隧道中各部位開挖施工技術(shù)探討

摘 要 本文通過(guò)結(jié)合渝湘高速公路酉陽(yáng)至黔江段E2標(biāo)段存在的分離式特長(zhǎng)隧道情況，對(duì)隧道施工中存在的不同部位，如洞口、明洞及其洞身等開挖技術(shù)進(jìn)行了總結(jié)，提出了隧道各部位開挖過(guò)程中的控制措施，旨在為同類工程提供借鑒指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞 隧道施工；隧道開挖；洞身開挖

中圖分類號(hào) U45 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1673-9671-(2012)062-0160-01

1 工程概況

渝湘高速公路E2合同段主體為特長(zhǎng)隧道一座，分左右雙洞，左洞長(zhǎng)3 247米，右洞長(zhǎng)3 310米。本合同段隧道為重點(diǎn)工程，根據(jù)工程特點(diǎn)及工期要求隧道施工擬投入2個(gè)作業(yè)隊(duì)，分別負(fù)責(zé)隧道進(jìn)口端與出口端的施工。采取兩端向中心掘進(jìn)；形成開挖、支護(hù)、襯砌機(jī)械化作業(yè)線。

2 洞口、明洞與淺埋地段開挖

2.1 洞口土石方開挖

本隧道洞口及明洞段的開挖支護(hù)是本標(biāo)段的重難點(diǎn)工程，進(jìn)口端緊鄰國(guó)道G319線，洞口位置處于山體崩坡堆積層，組成巖性以灰?guī)r塊碎石為主，夾有少量亞粘土，結(jié)構(gòu)松散，受風(fēng)化作用影響嚴(yán)重，圍巖穩(wěn)定性極差；出口端洞口埋深較淺，且洞頂緊靠6戶居民房。進(jìn)口端施工前進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，對(duì)地表浮土及危石進(jìn)行清除，并將G319國(guó)道受施工影響的地段原漿砌片石護(hù)坡加高至洞口標(biāo)高位置，后對(duì)洞口周圍巖體進(jìn)行小導(dǎo)管注漿加固處理，在洞門施工時(shí)先輔以超前大管棚注漿支護(hù)，并在進(jìn)洞后采取邊開挖，邊對(duì)洞內(nèi)基底進(jìn)行小導(dǎo)管注漿加固，以確保進(jìn)洞施工安全；出口端進(jìn)洞前則先輔以超前小導(dǎo)管注漿支護(hù)。邊、仰坡外的截排水溝應(yīng)在洞口土石方開挖前完成。開挖前按設(shè)計(jì)對(duì)邊仰坡進(jìn)行放樣，土石方開挖至上而下順序分層開挖，土方采用反鏟開挖，人工配合刷坡。石方部位采用松動(dòng)爆破，嚴(yán)格控制炮眼部位朝向及炮眼深度和每次爆破的總裝藥量，同時(shí)做好防護(hù)措施。施工過(guò)程中要經(jīng)常檢查斷面，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)更正，邊仰坡采用隨挖隨時(shí)施作噴錨網(wǎng)防護(hù)以策安全。施工過(guò)程中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)山坡穩(wěn)定情況的觀測(cè)和監(jiān)測(cè)、檢查，坡頂設(shè)置觀測(cè)斷面，埋設(shè)觀測(cè)點(diǎn)，定時(shí)觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)采取措施。

2.2 明洞、洞門及洞門翼墻施工技術(shù)

1）明洞及洞門施工方法。隧道進(jìn)出口左右洞均為明洞、洞門一體的12米削竹式洞門。洞門施工采用先仰拱，后拱墻的施工方法。在施作仰拱時(shí)，保證基底設(shè)置在符合設(shè)計(jì)要求且穩(wěn)固的地基上，基坑的渣體、雜物、積水應(yīng)清除干凈，架立組合鋼模板綁扎鋼筋，并預(yù)留邊墻仰拱鋼筋接頭，經(jīng)檢查合格后，泵送砼施工。

