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1、-浅谈隧道施工实施性技术措施解国强中国路建集团股份公司 邮编：650200摘要：笔者通过总结多条高速公路隧道施工的实施性技术方案，以*条高速公路的隧道施工技术方案为例，对在施工中所运用的通用、成熟的施工技术方案做系统的梳理、总结，对隧道常见的地质灾害处理方法做了重点的叙述，对隧道施工有一定的借签作用。山高谷深的地理情况及高速公路建设对地方生态、环境保护要求的不断提高，隧道工程在高速公路建设中得到了广泛的运用。笔者通过总结多条高速公路隧道施工的实施性技术方案，以新街河口高速公路马无邑隧道施工技术方案为例，对在施工中所运用的通用、成熟的施工技术方案做系统的梳理、总结，对隧道常见的地质灾害处理方法做
2、了重点的叙述，对隧道施工有一定的借签作用。1.隧道概况1.1新河高速公路马五邑隧道工程地质情况、工程规模隧道经过的地质复杂、施工规模较大是全线控制性工程之一。隧址区沟谷纵横，山峦起伏，冲沟较发育，地形变化大，植被稀疏。隧道斜穿一近东西向山脊，场地属构造侵蚀、剥蚀中低山地貌区。隧道进口位于山脊的北坡左岸，为两条次级沟谷的交汇地段，地势起伏大，斜坡坡度在2035度之间，呈上陡下缓的凹形坡，沟谷两侧谷坡坡度在2030度，坡面较顺直，生长着灌木丛，局部种植香蕉，在便道的陡坎有基岩零星出露，斜坡表面被第四系残坡积层覆盖。隧道进口洞顶围岩由呈松散结构的残坡积层低液限粘土和呈碎块状的瑶山群片岩、石英片岩构成
3、。隧道开挖时拱顶岩石易坍塌、冒顶，稳定性差。出口段为红河左岸坡坡面总体较平顺，坡度在2045度，靠河边较陡，坡面灌木稀疏，出口的下方有弱风化片岩、岩出露，岩体破碎，稳定性差。隧址区出露地层为新生界第四系全新残坡积层及元古界瑶山群变质岩、片岩。该隧道为分离式隧道一座，以单线计算1108米，左线长567米，右线长541米。围岩类别为、两类。隧道主要工程数量：开挖土石方124490.5m3；混凝土总数量为44950.49 m3；钢材总数量为1028.07t。工程总造价1.9亿元，经济技术指标（单幅）2500元/米。该隧道为全线最长的隧道，几乎成为全线的控制性工程。隧道线位经过两组斜交逆断层、围岩多为
4、全风化弱风化岩、偶有泥质页岩，因而隧道围岩复杂多变同一断面围岩岩性、倾向变化极大，有时不足1米进尺围岩就有很大变化；在隧道掘进至埋深最大（96米）时，因隧道顶上有很大的溶洞（填流塑状碎石土填充物）隧道初期支护被挤压破坏，地表出现沉陷至民房损坏。1.2设计标准.设计荷载：汽车-超20级，挂车-120；.建筑限界：净宽10.25米=0.75米检修道+0.5米左侧向宽+23.75行车道+0.75米右侧向宽+0.75米检修道，净高5.0米；.行车速度：80km/h；.地震烈度：。.线形标准：与路线平纵面一致，隧道平面位于半径为R=700840m、Ls=140200m、超高坡度为j=34%的平曲线上；隧
5、道纵面位于坡度为i=3.50%和i=-2.795 -2.80%的坡度。2隧道施工主要技术方案1）、主要施工方法隧道按照新奥法施工，结构采用复合式衬砌。、类围岩以机械化施工为主，采用上、下半断面正台阶法钻爆开挖施工，以0.71.4米进尺循环掘进，上下台阶的距离为1520米。施工中严格按照严注浆、短进尺、弱爆破、勤量测、早封闭、强支护”的原则进行管理和施工。保证了地层与初支、初支与二衬之间密实性。在初支与二衬完成后，进行初支或二衬背后回填注浆，确保了施工质量。施工时采用装载机配合自卸车出碴，全断面衬砌台车作业二衬。1、总工艺流程隧道施工总工艺流程见图21。2、围岩不同情况地段施工方法概述（1）类类
