“PRESEKA”隧道貫通施工技術(shù)研究

文/張華、耿全興

1 前言

某高速公路始于Kicevo（基切沃），止于Ohrid（奧赫里德），公路總長為56.6km。PRESEKA 隧道為本項(xiàng)目控制性工程，由中國水利水電第七工程局有限公司施工。本文以PRESEKA 隧道貫通施工為例，重點(diǎn)介紹了隧道貫通施工方法，總結(jié)了PRESEKA 隧道貫通施工經(jīng)驗(yàn)。

2 工程概況

PRESEKA 隧道為一條雙向分離式隧道。隧道左幅K18+294.5～K20+310.5，長度為2016m，隧道右幅K18+279.5～K20+274.5，長度為1995m。隧道開挖半徑5.25m，開挖高度7.9m，隧道成型凈空9.9m×6.7m。采用RMR 圍巖分類方法，隧道左右幅進(jìn)出口圍巖為Ⅳ類，圍巖主要以石墨片巖為主，部分被風(fēng)化，巖石質(zhì)量較差。洞身其圍巖為Ⅳ-Ⅵ類，圍巖為石墨片巖，部分區(qū)域含有少量的石英云母片巖。隧道局部有斷層及滲水，隧道每10m 滲水流入量Q＞0.01L/S。

3 隧道施工概況

PRESEKA 隧道采用新奧法進(jìn)行施工，根據(jù)圍巖的變化和原材料及設(shè)備的實(shí)際情況，先后采取了2 臺階法、3 臺階法和環(huán)形開挖留核心土法開挖方式，洞身開挖采用自制簡易鉆爆臺車手持式鑿巖機(jī)鉆孔，錨桿和管棚采用多臂鉆鉆孔。裝碴采用ZL50 裝載機(jī)，25t 自卸汽車運(yùn)輸，初期支護(hù)采用自行式噴漿臺車噴射混凝土作業(yè)。拱墻襯砌混凝土采用12m 的鋼模臺車一次性襯砌成型。

4 隧道施工進(jìn)度及安排

該隧道采取雙向掘進(jìn)同步開挖，截至2018年10月15日，左洞：進(jìn)口端里程K19+143，出口端里程K19+279.3，剩余136.3m；右洞：進(jìn)口端里程K19+1235.3，出口端里程：K19+233.6，剩余38.4m。隧道采取雙向掘進(jìn)同步開挖，截至2019年2月25日，左洞進(jìn)口端掘進(jìn)到K19+213.2 位置，出口端掘進(jìn)到K19+235.3 位置，剩余22.1m。為了保證隧道施工安全，當(dāng)出口掌子面施工至K19+231.2 時停止出口掌子面施工從進(jìn)口掌子面進(jìn)行貫通施工，同時在出口掌子面安全距離處（距離掌子面50m 處）設(shè)置禁止入內(nèi)的警示標(biāo)志。計劃隧道左洞在K19+231.2 處貫通。

5 施工工藝

由于隧道采取雙向掘進(jìn)方式，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際地質(zhì)情況，預(yù)估貫通段隧道圍巖類型為Ⅵ類，主要采取機(jī)械開挖，初期支護(hù)參數(shù)為噴射MB30 混凝土厚度35cm，HEB200 型鋼，間距0.75m，拱部及邊墻采取Φ32 自進(jìn)式錨桿，22 根/m，間距1.2×0.75（環(huán)*縱），Q226 鋼筋網(wǎng)片（Φ6 鋼筋，12.5×12.5cm）[1]。

5.1 隧道貫通施工方案

施工流程：雙向掘進(jìn)開挖—開挖面接近50m 時錯開放炮時間開挖—開挖面剩余長度≤25m 時進(jìn)行貫通前貫通孔施工—開挖面接近12.3m 時暫停出口開挖—對出口掌子面進(jìn)行加固回填—從進(jìn)口開挖施工—直到隧道貫通。

5.2 隧道貫通施工步驟

第一步，雙向掘進(jìn)開挖，當(dāng)開挖面在50～12.3m 時，單向掌子面一側(cè)采用局部爆破施工，另外一側(cè)掌子面需要人員撤離，并將設(shè)備轉(zhuǎn)移，保證安全。

