關(guān)于小凈距隧道施工技術(shù)的運(yùn)用分析

吳琦華

（山西路橋第一工程有限責(zé)任公司，山西太原　030006）

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關(guān)于小凈距隧道施工技術(shù)的運(yùn)用分析

吳琦華

（山西路橋第一工程有限責(zé)任公司，山西太原030006）

摘要：結(jié)合某小凈距隧道的工程概況，從洞身開挖、爆破減震、巖柱加固注漿、預(yù)應(yīng)力對拉錨桿設(shè)置等方面，闡述了小凈距隧道的主要施工方法，旨在提高小凈距隧道的施工質(zhì)量，促進(jìn)小凈距隧道在交通工程中的發(fā)展應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：小凈距隧道，洞身開挖，巖柱，對拉錨桿

小凈距隧道一般是指在進(jìn)行隧道規(guī)劃時(shí)，由于受到地形限制，導(dǎo)致相鄰隧道的最小凈距無法達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)范的基本要求。這樣的隧道工程具有較高的施工難度，不論是工程造價(jià)還是施工周期，都會比普通的隧道工程要高。因此，對小凈距隧道施工技術(shù)進(jìn)行研究，可以提升小凈距隧道的施工質(zhì)量，促進(jìn)小凈距隧道在交通工程中的運(yùn)用和發(fā)展。

1　小凈距隧道工程概況

某小凈距隧道工程，整體長度為2 600 m，左右隧道的間距為24 m，隧道之間的距離在5 m左右。該隧道設(shè)計(jì)為雙向六車道，建筑限界的寬度為5 m，長度為14. 25 m。其跨度較大，從分類上說來可以算作大跨度小凈距隧道。在設(shè)計(jì)前進(jìn)行了地質(zhì)勘測，發(fā)現(xiàn)該施工地區(qū)的巖質(zhì)較差，主要是以石英砂、風(fēng)化砂巖為主，而且分布有軟弱夾層。在該小凈距隧道工程的貫穿區(qū)域及周邊范圍，存在諸多斷層，達(dá)到了10條以上。隧道工程區(qū)域土壤是耕植土、粘土層以及第四系雜填土，基巖以中厚層石灰?guī)r、砂頁巖、灰?guī)r等為主，且在隧道周邊存在數(shù)量較多的巖溶，對隧道工程的施工活動造成了較大困難。

2　洞身開挖施工

根據(jù)該小凈距隧道工程的實(shí)際情況，進(jìn)行洞身開挖是最為主要的施工環(huán)節(jié)。洞身開挖施工又可以劃分為洞口開挖、側(cè)壁導(dǎo)坑、中隔壁法等諸多施工技術(shù)。

洞口開挖是洞身開挖的前期工作，需要遵循早進(jìn)洞的基本原則展開施工，一般多使用仰坡構(gòu)造進(jìn)行洞口開挖，如此可以減少仰坡帶來的不穩(wěn)定因素。洞身開挖一般不使用爆破技術(shù)，若是必須使用爆破，也是采用弱爆破的形式進(jìn)行開挖，以免產(chǎn)生太大擾動。

側(cè)壁導(dǎo)坑法是隧道工程以及地下工程中較為常用的施工方法，其在圍巖壓力大、地層不穩(wěn)定等條件下表現(xiàn)出了良好的施工效果。一般側(cè)壁導(dǎo)坑法可以分為單側(cè)壁導(dǎo)坑技術(shù)和雙側(cè)壁導(dǎo)坑技術(shù)，就該工程的實(shí)際情況而言，這兩種施工技術(shù)的方法進(jìn)行施工如圖1，圖2所示。

