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1、卜天线金洞隧道大变形段施工技术摘要:本文结合十天线金洞隧道实际工程情况,对在此类地质、工 程情况下的隧道大变形施工技术进行了总结、探讨，并提出相应对策 建议，对隧道工程的施工具有一定的实际参考价值。关键词:隧道 大变形段施工 技术隧道工程是一项设计复杂、施工复杂、质量要求严格、且隐蔽性 很强的系统工程,尤其对于某些工程地质较差地段,隧道施工尤为艰难, 且易造成塌方等严重的工程事故。本文结合十天线金洞隧道的实际工 程情况，对在此类地质、工程条件下的隧道大变形施工工艺进行了总 结、探讨，并提出相应对策建议，对隧道工程的施工具有一定的实际参 考价值。1工程概况1.1工程简介金洞隧道位于国家高速公路十
2、堰至天水联络线，陕西境内汉中至 略阳（陕甘界）公路段，隧道全长2380 m，是略阳连接线上最长的一座隧 道。1.2工程地质金洞隧道原设计围岩为中风化片岩，裂隙较发育，岩体呈碎石压碎状结构，基本为V级围岩。但在具体施工中,发现围岩极差、洞内岩层 含水量大、富水岩层暴露空气有泥化现象、初支下沉量大、局部地方 有偏压现象，开挖易造成塌方。2工程难点针对金洞隧道工程地质原因，隧道施工采用了双层118、120、122 型钢，申50 cm,锚杆23根42x4x4.5 m注浆小导管。但在此种强支护 下，仍出现了初支表面开裂、钢支撑变形、左侧拱腰出现喷射混凝土 剥落、局部初支下沉倾线等现象因此将施工方法变为大
3、变形段施工。3大变形段初支施工工艺3.1超前钢管施工该段掌子面围岩为强风化绿泥石片岩，岩体破碎，拱顶围岩呈绿色, 用手即可剥落。两侧围岩呈灰白色，手捏呈粉末状,有弱膨胀性,开挖即 会引起拱顶就大范围的塌落现象。因此在开挖前对掌子面进行封闭， 再打超前注浆小导管，根据围岩的实际好坏隔一循环打一次，不断的调 节插入的角度，小导管从拱架腹部穿过并焊接。以此来减少围岩的塌 落,同时也构成一个安全的施工空间。由于岩层含水量大，在注浆时遇到了注浆量少的问题。现场采用 注浆口设止浆塞,注浆顺序从两边拱脚到拱顶对称向上注浆，对每根管 在第一次注浆后两三分钟进行二次注浆的方法,保证注浆量。3.2掌子面开挖开挖采
4、用三台阶开挖、预留核心土法。开挖顺序为先进行上弧导 坑开挖，拱部初期支护;再进行预留核心土开挖，下台阶中部开挖;然后 进行下台阶侧壁部开挖，下台阶初期支护。开挖时尽量避免放炮造成 的岩体扰动，拱顶采用人工开挖，两侧采用机械开挖，开挖后立即对岩 面进行初喷。3.3钢支撑安装施工为保证拱架弧度满足设计要求，踩用两台冷弯机分别对两种型刚 进行加工。在钢支撑安装前进行成品拼装检查，符合设计要求,拱架焊 接点要错开，不能出现在同一截面,严禁钢支撑加工拱架焊接点和法兰 盘连接处出现在隧道拱顶，在钢材实验合格方可使用。初支采用双层 钢架,内层为H175型钢,外层为I20型钢，拱间距为50 cm。在钢支撑安
5、装时,要留有足够的变形量，先进行内层H175型钢安装，螺栓要上齐全, 法兰盘骑缝焊接,拱脚垫设钢板。为了使钢支撑更好的受力，现场根据 实际情况，对25连接筋进行“”形加工,让连接筋和拱架腹部有足够 的焊接面，间距0.5 m,同时在两侧拱脚处采用116型钢对两钢支撑的腹 板连接进行焊接。为了使双层拱架更好的受力,减少施工难度，在H175 型钢施工一段后，根据现场监控量测资料，待H175型钢下沉趋于稳定 后进行外层120型刚施工，施工方法同H175型钢施工工艺。3.4中空自进式锚杆施工由于隧道复杂的围岩情况，采用中空自进式锚杆施工。中空自进 式锚杆主要用于断层破碎带开挖支护施工，在复杂地质条件下取
