隧道擴洞施工技術

摘 要：本文以十漫高速公路連接線改擴建工程大嶺左隧道施工為例，介紹既有裸洞擴洞的施工方法及施工工藝，以供類似工程施工借鑒。

關鍵詞：擴洞 圍巖 支護 有限注漿

中圖分類號：U45 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）05（a）-0044-01

1 工程概況

1.1 工程概述

大嶺隧道位于十漫高速公路連接線合同段內(nèi)，穿越四方山與巖洞溝相連的山凹，在武當?shù)貕K區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造上，十堰北側(cè)。設計為雙洞分離式隧道，單洞隧道凈寬12.5 m，車行道凈高為5 m，隧道內(nèi)輪廓采用坦頂三心圓形式，兩隧道間凈距36 m。左隧道樁號k2+645～k2+900長為255 m。

左線位置原有一條七、八十年代兩邊農(nóng)民為解決通行難開鑿的長約250 m，寬5 m毛洞隧道，洞口2 m已用塊石砌筑支護，洞身未采取任何支護形式。現(xiàn)設計隧道凈寬12.5 m，相當于新隧道在原有毛洞基礎上擴挖2.5倍。

2 施工特點

在既有裸洞基礎上進行擴洞施工有有利的地方和不利的地方，施工中可以充分利用和采取措施避免。

有利方面：對隧道的地質(zhì)情況，圍巖情況，滲水情況和有無坍塌情況等可直接目睹。同時不需要通風，利于排水和增加上下臺階開挖的臨空面，提高爆破效果等有利條件。

不利方面：裸洞開挖長達20年之久，又未支護，周邊圍巖風化松弛較嚴重，對擴洞開挖成型，控制超欠挖方面，帶來嚴重影響。

3 施工難點

（1）洞口地處山凹處，覆蓋層淺，圍巖破碎，怎樣做到安全順利進洞是施工難點之一。

（2）由于隧道為既有裸洞，且年限在20年以上，圍巖長期在空氣、水分的作用下，風化松弛嚴重，在爆破開挖過程中，怎樣保證開挖輪廓線成型和控制超欠挖在設計允許范圍以內(nèi)是施工難點之二。

4 Ⅲ類圍巖洞身擴挖

4.1 超前支護

在拱頂1200 mm范圍內(nèi)，設超前小導管，進行超前支護。小導管采用外徑Φ42 mm，壁厚5 mm的熱軋無縫鋼管，長450 cm，前端加工成錐形，尾部焊接鋼筋加固箍，管壁四周每10～15cm交錯鉆眼，眼孔直徑為Φ8 mm（梅花形布置）。

鋼管沿隧道開挖輪廓線布置，外插角5～7度打入圍巖，環(huán)向間距0.4 m，縱向前后兩排小鋼管搭接長度不小于1 m。（見圖1）

4.2 分部施工

Ⅲ類圍巖開挖時采用4部開挖（見圖2）。開挖在超前小導管的保護下進行。上半斷面采用1部開挖。下半斷面分3部分開挖，第3、第4部前后錯開5～8 m，最后開挖核心土，各部分開挖后均及時做好初期支護，防止圍巖變形坍塌。

4.3 初期支護

本段圍巖初期支護采用I16鋼架、Φ8×15×15 cm網(wǎng)片，Φ22 mm×3.5 m系統(tǒng)砂漿錨桿聯(lián)合支護型式。

每部爆破完成后，及時素噴厚3～5 cmC25砼，封閉圍巖。然后打系統(tǒng)錨桿，間距為1 m×1 m。錨桿孔保持順直，并與其所在部位巖面垂直。

鋼筋網(wǎng)在洞外加工成網(wǎng)片后直接在洞內(nèi)掛設，橫、縱向搭接布設成網(wǎng)后進行綁扎或焊接。鋪設時，鋼筋網(wǎng)隨巖面起伏，并保證保護層厚度，與錨桿焊接牢固。

鋼架按設計要求根據(jù)分部情況預先在洞外分段加工成型，然后根據(jù)分部情況分段安裝，為增強鋼架的整體穩(wěn)定性，將鋼架與錨桿焊接在一起。沿鋼架設直徑為Φ22 mm的縱向連接鋼筋，并按環(huán)向間距1 m設置。各部的鋼架架設好后均及時施作鎖腳錨桿，將鋼架固定。

鋼架架立后盡快進行第二次砼噴射作業(yè)，并將鋼架全部覆蓋，使初期支護盡快形成。

4.4 體會和認識

（1）在確定不良地質(zhì)洞口的進洞超前支護方法時，依據(jù)實際地形地質(zhì)條件，經(jīng)過論證后，采用小導管支護，可以保證安全順利進洞時，則可不采用長管棚支護，以降低經(jīng)濟成本和加快施工速度。

（2）地質(zhì)條件差的隧道施工，應盡量減少對巖體的擾動，使支護體系盡快封閉成環(huán)，最大程度發(fā)揮圍巖的自穩(wěn)能力。

（3）短隧道一般地質(zhì)較差，不受工期控制。而發(fā)生問題的隧道，往往又是短隧道。因此，短隧道的施工，不要一味追求速度，做好施工安排，慎重選定開挖方法，保證施工安全質(zhì)量。一般不宜選用全斷面開挖。