十天線金洞隧道大變形段施工技術

摘 要：本文結合十天線金洞隧道實際工程情況，對在此類地質、工程情況下的隧道大變形施工技術進行了總結、探討，并提出相應對策建議，對隧道工程的施工具有一定的實際參考價值。

關鍵詞：隧道 大變形段施工 技術

中圖分類號：U45 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）06（c）-0093-02

隧道工程是一項設計復雜、施工復雜、質量要求嚴格、且隱蔽性很強的系統工程，尤其對于某些工程地質較差地段，隧道施工尤為艱難，且易造成塌方等嚴重的工程事故。本文結合十天線金洞隧道的實際工程情況，對在此類地質、工程條件下的隧道大變形施工工藝進行了總結、探討，并提出相應對策建議，對隧道工程的施工具有一定的實際參考價值。

1 工程概況

1.1 工程簡介

金洞隧道位于國家高速公路十堰至天水聯絡線，陜西境內漢中至略陽（陜甘界）公路段，隧道全長2380 m，是略陽連接線上最長的一座隧道。

1.2 工程地質

金洞隧道原設計圍巖為中風化片巖，裂隙較發育，巖體呈碎石壓碎狀結構，基本為V級圍巖。但在具體施工中，發現圍巖極差、洞內巖層含水量大、富水巖層暴露空氣有泥化現象、初支下沉量大、局部地方有偏壓現象，開挖易造成塌方。

2 工程難點

針對金洞隧道工程地質原因，隧道施工采用了雙層I18、I20、I22型鋼，φ50 cm，錨桿23根Φ42×4×4.5 m注漿小導管。但在此種強支護下，仍出現了初支表面開裂、鋼支撐變形、左側拱腰出現噴射混凝土剝落、局部初支下沉傾線等現象，因此將施工方法變為大變形段施工。

3 大變形段初支施工工藝

3.1 超前鋼管施工

該段掌子面圍巖為強風化綠泥石片巖，巖體破碎，拱頂圍巖呈綠色，用手即可剝落。兩側圍巖呈灰白色，手捏呈粉末狀，有弱膨脹性，開挖即會引起拱頂就大范圍的塌落現象。因此在開挖前對掌子面進行封閉，再打超前注漿小導管，根據圍巖的實際好壞隔一循環打一次，不斷的調節插入的角度，小導管從拱架腹部穿過并焊接。以此來減少圍巖的塌落，同時也構成一個安全的施工空間。

由于巖層含水量大，在注漿時遇到了注漿量少的問題。現場采用注漿口設止漿塞，注漿順序從兩邊拱腳到拱頂對稱向上注漿，對每根管在第一次注漿后兩三分鐘進行二次注漿的方法，保證注漿量。

3.2 掌子面開挖

開挖采用三臺階開挖、預留核心土法。開挖順序為先進行上弧導坑開挖，拱部初期支護；再進行預留核心土開挖，下臺階中部開挖；然后進行下臺階側壁部開挖，下臺階初期支護。開挖時盡量避免放炮造成的巖體擾動，拱頂采用人工開挖，兩側采用機械開挖，開挖后立即對巖面進行初噴。

3.3 鋼支撐安裝施工

為保證拱架弧度滿足設計要求，踩用兩臺冷彎機分別對兩種型剛進行加工。在鋼支撐安裝前進行成品拼裝檢查，符合設計要求，拱架焊接點要錯開，不能出現在同一截面，嚴禁鋼支撐加工拱架焊接點和法蘭盤連接處出現在隧道拱頂，在鋼材實驗合格方可使用。初支采用雙層鋼架，內層為H175型鋼，外層為I20型鋼，拱間距為50 cm。在鋼支撐安裝時，要留有足夠的變形量，先進行內層H175型鋼安裝，螺栓要上齊全，法蘭盤騎縫焊接，拱腳墊設鋼板。為了使鋼支撐更好的受力，現場根據實際情況，對Φ25連接筋進行“[”形加工，讓連接筋和拱架腹部有足夠的焊接面，間距0.5 m，同時在兩側拱腳處采用I16型鋼對兩鋼支撐的腹板連接進行焊接。為了使雙層拱架更好的受力，減少施工難度，在H175型鋼施工一段后，根據現場監控量測資料，待H175型鋼下沉趨于穩定后進行外層I20型剛施工，施工方法同H175型鋼施工工藝。

