青松嶺隧道設計及施工技術要點綜述

摘要：介紹青松嶺隧道設計思路和施工技術參數選擇方法，總結了該隧道施工的關鍵技術。

關鍵詞：隧道；設計；施工；襯砌

1工程概況

青松嶺隧道為承秦出海公路雙山子至大轉嶺段改建工程全線唯一的一座隧道，為全線重點控制工程。隧道設計總長度430m，為曲線隧道，隧道采用單洞雙向雙車道。隧道進口位于秦皇島市青龍滿族自治縣城西的頭道杖子村，出口位于青龍縣八道河鄉塔溝村境內。我公司承建的第2合同段起訖里程為K35+510～K38+123.54，青松嶺隧道起訖里程為K36+205～K36+635。

2總體設計

2.1 隧道平縱面設計

隧道為曲線隧道，坡度為3.0%。

2.2隧道橫斷面設計

隧道采用行車道寬8.5m，兩側余寬各設0.75m，有效凈寬10.0m，有效凈高5m的建筑界限。斷面型式采用單心圓拱曲墻式襯砌斷面。

2.3襯砌結構設計

洞身段襯砌均按“新奧法”原理進行設計，初期支護采用噴、錨、網、格柵鋼架支護，二次襯砌采用鋼筋混凝土或素混凝土襯砌，并視地層地質條件增加長、短管棚，超前錨桿等預加固措施。洞口根據地形、埋深及地質情況，進出口設計為臺階帶翼墻式洞門。洞口明洞襯砌采用防水鋼筋混凝土，厚度80cm。仰坡及明洞頂根據偏壓、淺埋地段結合地質條件采取噴、錨、網、反壓回填等措施。

隧道復合式襯砌支護參數見表1。

2.4洞身防排水設計

按照以“排、防”為主，“防、排、堵、截”相結合的綜合防排水設計。其各段防、排水情況如下：洞外根據地形情況，在洞口上邊、仰坡外側設置與地形相應的截水溝，將邊坡水引出隧道區，進入天然溝渠中排走。

2.5 隧道內路面

由于隧道路面維修困難，隧道內路面采用水泥混凝土剛性路面，路面厚24cm厚35號防水混凝土，基層為厚30cm的20號混凝土。下設10～23cm15號混凝土找平層。

2.6 抗震

洞門墻采用臺階帶翼墻式整體式混凝土結構，并且與鄰近一組襯砌與擋（護）墻同時施工，接縫間采用短鋼筋連接，以增強其整體抗震能力。

3 整體施工技術

3.1 總體施工工藝流程

超前支護——上半斷面開挖——初期支護——落底——接馬口——仰拱開挖——仰拱回填——中心排水管——路面調平層——防水板——矮邊墻澆筑——二次襯砌——側溝、電纜槽施工——路面——運營輔助設施

3.2 關鍵施工工序

3.2.1 超前支護

在進洞及S2型襯砌軟弱圍巖區對圍巖進行超前支護，采用φ50超前小導管，高壓注漿。小導管長5m，仰角50，兩個循環后采用φ42超前小導管，高壓注漿。4個循環后采用φ32螺紋鋼超前錨桿。超前小導管或超前錨桿每2個循環重復100厘米，每個循環中，導管或錨桿間距40厘米，根據具體地質情況控制設置范圍，加固巖體。

3.2.2 開挖

Ⅲ、Ⅳ類圍巖采用上、下半斷面分步開挖，支護緊跟，遵循“弱爆破、短進尺、少擾動、早噴錨、勤測量、緊封閉、早成環”等原則。

3.2.3 初期支護

Ⅲ類圍巖支立格柵鋼架，采用潮濕（部分采用模噴）技術進行噴射混凝土施工。同時加強檢測檢驗，增加鉆孔取樣頻率，做好質量控制。

3.2.4 二次襯砌

根據隧道設計特點，確定采用長8cm的液壓大模板穿行式襯砌臺車。模板采用液壓系統自動升降伸縮，自動行走，人工振搗結合附著式振搗器。臺車上部預留φ1.6m的風管套筒，保證了襯砌臺車可以在不拆卸通風管的情況下自由穿行，解決了通風管道過臺車時縮徑、彎曲及移動臺車須停止的難題，保證了洞內的正常的通風，提高了臺車的作業效率。

