淺談和坪鐵路小嶺隧道施工技術控制

劉賀

摘要：本文結合和坪鐵路小嶺隧道的施工實踐，就長大鐵路單線隧道施工關鍵工序的技術控制進行了簡要闡述。

關鍵詞：長大隧道；關鍵工序；技術控制

和坪鐵路小嶺隧道位于吉林省延邊朝鮮族自治州，全長7929m，為全線最長的單線隧道。隧道DK16+710至DK17+700段位于4‰上坡坡段，DK17+700至DK18+100段位于8‰的下坡坡段，DK18+100至DK24+639段位于10.5‰的下坡坡段。洞身最大埋深約325m?，F就隧道施工關鍵工序的技術控制進行闡述。

1 洞口施工

洞口土石方開挖前，先清除邊仰坡上的浮土、危石，做好邊仰坡的截排水天溝，將地表水、邊仰坡積水引離洞口，以防地表水沖刷而造成邊仰坡失穩。洞口仰坡刷坡前，在設計要求的仰坡開挖線外原坡面上打設若干排Ф25鋼筋砂漿錨桿，錨桿長度4～5m；洞口開挖由外向里，從上至下分臺階開挖，分層分段開挖、分層分段支護。

根據地形條件，陡坡地帶土方和全、強風化巖采用人工清理邊仰坡，較緩的邊坡具備機械作業條件時，采用挖掘機挖裝，人工輔助刷坡；石方采用淺孔臺階鉆爆法開挖，明挖地段邊坡，預留1～1.2m光爆層，鉆孔采用YT-28風動鑿巖機鉆孔，采用毫秒微差線型爆破技術，“一”型起爆。

邊仰坡的防護采取噴砼、掛鋼筋網、打錨桿和漿砌片石等措施進行防護。

2 掘進爆破

2.1 爆破參數設計

2.1.1炸藥的選擇：

本隧道掘進爆破采用2號巖石硝銨炸藥，普通藥卷直徑為Ф32mm，光面爆破專用2號巖石硝銨炸藥藥卷直徑Ф20mm和Ф25mm。

2.1.2起爆方式

①起爆器材

a.導爆管：采用國產傳爆速度為（1950±50）m/s的導爆管。

b.非電毫秒雷管：選用1至30段毫秒雷管，必要時增加秒差雷管。

c.塑料導爆管的引爆：采用導火索引爆傳爆雷管和塑料導爆管。

② 起爆網絡中采用簇聯方式。

2.1.3掏鑿眼設計

使用YT-28型風鉆的楔形掏槽。當掘進每循環進尺大于2.5～3.5m時，采用復式楔形掏槽，上下或左右布置兩層掏槽孔。

裝藥集中度1.3kg/m～1.4kg/m。掏槽孔底部裝藥高度為1/3孔深，炮孔堵塞長度為1/3抵抗線，孔內口部裝藥線密度為底部裝藥的0.4倍。內外層上的孔采用隔斷微差起爆，時差50ms，同層的孔用同段雷管。

2.2 光面爆破

光面爆破設計不僅要嚴格控制周邊孔的鉆爆參數，還要考慮臨近周邊孔的參數。周邊孔光面爆破的主要參數有：孔徑Φ，藥徑d，線裝藥密度q，最小抵抗線w，孔間距a。

采用YT-28式鑿巖風槍鉆孔，成孔孔徑為Ф40～42mm；炸藥選用光爆專用小藥卷Ф20mm和少量Ф25mm藥卷；線裝藥密度取0.2～0.25kg/m，底部20～40cm線裝藥密度為0.5kg/m；最小抵抗線w選0.9m，孔間距a取0.75倍的最小抵抗線，即0.68m；炮孔堵塞長度為25cm。

根據以上周邊孔和輔助孔參數的選定，當周邊炮眼深度為2.5m和3.5m深度時，各周邊孔單孔裝藥量分別為0.5kg和0.9kg，而鄰近周邊孔的輔助眼，各單孔裝藥量分別為2.1kg和3.15kg，根據經驗公式v=70Q0.7/R1.5計算結果，炮孔爆破裂隙區半徑分別為0.7m、0.9m、1.4m和1.7m。

2.3周邊孔鉆孔超欠挖的控制

除嚴格控制周邊眼的裝藥量和裝藥結構外，主要是周邊炮孔的外插角θ，開口位置e和鉆孔深度L，它們與超欠挖高度（h）有如下關系：

θ和e主要取決于司鉆工的操作水平和所采用鉆機的鉆桿根部外緣高度，一般為5～7cm。平均線性超挖值控制在10cm以內，將e值控制在3cm范圍內，鉆孔時先定位，后鉆孔。采用風鉆時L值分別控制在3.5m～2.5m以內。θ值控制范圍在2°±0.8°（鉆孔深度為3.5m時）和2.8°±1.1°（鉆孔深度為2.5m時）。