6、代普 通砂浆锚杆，克服了普通砂浆锚杆诸如塌孔、无法插杆、注浆不饱满 等难题,发挥了锚杆支护的作用，提高了围岩的承载能力,保证了围岩 的整体稳定，具有较好的应用价值。锚杆的安装如下。(1) 使用前，检查钻头、钻杆是否通气，如有堵塞应处理通畅后使 用。(2) 连接钻头和锚杆、钻机和钎尾、钻机连接套和钎尾、锚杆和 钻机连接套。(3) 锚杆对准设计的锚空位置,钻机应先给水，然后钻进，由于岩体 破碎,在钻进时钻头易堵塞，因此应放缓钻进速度,做到多回转,少冲击， 时刻注意水从钻孔流出的状况。在遇水堵塞时，后撤锚杆50 cm左右, 反复扫孔后等水通畅后慢慢推进。(4) 用钢管将止浆塞通过锚杆外露端打入孔口
7、10 cm左右作为封 孔进行注浆，锚杆根数应符合设计要求。锚杆注浆应在喷射混凝土完 后进行，注浆前应对注浆设备进行检查，调节好浆液的水灰比,整个注 浆过程应连续灌注、不停顿,必须一次完成，观察浆液从止浆塞边缘流 出或压力表达到设计值，即可停泵。3.5喷射混凝土施工喷射混凝土具有支护及时、强度高、密实性强、操作简单、灵活 性大等优点，特别是在软弱围岩地质条件下，配合钢拱架和系统锚杆作 为联合支护，其优点更为明显。就新奥法原理而言，容许围岩产生变形， 同时在围岩变形过程中，通过围岩自承体系和支护结构对围岩变形进 行控制，达到让围岩变形的适度释放而不是彻底释放的目的。喷射混 凝土的风压、水压、喷头与
8、喷面的距离、喷射的角度、喷射的粒径影 响着对喷射混凝土的强度和厚度的控制。由于该段是富水岩层，岩层 含水率大，造成围岩粘结性差，在开挖时有小范围的塌落，喷射混凝土 时仍有小块不停跌落，在喷射混凝土施工中遇到回弹率过大和局部受 自重影响拉掉岩层的现象,这给施工带来了一定的难度。在喷射过程 中应严格按施工配合比拌料，尽量保证骨料的连续级配。在喷射过程 中不断调整喷射参数，保证混凝土的强度和厚度。3.6衬砌施工仰拱单层施工拱架成环布设，为增加仰拱地基的承载力，在钢筋混 凝土施工时，预埋160PVC管，管口外裹土工布,防止管内堵塞。待仰 拱施工完后，米用89x6钢管桩加强仰拱地基承载力，管长8 m,环
9、X纵=2mx3m垂直打入仰拱，采用高压注浆。二衬主筋采用28钢筋，厚度 为80 cm,待初支下沉平稳后方可进行二衬施工。4施工工程质量保证措施(1) 认真审核图纸，领会设计意图,做好技术交底，明确质量要求及 注意事项。(2) 施工方法采用环形核心土开挖方式，掌子面与仰拱距离应控制 在15 m左右。(3) 加强洞内排水，打超前排水孔，采用橡皮管引至离掌子面30 m 外的中心排水沟，中心排水沟前端设挡泥坝，及时清理泥化的底层,保 持中心排水沟排水畅通，仰拱底禁止积水。(4) 加强现场监控量测,多设监控点,分别对初支、二衬、仰拱测量, 做到水准仪一天一测，全站仪三天一测，初支应每天做收敛测量。同时, 做好测量和收敛现场记录，及时对测量资料进行整理、分析，对出现变 形较大的及时上报。5结语上述是本人对十天线金洞隧道大变形段施工技术的简单总结,由 于各地地质差异、隧道施工复杂，大变形段施工技术在不同地质条件、 施工环境等情况下的应用、改进还有待进一步的总结、探讨。参考文献1 曹国金，姜弘道,张建斌.锚固技术的支护机理和实验分析研究 动态J.地下空间,2002,1.2 贾剑清.复杂条件下隧道支护时效可靠性及风险管理研究D. 重庆大学,2006.3 夏剑.浅议喷射混凝土的施工过程注意事项J.黑龙江科技信 息,2009.4公路隧道施工技术规范.北京:人民交通出版社,2009.