3.3 風、水、電配置

3.3.1 洞內施工通風采用獨頭壓入式通風，配置天津產TZ63-62.5型（風量1800m3/min）風機一臺，1.4m軟制風管送風。空壓機站配2臺22m3電動空壓機。隨時保證洞內施工。

3.3.2 施工用水采用深層地下水，日供水300m3，滿足施工需要。

3.3.3 施工用電采用在洞口設一座10kv高壓變電站，380v進洞。施工初期變壓器總功率1250kv，滿足施工要求。

4 施工技術要點

4.1 TSP-202地質超前預報技術

針對青松嶺隧道地質差、有斷層、圍巖節理裂隙十分發育，風化嚴重，且裂隙間有泥質物質填充，整合性差，極易發生掉塊和坍塌的特點，我們指派專職地質人員運用TSP-202對全隧先后進行6次勘察，同時在隧道開挖過程中進行拱頂下沉量測、周邊位移量測、地表下沉量測、地質及初期支護狀態觀測并匯出地質斷面素描圖。

4.1.1 在距設計斷層破碎帶50m實施超前地質預報。

4.1.2 根據預報結果進行現場地質跟蹤調查，組織人員對設計、預報和地質調查結果進行綜合該分析、比較，進一步確定斷層破碎帶的準確位置及地質、富水狀況。

4.1.3依據分析的結果研究確定相應的開挖、支護方案，從思想、人員、物資、設備上提前做好準備。

實踐證明：TSP-202探測解釋的成果基本是有效和準確的，結合跟蹤地質調查工作，能有效地查明掌子面前方150m以內的斷層破碎帶、地下水等不良地質的存在、性能、位置和規模，判斷精度可達85%以上。

4.2 斷層破碎帶施工技術

遵循“弱爆破、短進尺、少擾動、早噴錨、勤測量、緊封閉、早成環”等原則，采取小半斷面或微臺階開挖的施工方法。

4.2.1 超前支護采用φ50超前小導管，高壓注漿。小導管長5m，仰角50，兩個循環后采用φ42超前小導管，高壓注漿。4個循環后采用φ32螺紋鋼超前錨桿。超前小導管或超前錨桿每2個循環重復100厘米，每個循環中，導管或錨桿間距40厘米，增加可支護強度。

4.2.2 圍巖開挖后迅速噴射混凝土封閉巖面，運用模噴工藝進行初期支護。模噴減少了噴射回彈造成的空氣污染，且工效繳噴射混凝土提高1/3，速凝劑的使用量過大造成的混凝土后期強度降低。

4.2.3 在軟弱圍巖段，尤其是在隧道坍塌處理過程中，初期支護由原設計的鋼格柵改為工字鋼支撐，并在二次襯砌時，加厚襯砌混凝土厚度，采用80cm厚。

4.2.4 實施圍巖監控量測工作。

4.2.5 加強施工排水、防止積水造成隧底軟化而危及支護安全。

4.3 模噴技術

在青松嶺隧道施工中部分Ⅲ類圍巖及斷層破碎帶、坍塌處理中采用了模噴技術。采用模噴技術徹底解決了混彈凝土回難題，洞內作業環境顯著改善，每循環作業時間縮短了1/3。經對模噴地段鉆芯取樣檢測，結果表明，混凝土試件較模噴混凝土試件強度平均提高5%-15%。

4.4 襯砌混凝土檢測技術

施工過程中主要采用標準試件檢驗技術、實體混凝土強度檢驗技術（超聲波法、取芯法、拔出法）、雷達檢測技術等。通過多種檢測技術在隧道工程不同部位的綜合運用，準確的判斷了混凝土的質量，達到了施工過程工程質量的目的。