3 噴射混凝土

初期支護噴混凝土采用濕噴機，對于混凝土中速凝劑的用量，一般要求其摻量為水泥重量的2%～4%，初凝不大于5min，終凝不大于10min。

噴射混凝土配比設計時，應注意以下幾點：

a.盡量不使用堿性較強的速凝劑，如須采用，在骨料的選擇上，加強檢測，避免采用能產生堿骨料反應的品種。

b.在混凝土配比中，粗骨料粒徑越大，回彈越多；但粒徑過小，易引起堵塞，粗骨料率一般在2.3～3.1之間。

噴射基面的處理對保證噴混凝土與圍巖緊密附著是非常重要的，因此，前期處理應按如下步驟實施：

①有流動的滲漏水面要進行排水處理。

②檢查巖面鋼筋網（加上排水盲管）的安設情況，防止噴射作業中發生位移。剛度較大的鋼筋網片發生振動時，會導致已形成的噴射砼體產生局部開裂現象。

混凝土噴射機安裝調試好后，在料斗上安裝振動篩（篩孔10mm），以避免超粒徑骨料進入噴射機；用高壓水沖洗干凈受噴圍巖面，而后即可開始噴射混凝土。送風后調整風壓，使之控制在0.45～0.7MPa之間。

噴射混凝土層的厚度控制，可采用標樁法或激光斷面儀測量法等。

噴射作業分片進行，可按照先邊墻后拱腳，最后噴射拱頂的順序施噴。噴前先找平受噴面的凹處，再將噴頭成螺旋形緩慢均勻移動，每圈壓前面半圈，繞圈直徑約30cm。

4 鋼筋網施工

鋼筋網一般在初噴混凝土、錨桿完工之后安設，施工時網片要緊貼初噴面，混凝土保護層厚度必須滿足設計要求。施工時，鋼筋必須經試驗檢測性能合格；鋼筋網節點與錨桿間采用電焊焊接牢固，網片間用鐵絲扎緊或焊接，在噴射作業時不得走動；鋼筋網鋪設隨混凝土初噴面起伏，并與壁面貼緊；復噴混凝土后，將鋼筋網完全覆蓋，且要有3～5cm的保護層。

5 襯砌施工

5.1 底板、仰拱及仰拱填充混凝土施工

本隧道Ⅱ級圍巖隧道采用曲墻無仰拱襯砌斷面形式，隧道底板設計厚度30cm；Ⅲ～Ⅴ級圍巖隧道均采用曲墻有仰拱襯砌斷面形式，要保證仰拱有足夠的強度和剛度，仰拱矢跨比按1/12控制；采用仰拱先行的原則；仰拱填充與仰拱分開施作。

底板、仰拱不能欠挖。當圍巖級別較低時，盡可能使用風鎬進行清底開挖，必須爆破時，應嚴格控制裝藥量；超挖部分一般用同標號的混凝土灌筑。

混凝土施工時分段立模灌筑，分段長度與襯砌臺車長度基本保持一致。灌筑仰拱混凝土時，使用混凝土大樣的樣板，每間隔2m設置一個，以檢查和控制仰拱斷面。灌筑時采用低塑性混凝土，由仰拱中心向兩側擴展。

5.2 隧道二次襯砌混凝土施工

出口二次襯砌混凝土施作，配備12m長全斷面液壓襯砌模板臺車。襯砌臺車在工序上形成防水、鋼筋綁扎、混凝土澆筑、養護一條流水線。

洞身二次襯砌均在初期支護收斂變形趨于穩定后施作，采用HBT60型混凝土輸送泵配合自行式液壓模板臺車全斷面施工，洞外設60m3/h混凝土自動計量拌和站集中生產，采用二次攪拌，混凝土運輸車運送混凝土至施工現場，由混凝土輸送泵壓入模板內，插入式振搗棒配合臺車所掛附著式振搗器搗固。

灌注混凝土從新舊混凝土接茬處開始均勻分布灌注，最后在單元體中間位置進行擠壓泵送灌注，待混凝土自擋頭板擠出漿來時，穩壓持續幾分鐘，看混凝土是否灌滿，如穩定壓力不能再灌入時，說明拱頂已灌滿，若穩定壓力仍能灌入，則穩壓持續到不能灌入為止。

6 結束語

通過對以上主要工序進行了嚴格的技術控制，和坪鐵路小嶺隧道工程合格率達到100%，優良率98%，完全滿足了設計要求。