3.4 中空自進式錨桿施工

由于隧道復雜的圍巖情況，采用中空自進式錨桿施工。中空自進式錨桿主要用于斷層破碎帶開挖支護施工，在復雜地質條件下取代普通砂漿錨桿，克服了普通砂漿錨桿諸如塌孔、無法插桿、注漿不飽滿等難題，發揮了錨桿支護的作用，提高了圍巖的承載能力，保證了圍巖的整體穩定，具有較好的應用價值。

錨桿的安裝如下。

（1）使用前，檢查鉆頭、鉆桿是否通氣，如有堵塞應處理通暢后使用。

（2）連接鉆頭和錨桿、鉆機和釬尾、鉆機連接套和釬尾、錨桿和鉆機連接套。

（3）錨桿對準設計的錨空位置，鉆機應先給水，然后鉆進，由于巖體破碎，在鉆進時鉆頭易堵塞，因此應放緩鉆進速度，做到多回轉，少沖擊，時刻注意水從鉆孔流出的狀況。在遇水堵塞時，后撤錨桿50 cm左右，反復掃孔后等水通暢后慢慢推進。

（4）用鋼管將止漿塞通過錨桿外露端打入孔口10 cm左右作為封孔進行注漿，錨桿根數應符合設計要求。錨桿注漿應在噴射混凝土完后進行，注漿前應對注漿設備進行檢查，調節好漿液的水灰比，整個注漿過程應連續灌注、不停頓，必須一次完成，觀察漿液從止漿塞邊緣流出或壓力表達到設計值，即可停泵。

3.5 噴射混凝土施工

噴射混凝土具有支護及時、強度高、密實性強、操作簡單、靈活性大等優點，特別是在軟弱圍巖地質條件下，配合鋼拱架和系統錨桿作為聯合支護，其優點更為明顯。就新奧法原理而言，容許圍巖產生變形，同時在圍巖變形過程中，通過圍巖自承體系和支護結構對圍巖變形進行控制，達到讓圍巖變形的適度釋放而不是徹底釋放的目的。噴射混凝土的風壓、水壓、噴頭與噴面的距離、噴射的角度、噴射的粒徑影響著對噴射混凝土的強度和厚度的控制。由于該段是富水巖層，巖層含水率大，造成圍巖粘結性差，在開挖時有小范圍的塌落，噴射混凝土時仍有小塊不停跌落，在噴射混凝土施工中遇到回彈率過大和局部受自重影響拉掉巖層的現象，這給施工帶來了一定的難度。在噴射過程中應嚴格按施工配合比拌料，盡量保證骨料的連續級配。在噴射過程中不斷調整噴射參數，保證混凝土的強度和厚度。

3.6 襯砌施工

仰拱單層施工拱架成環布設，為增加仰拱地基的承載力，在鋼筋混凝土施工時，預埋Φ160PVC管，管口外裹土工布，防止管內堵塞。待仰拱施工完后，采用Φ89×6鋼管樁加強仰拱地基承載力，管長8 m，環×縱=2m×3m垂直打入仰拱，采用高壓注漿。二襯主筋采用Φ28鋼筋，厚度為80 cm，待初支下沉平穩后方可進行二襯施工。

4 施工工程質量保證措施

（1）認真審核圖紙，領會設計意圖，做好技術交底，明確質量要求及注意事項。

（2）施工方法采用環形核心土開挖方式，掌子面與仰拱距離應控制在15 m左右。

（3）加強洞內排水，打超前排水孔，采用橡皮管引至離掌子面30 m外的中心排水溝，中心排水溝前端設擋泥壩，及時清理泥化的底層，保持中心排水溝排水暢通，仰拱底禁止積水。

（4）加強現場監控量測，多設監控點，分別對初支、二襯、仰拱測量，做到水準儀一天一測，全站儀三天一測，初支應每天做收斂測量。同時，做好測量和收斂現場記錄，及時對測量資料進行整理、分析，對出現變形較大的及時上報。

5 結語

上述是本人對十天線金洞隧道大變形段施工技術的簡單總結，由于各地地質差異、隧道施工復雜，大變形段施工技術在不同地質條件、施工環境等情況下的應用、改進還有待進一步的總結、探討。

參考文獻

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