第二步，當(dāng)開挖面剩余長度≤25m 時進(jìn)行貫通孔施工，采用多臂鉆進(jìn)行鉆孔，鉆孔長度為25m。

第三步，開挖面接近12.3m 時暫停出口掌子面開挖施工，并撤走人員和機(jī)具，同時在安全距離處（距離掌子面50m 處）設(shè)置禁止入內(nèi)的警示標(biāo)志，最后12.3m 不再考慮管棚施工工作面，型鋼拱架全部采用1#HEB200 拱架，進(jìn)出口各安裝一個15m 管棚循環(huán)，保證在貫通時管棚搭接有5.5m，充分保證施工安全（見圖1、圖2、圖3）。

圖1 貫通平面布置圖

貫通段管棚施工隧道進(jìn)口出口需交錯布置如圖2、圖3 所示。

圖2 隧道進(jìn)口管棚施工布置圖

圖3 隧道出口管棚施工布置圖

第四步，當(dāng)開挖面剩余長度≤30m 時進(jìn)行貫通孔施工，采用多臂鉆配合N RV400-04-12 鉆頭進(jìn)行鉆孔，鉆孔長度為30m。

第五步，對出口掌子面進(jìn)行加固回填，縮小其受力面積，為隧道出口貫通做準(zhǔn)備，如圖4 所示。

圖4 貫通時出口渣料回填

第六步，待隧道進(jìn)口掌子面回填完成后，啟動最后22m 貫通施工，從隧道出口進(jìn)行開挖支護(hù)，開挖支護(hù)方式采用常規(guī)方法直至隧道貫通。

第七步，隧道左洞貫通施工方案同上，設(shè)備配置數(shù)據(jù)顯示在表1 中。

表1 設(shè)備配置

6 安全措施

隧道貫通時應(yīng)保持洞內(nèi)外聯(lián)絡(luò)暢通。通過貫通孔進(jìn)出口可以使用對講機(jī)聯(lián)系，在貫通前對講機(jī)已經(jīng)試用，確保貫通當(dāng)天通信暢通。在貫通當(dāng)天指定專人負(fù)責(zé)設(shè)備調(diào)度和安全監(jiān)控，以確保各方面安全。同時洞外也指派專人負(fù)責(zé)交通及人員進(jìn)洞協(xié)調(diào)。

隧道貫通前，應(yīng)做好出洞場地的加固，貫通面前方區(qū)域應(yīng)設(shè)置安全警戒，禁止人員入內(nèi)。

隧道雙向開挖接近貫通面時，兩端施工應(yīng)加強(qiáng)聯(lián)系，并進(jìn)行統(tǒng)一指揮，當(dāng)兩個開挖工作面距離接近50m時，單向掌子面一側(cè)采用局部爆破施工，另外一側(cè)掌子面人員需要撤離，設(shè)備需要轉(zhuǎn)移到安全地方。當(dāng)兩個開挖工作面距離接近16.1m 時，必須采取一端掘進(jìn)，另一端停止作業(yè)并撤走人員和機(jī)具的措施，同時在安全距離處設(shè)計禁止入內(nèi)的警示標(biāo)志[2]。

7 沉降變形監(jiān)測

對此部位圍巖進(jìn)行監(jiān)測，對隧道左右洞最后30m 斷面進(jìn)行監(jiān)測，每2m 設(shè)一個斷面，每個斷面安裝3 個監(jiān)測點(diǎn)控制，按每天1 次頻次進(jìn)行監(jiān)測。

8 結(jié)語

在“PRESEKA”隧道貫通施工過程中要保證隧道施工安全，除了加強(qiáng)施工技術(shù)力量的儲備外，還應(yīng)強(qiáng)化現(xiàn)場施工管理，“PRESEKA”隧道在圍巖惡劣的情況下，采取了雙向管棚施工等措施，保證了隧道施工的穩(wěn)定性，滿足隧道施工安全要求，說明只要合理選用新工藝、新技術(shù)、新材料和施工方法，就能保證隧道施工的安全。