6、偏下围岩左软右硬”地段施工方法隧道围岩右部上台阶及仰拱围均匀坚硬，左部上台阶至仰拱以下为软土，采用上、下半断面正台阶法钻爆开挖、人工或机械开挖相结合施工。采用超前小导管预支护和预注浆加固地层等辅助性施工措施，每次循环开挖进尺严格控制在0.50.7m以，并及时架设钢架、锚杆、挂网和喷砼支护，尽量采用弱爆破或无爆破开挖，预留半核心土，初期支护应及时封闭成环，遵循管超前，严注浆，短开挖，强支护，保安全，勤量测，早封闭”的施工原则。对软弱围岩部分采用双层超前小导管（加强小导管长度较系统小导管长11.5m）加强超前支护；对软弱围岩（含仰拱）增加径向注浆小导管加固，提高软弱围岩承载力；增加26根钢架锁脚锚
7、杆；若上台阶围岩压力大，已施工的初期支护变形大时，可增加1015米长的38自进式砂浆锚杆加固确保安全；若仰拱软弱地基厚度在一米以时，对仰拱地基作换填处理。（2）类类偏下围岩拱顶溶蚀易坍塌地段施工方法采用上、下半断面正台阶法钻爆开挖施工，开挖后及时施作钢架、网、锚、喷支护。采用双层超前小导管预支护和预注浆加固地层等辅助性施工措施，每次循环开挖进尺严格控制在0.71.4m以，并及时架设钢架、锚杆、挂网和喷砼支护，尽量采用弱爆破，或无爆破开挖，特别注意控制拱顶附近炮眼的药量。（3）类围岩深埋地段拱顶溶蚀、溶洞充填软泥、地表沉陷施工方法K87+920960段为断层破碎带富水区强全风化岩、容蚀空洞、裂隙
8、发育、充填软泥，容易发生坍方冒顶事故（施工K87+830时，K87+890附近地表出现沉陷隧道埋深96米，5间民房受到不同程度损坏）。采用上、下半断面正台阶法钻爆开挖施工，开挖后及时施作钢架、网、锚、喷支护。采用8米长的51自进式砂浆锚杆或76钢管作超前支护和预注浆加固地层等辅助性施工措施，每次循环开挖进尺严格控制在0.75m以，并及时架设钢架、锚杆、挂网和喷砼支护，尽量采用弱爆破或无爆破开挖，特别控制拱顶附近炮眼的药量， 增加42径向小导管，注1：1速凝水泥浆加固为岩承载环；加强初期支护钢架刚度、增加二衬混凝土配筋。加强辅助施工措施修改支护参数优化开挖步骤或爆破参数优化施工方法否否施工准备根
9、据围岩不同情况确定施工方法辅助施工措施爆破及开挖初期支护现场监控测量及时反馈，是否符合管理基准值二次衬砌防火涂料装饰结束 图21 隧道施工总工艺流程图2）、主要技术措施（一）隧道开挖隧道的施工主要包括洞身开挖、初期支护、二次衬砌以及一些辅助施工措施，以下将介绍各工序施工工艺和技术措施。由于岩石比较破碎，稳定性差，采用了上下层台阶式的爆破法施工，先开挖上半部、等上半部初支完成后，再行下半部的开挖工作，上下层错开1520m。为保证隧道的轮廓线平整，做到不超挖、不欠挖，在围岩比较坚固稳定的地段实施光面爆破。1、爆孔布置及孔网参数1炮孔直径=40mm2掏槽眼：采取直线螺旋掏槽形式，掏槽眼一般5个，既一
10、个空眼和四个装药眼，如遇坚硬岩石，空眼可增加至23个，炮眼间距分别为10mm、20cm。3周边眼：沿隧道轮廓线0.10.2cm的地方布置周边眼，炮眼向外辐射角23，周边眼间距 a=4060cm。4辅助眼：在掏槽眼和周边眼之间布置辅助眼，保持断面布置均匀，辅助眼间距为6070cm。5底板眼：用来形成底板轮廓的炮眼，为避免欠挖，消除底坑，要适当减小底眼间距，一般为6070cm，同时打眼时要适当向下倾斜1015cm。表1 上下台阶式爆破围岩钻爆参数表：炮眼名称眼数（个）眼距（cm）眼深（m）单孔装药量（kg）同段装药量（kg）装药长度（m）回填长度（m）装药结构段号上断面掏槽眼610401.60.8