拱墻襯砌采用模板臺(tái)車襯砌，測(cè)量放樣，安設(shè)臺(tái)車軌道，模板臺(tái)車就位，然后架立腳手架綁扎邊墻及拱部鋼筋并按設(shè)計(jì)安設(shè)預(yù)留洞及預(yù)埋件、立外模，經(jīng)監(jiān)理工程師對(duì)隱蔽工程檢查認(rèn)可后，刷涂脫模劑，砼由預(yù)制廠預(yù)制，砼運(yùn)輸車運(yùn)送，泵送砼入模。砼灌注的順序由下而上對(duì)稱連續(xù)澆筑，澆筑砼向內(nèi)跌落的高度不應(yīng)大于1.2 m，嚴(yán)禁采用導(dǎo)致集料分離的方式澆筑砼。若砼澆筑中斷時(shí)，應(yīng)在初凝以前將接縫處的砼搗實(shí)，并使縫面合理，形成均勻穩(wěn)定的坡度；在繼續(xù)澆筑新砼前，應(yīng)先鑿除硬化的前層砼表面上松軟層和水泥砂漿薄膜，并將表面鑿毛用壓力水沖洗干凈；并在舊砼達(dá)到2.5 MPa以上方可澆筑新砼。襯砌工作縫均按設(shè)計(jì)進(jìn)行防水處理。

2）明洞回填。削竹式洞門拱墻砼達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%后，先按設(shè)計(jì)要求施作復(fù)合防水層，安設(shè)縱、橫向排水盲管，再回填土石方。回填材料：靠近防水板及頂層回填材料采用粘土回填，以利于隔水和保護(hù)防水板；回填應(yīng)對(duì)稱進(jìn)行，每層厚度不大于30 cm，兩側(cè)回填的土面高度差不得大于0.5 m，夯實(shí)度不小于90%；注意使用機(jī)械回填時(shí)，需先用人工填筑夯實(shí)至拱頂以上1.0 m后，方可使用機(jī)械施工，且應(yīng)在回填土石全部完成后方可移動(dòng)模板臺(tái)車。

3 分離式隧道洞身開挖施工技術(shù)

本標(biāo)段隧道圍巖類型劃分有好至差采用Ⅱ～Ⅴ類及斷層帶。

3.1 斷層帶及Ⅴ類圍巖淺埋段開挖技術(shù)

3.1.1 支護(hù)形式

斷層段施工均采用S6復(fù)合式襯砌：D25中空注漿錨桿L=4m，間距100 cm×50 cm（縱向間距50 cm），呈梅花型布置；φ8鋼筋網(wǎng)，15 cm×15 cm；I18型鋼拱架，縱向間距50 cm；C20噴射混凝土厚25 cm；復(fù)合防水層；C25鋼筋混凝土襯砌厚50 cm。

Ⅴ類圍巖淺埋段采用S5a復(fù)合式襯砌：D25中空注漿錨桿L=3.5 m，間距100 cm×75 cm（縱向間距75 cm），呈梅花型布置；φ8鋼筋網(wǎng)，15 cm×15 cm；I18型鋼拱架，縱向間距75 cm；C20噴射混凝土厚25 cm；復(fù)合防水層；C25鋼筋混凝土襯砌厚45 cm。

3.1.2 施工方法

隧道斷層破碎帶地段與Ⅴ類圍巖淺埋段施工工藝采用微臺(tái)階分成上、中、下三步必要時(shí)采用CD法，開挖采用“環(huán)狀開挖留核心土”的施工方法，嚴(yán)格遵循“管超前、嚴(yán)注漿、短進(jìn)尺、弱爆破、早封閉、勤量測(cè)”的原則施工，掘進(jìn)循環(huán)進(jìn)尺控制在0.5 m～0.8 m。

1）超前注漿小導(dǎo)管預(yù)支護(hù)。①加工3.5 m/根的Ф42 mm、厚3.5 mm的熱扎無(wú)縫鋼管小導(dǎo)管，一端加工成尖錐型，距另一端100 cm的位置開始至尖錐端之間按梅花型間距為15 cm布設(shè)φ8的孔眼。以利于小導(dǎo)管的推進(jìn)和漿液滲入破碎巖體。②小導(dǎo)管安設(shè)如巖體松軟，采用風(fēng)鉆直接推送，如巖體堅(jiān)硬，先用風(fēng)鉆鉆眼成孔后在推進(jìn)就位。③施做小導(dǎo)管時(shí)，先噴混凝土4 cm厚封閉掌子面作為止?jié){墻，為注漿作好準(zhǔn)備。施做過(guò)程中，嚴(yán)格控制小導(dǎo)管的推進(jìn)方向，控制外插角，達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。④小導(dǎo)管施工順序?yàn)閺膬蓚?cè)拱腰向拱頂進(jìn)行。⑤小導(dǎo)管注漿參數(shù)為1：1的水泥漿液，注漿壓力0.5 MPa～1.0 MPa。