圖1　單側(cè)壁導(dǎo)坑技術(shù)開挖斷面

圖2　雙側(cè)壁導(dǎo)坑技術(shù)開挖斷面

從圖1，圖2中不難看出，單側(cè)壁導(dǎo)坑技術(shù)和雙側(cè)壁導(dǎo)坑施工技術(shù)還是存在比較明顯的差異，在實(shí)際施工中也需加強(qiáng)對一些問題的控制。第一，在隧道挖掘時(shí)，第二次的挖掘長度一般需要比第一次少挖掘5 m～10 m，或是在二次襯砌完成后進(jìn)行，亦或是滯后于第一次隧道仰拱完成。第二，在對隧道進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)時(shí)，其需要在完成20 m～30 m之后，才能展開二次襯砌。在拆除臨時(shí)支護(hù)之后，需要盡快完成回填仰拱和二次襯砌拱墻。第三，開挖面和填充混凝土、仰拱以及二次襯砌之間的距離關(guān)系，需要結(jié)合放炮造成的震動情況確定，一般可以將其設(shè)定在20 m～30 m的范圍內(nèi)。第四，掌子面的穩(wěn)定性如果較差，那么單側(cè)壁導(dǎo)坑施工法就不能確保掌子面穩(wěn)定，因此需要結(jié)合隧道工程實(shí)際，把側(cè)壁導(dǎo)坑開挖和支護(hù)分為3個(gè)臺階或是4個(gè)臺階展開施工。第五，側(cè)壁導(dǎo)坑一般需要領(lǐng)先30 m～50 m的距離，如此才能避免圍巖應(yīng)力分布不受到太大影響。

3　爆破和減震技術(shù)

在小凈距隧道施工當(dāng)中，爆破施工是不可避免的，爆破所帶來的危害也需要提前進(jìn)行預(yù)防。一般說來，在進(jìn)行爆破時(shí)，由于隧道凈距很小，可能對中間巖體產(chǎn)生較大干擾，因此需要對中間巖體設(shè)置一定干擾措施，確保中間巖體穩(wěn)定。一般通過預(yù)裂爆破、光面爆破等手段可以對爆破產(chǎn)生的擾動形成有效控制。根據(jù)GB 6722—86安全爆破規(guī)程中的相關(guān)規(guī)定，Ⅴ級圍巖在沒有相應(yīng)支護(hù)措施時(shí)，其最大的臨界震動速率必須控制在15 cm/s以內(nèi)。而在有支護(hù)措施的情況下，最大臨界震動速率也不得超過20 cm/s。例如，在對左洞進(jìn)行爆破施工時(shí)，為了減少爆破對右洞產(chǎn)生的震動，以及減少對左洞初期支護(hù)和二次襯砌的影響，該工程采用了微震動光面爆破技術(shù)。為了進(jìn)一步縮減爆破產(chǎn)生的震動，還采取了小進(jìn)尺、多次爆破以及小藥卷等手段，將爆破震動危害切實(shí)控制在合理范圍內(nèi)。

4　中間巖柱的加固與注漿

中間巖柱的加固需要根據(jù)圍巖等級確定對應(yīng)的施工方法，在二類圍巖的淺埋段，需要對中間巖柱進(jìn)行加固，而對于三、四類圍巖，只需要在出現(xiàn)巖石碎裂的地方對中間巖柱進(jìn)行加固即可。為了提升隧道開挖的穩(wěn)定性，最大程度降低小凈距給隧道帶來的變形危害，一般應(yīng)先對左邊洞口進(jìn)行掘進(jìn)，同時(shí)在洞口設(shè)置直徑50 mm的小導(dǎo)管作為中間巖柱。完成左邊洞口的開挖之后，再對右洞展開掘進(jìn)施工。

若是隧道洞口發(fā)生刷坡的問題，則不能拆除隧道的中間巖柱坡，需將其作為支擋坡面。在完成臨時(shí)支護(hù)的設(shè)置以后，就可以挖出中間巖柱坡，同時(shí)從橫向位置將5 m長的導(dǎo)管打入中間巖柱，導(dǎo)管直徑為50 mm，然后向巖柱坡面注漿。在注漿時(shí)，達(dá)到相關(guān)要求之后就可以進(jìn)行左洞的掘進(jìn)，長度為3 m。之后把中間巖柱設(shè)置45°傾角，加設(shè)12 m左右長度的導(dǎo)管進(jìn)行注漿，注意需要將導(dǎo)管排距控制在1. 5 m或者2 m的水平。注漿時(shí)，壓力的變化控制一般是從0. 5 MPa逐漸上升到1. 5 MPa，漿液為水玻璃和水泥的混合物，比例為0. 5∶1。