11、60.81.10.5连续1辅助眼460701.20.61.20.60.6连续3辅助眼860701.20.61.20.60.6连续5辅助眼3360701.20.64.20.60.6连续7周边眼1560701.20.23.00.3光爆间隔11底板眼3460701.20.64.20.60.6连续11下断面辅助眼580801.20.65.50.61.1连续1辅助眼580801.20.65.50.61.0连续3周边眼1040601.20.23.00.3光爆间隔5底板眼780801.20.69.10.60.6连续7表2隧道爆破综合技术参数表：围岩类别开挖断面（m2）预计进尺（m）爆破石方（m）断眼总数（m
12、3）雷管用量（个）炸药总量（kg）炸药单耗（kg/m3）11.51.41611821882831.762、光爆技术对围岩稳定较好的一般地段，周边眼与其它炮孔一样布置在同一断面上，利用导爆管微间隔时间来圈眼先孔爆破，为周边眼提供临空面来实现光面爆破；在对振速有严格要求的地段为控制振速及保证质量，采用预留光爆破技术，各类围岩光爆设计参数见表3。表3 各类围岩光面爆破技术参数表围岩类别周边眼间距a（m）周围边眼抵抗线w（m）相对距离a/w周边眼装药集中度kg/m0.60.700.850.200.60.700.850.180.40.500.800.123、爆破网络设计隧道爆破采用32岩石炸药或乳胶炸药
13、和毫秒非电导爆管，光面爆破要配备导爆索，非电导爆管采取孔分段起爆，微差间隔时间50100s/m，药装好后将非电导爆管束成一结，用2个火雷管引爆，引爆的导火索长度视现场的条件而定，但最短不得小于1.2m，一定要保证引爆人员有足够的时间撤离到安全的地方。4、隧道爆破安全措施和事项：1. 由于隧道电源比较多，洞爆破严禁使用电雷管。2. 爆破后必须通风1030分钟，（视见洞深度而定）待洞炮烟出尽后，才能允许施工人员进入。3. 爆区出渣前，应首先由安全员进行隧道顶板检查和处理以及检查爆破情况，如发现盲炮，必须报告暂停后序作业，待盲炮处理后确认一切安全，才能允许进行下一步作业。4. 工作面作业时，必须有足
14、够的照明和通风，对炮渣还需喷水才能清理。5. 隧道两头作业，在接近15m的贯通点，在爆破前必须互相通知对方，待人员全部撤离后，方能起爆，在贯通点接近7m的地方，必须停止一头的掘进施工，并在离工作面50m远的地方将隧道封闭，写号上禁止行人进入的牌子。6. 点爆前必须通知隧道的所有人员迅速撤离到安全地点，并作好安全警戒，等一切妥当后，方可点爆。（二）、超前小导管注浆、格栅钢架1. 超前小导管注浆超前小导管注浆加固地层技术是通过沿隧道开挖轮廓线外向前倾斜钻孔安设注浆管，并注入水泥砂浆或者双液浆，达到超前加固围岩和止水的目的，同时小导管还可起到超前管棚支护的作用。1）钻孔根据地质情况，选用风钻钻孔，钻孔时首先要确定钻孔方向和角度，方可施钻，在钻孔中注意以下几点：要求钻孔与隧道中线平行，外插角为710。做好钻孔详细记录，指导注浆施工。对遇到断层破碎带或软泥夹层等不良地质时，可采用风钻直接钻进。钻孔时分批进行，隔孔施钻。2）测涌水量当地下水水量较大时，在安设注浆管前，需要测涌水量，通过测定涌水量确定注浆种类及注浆参数。3）小导管制安小导管需要提前制作，超前小导管采用42普通钢管，管长3.5m，注浆管一端作