2）開挖。開挖為控制超欠挖及減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)，隧道斷層破碎帶地段施工工藝采用微臺(tái)階開挖，分成上中下三臺(tái)階。上臺(tái)階采用風(fēng)鎬開挖，掘進(jìn)循環(huán)進(jìn)尺控制在0.5 m～0.8 m。中臺(tái)階采用挖掘機(jī)開挖，開挖進(jìn)尺不大于1.5 m，上中臺(tái)階相距不超過(guò)3 m，下邊墻錯(cuò)開掘進(jìn)。

對(duì)于下部采用周邊預(yù)裂爆破，裝載機(jī)裝碴，自卸汽車運(yùn)輸。下部開挖完成后及時(shí)架立墻部鋼拱架、仰拱有鋼拱架的也及時(shí)施作，使初期支護(hù)成為一個(gè)整體。但必須注意上半部開挖底部標(biāo)高應(yīng)控制在拱腳以上20 cm左右，嚴(yán)禁拱腳懸空，拱部鋼拱架架立完成后，及時(shí)施作鎖腳錨桿，必要時(shí)采用φ42鋼花管注漿鎖定并與鋼架焊成一體，以防鋼拱架懸空時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，影響施工安全。

3）錨噴支護(hù)。開挖完成后測(cè)量檢查斷面，施作系統(tǒng)錨桿、

掛鋼筋網(wǎng)后初噴砼，按設(shè)計(jì)要求架立拱部鋼拱架，安設(shè)縱向連接筋，鋼拱架架立完成后要進(jìn)行中線、高程及凈空尺寸檢查（施工誤差，預(yù)留變形量為鋼拱架加工及架立時(shí)所必需考慮的）。經(jīng)檢查合格后，復(fù)噴砼至設(shè)計(jì)厚度，進(jìn)入下一循環(huán)。架設(shè)鋼拱架嚴(yán)格控制好間距，并必須架設(shè)在基巖上，防止沉降變形。初期支護(hù)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)施工。

3.2 Ⅳ類圍巖開挖技術(shù)

Ⅳ類圍巖無(wú)需施做仰拱，采用上、下斷面微臺(tái)階開挖的施工方法，上臺(tái)階長(zhǎng)度6 m～8 m，進(jìn)尺控制在1.0米以內(nèi)，在開挖前沿隧道縱向開挖輪廓線按超前小導(dǎo)管工藝施做超前錨桿；用裝載機(jī)裝碴，自卸汽車運(yùn)輸。開挖完成后，初噴砼2 cm，檢查修整斷面，標(biāo)定中線、高程，施作徑向錨桿、鋼筋網(wǎng)、架立格柵鋼架、安設(shè)縱向連接筋，鎖腳錨桿、復(fù)噴砼至設(shè)計(jì)厚度，進(jìn)入下一循環(huán)。

3.3 Ⅱ、Ⅲ類圍巖開挖技術(shù)

Ⅱ、Ⅲ類圍巖均無(wú)需施做拱架支護(hù)，采用全斷面開挖的施工方法，采用光面控制爆破，進(jìn)尺控制在2.0米以內(nèi)，以減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)；用裝載機(jī)裝碴，自卸汽車運(yùn)輸。開挖完成后，初噴砼

2 cm，檢查修整斷面，標(biāo)定中線、高程，施作徑向錨桿、鋼筋網(wǎng)、復(fù)噴砼至設(shè)計(jì)厚度，進(jìn)入下一循環(huán)。

4 結(jié)束語(yǔ)

文章以某隧道為工程背景，對(duì)隧道洞口及其其洞身開挖方法和施工進(jìn)行了初步探討，同時(shí)提出了隧道洞口位于崩坡堆積層及洞身穿越斷層破碎帶時(shí)的開挖及輔助施工方法，為同類淺埋偏壓隧道的開挖施工提供技術(shù)指導(dǎo)。

參考文獻(xiàn)

[1]賀曉強(qiáng).淺埋偏壓隧道洞身施工技術(shù)初探[J].山西建筑，2010，8(12):118-119.

[2]尹錫峰，木槽巖隧道洞身開挖施工技術(shù)及不良地質(zhì)洞段處理措施[J].交通科技，2009，27(11):31-33.

[3]陳亮.隧道洞身開挖施工方法比選[J].商品與質(zhì)量，2009，31(06):57-58.