5　預(yù)應(yīng)力對拉錨桿設(shè)置

在隧道中間巖柱當(dāng)中，一般采用了直徑25 mm的螺紋鋼筋，同時(shí)還會配合錨桿使用，錨桿的拉力為50 kN。在進(jìn)行預(yù)應(yīng)力對拉錨桿設(shè)置時(shí)，錨桿的一端需要張拉，另一端需要進(jìn)行固定，其固定側(cè)需要按照張拉端和固定端的同一方向進(jìn)行控制，并且要在同一橫截面上張拉。通過這樣的手段才能夠避免隧道內(nèi)部出現(xiàn)局部壓應(yīng)力問題。

6　其他

在小凈距隧道施工中，除了上述的一些施工技術(shù)之外，還涉及到許多其他方面的施工技術(shù)，這里對其進(jìn)行簡要說明。超前支護(hù)在隧道施工至關(guān)重要，其能夠有效保證掌子面前方和拱橋上方位置的穩(wěn)定。山區(qū)隧道的淺埋地段或是洞口使用了大管棚預(yù)注漿支護(hù)加固，平常地段就可以通過預(yù)注漿和小導(dǎo)管結(jié)合的方式加固圍巖。

在隧道施工過程中，需要結(jié)合施工進(jìn)度和實(shí)際情況及時(shí)設(shè)置臨時(shí)防護(hù)設(shè)施，主要涉及到鎖腳鋼管、臨時(shí)仰拱等，此外還需及時(shí)對開挖方法進(jìn)行調(diào)整，成環(huán)進(jìn)度加快等，以便工程施工安全高效。

在施工過程中，還需要對隧道左線和右線之間的施工距離進(jìn)行控制，避免對襯砌造成負(fù)面影響。這就需要在開挖后行隧道的過程中，需要確保先行隧道已經(jīng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)?；蛘呤窃谘龉巴瓿芍?，再對后行隧道展開施工，其施工距離一般控制在3D水平，即3倍隧道直徑。

為了全范圍及時(shí)了解隧道支護(hù)情況以及圍巖的動態(tài)變化信息，小凈距隧道在施工中需要加強(qiáng)對地表下沉、拱頂下沉的測量監(jiān)控，還需做好超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)掌子面之前未施工區(qū)域的地質(zhì)問題，以便提前做好應(yīng)對措施。此外，需要監(jiān)測中間巖體傾斜變化、應(yīng)力變化以及隧道底部土壓等參數(shù)，全面掌握中間巖體受力情況，以及在施工進(jìn)程中的穩(wěn)定狀態(tài)。

7　結(jié)語

小凈距隧道引起隧道間距凈值較小，在施工中容易產(chǎn)生擾動，影響隧道施工質(zhì)量。所以，在面對實(shí)際工程時(shí)，應(yīng)該從工程本身著手，逐步做好洞身開挖、爆破控制、加固支護(hù)、測量監(jiān)控等多環(huán)節(jié)的施工活動，以保證隧道施工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

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On analysis of applying the small net distance tunnel construction technique

Wu Qihua
（Shanxi No. 1 Road and Bridge Engineering Co.，Ltd，Taiyuan 030006，China）

Abstract：Combining with the engineering survey of some small net distance tunnel，the paper illustrates the main construction methods for the tunnel from the hole excavation，blasting vibration reduction，rock column consolidation and grouting，and allocation of prestressed anchors，so as to improve the construction quality of the small net distance tunnel，and enhance the application of the tunnel in the traffic projects.

Key words：small net distance tunnel，hole excavation，rock column，anchor

中圖分類號：U455

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-6825（2016）09-0168-02

收稿日期：2016-01-14

作者簡介：吳琦華（1988-），男，助理工程師