝土提高1/3，速凝劑的使用量過(guò)大造成的混凝土后期強(qiáng)度降低。

4.2.3 在軟弱圍巖段，尤其是在隧道坍塌處理過(guò)程中，初期支護(hù)由原設(shè)計(jì)的鋼格柵改為工字鋼支撐，并在二次襯砌時(shí)，加厚襯砌混凝土厚度，采用80cm厚。

4.2.4 實(shí)施圍巖監(jiān)控量測(cè)工作。

4.2.5 加強(qiáng)施工排水、防止積水造成隧底軟化而危及支護(hù)安全。

4.3 模噴技術(shù)

在青松嶺隧道施工中部分Ⅲ類圍巖及斷層破碎帶、坍塌處理中采用了模噴技術(shù)。采用模噴技術(shù)徹底解決了混彈凝土回難題，洞內(nèi)作業(yè)環(huán)境顯著改善，每循環(huán)作業(yè)時(shí)間縮短了1/3。經(jīng)對(duì)模噴地段鉆芯取樣檢測(cè)，結(jié)果表明，混凝土試件較模噴混凝土試件強(qiáng)度平均提高5%-15%。

4.4 襯砌混凝土檢測(cè)技術(shù)

施工過(guò)程中主要采用標(biāo)準(zhǔn)試件檢驗(yàn)技術(shù)、實(shí)體混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)技術(shù)（超聲波法、取芯法、拔出法）、雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)等。通過(guò)多種檢測(cè)技術(shù)在隧道工程不同部位的綜合運(yùn)用，準(zhǔn)確的判斷了混凝土的質(zhì)量，達(dá)到了施工過(guò)程工程質(zhì)量的目的。