隧洞開挖和初期支護施工技術要點分析

丁 華

(畢節公路工程處)

隧洞開挖和初期支護施工技術要點分析

丁 華

(畢節公路工程處)

主要闡述了畢節市關門山隧道改擴建工程隧洞開挖和支護施工技術要點。

關門山;隧道;工程;隧洞;開挖;支護

1 工程概況

關門山隧道位于貴州省畢節市市區，屬貴州省級重點項目。隧址區地處貴州西北部高原侵蝕、溶蝕型低中山地貌區，位于畢節市區西出口關門山，地勢起伏不大，隧道區附近海拔1500.7 ～1 559.80 m，相對高差59.1 m。隧道進出口地形較平緩，坡度15～33°，地表植被為農作物和少量灌木;本項目路基和隧道構成，隧區所在地域屬亞熱帶濕潤氣候區，冬春半干燥夏季濕潤型，冬長而冷，夏短而涼。年平均氣溫12.8℃，極端最低氣溫 －10.9℃，極端最高氣溫33.8℃。多年平均降雨量954.2 mm，多集中于夏季。場區主要氣候災害為干旱、冰雹、雪凝等自然災害。其中路基長558.371 m，隧道長297.226 m、三車道寬13.75 m、單位負責關門山隧道改擴建工程項目施工，其中，左線施工樁號K0+000～K0+852.371，右線施工長度250 m，右線施工樁號K0+000～K0+250，右線施工長度250 m。根據設計圖，進出口洞頂覆蓋較薄，采用40 m長管棚超前支護，K0+244～K0+264段為明洞，K0+264～K0+345.259段為V類圍巖，采用雙側壁導坑法，K0+345.259～K0+395.743段為IV類圍巖，采用中隔壁法，K0+395.743～K0+445.019段為V 類圍巖，采用雙側壁導坑法，K0+445.019～K0+464.729段為IV類圍巖，采用中隔壁法，K0+464.729～K0+538段為V類圍巖，采用雙側壁導坑法。右線部分利用老路，路基長250 m、黃線寬10～18 m、左線長852.371，左線隧道測設線位于設計中線左側7.35 m的位置，隧道，左洞進口位于半徑500 m的圓曲線內，左洞出口段位于半徑800 m的圓曲線內，隧道進口向出口端位于2.245%的上坡段;我單位施工的關門山隧道進口段主要穿越圍巖級別為IV、V級，隧道襯砌類型采用復合式襯砌。

2 洞身開挖施工技術要點

2.1 V級圍巖開挖

V級圍巖采用雙側壁導坑法開挖，隧道進出口洞口40 m段在大管棚護頂下進行施工。循環進尺控制在1.0 m左右，每天安排1.3個循環。局部地段需要爆破時，采取淺眼，少量裝藥預裂爆破。

開挖時，左、右側壁導坑和中下部核心土采用長臂挖掘機開挖，長臂挖掘機的最大開挖高度達8 m，完全滿足側壁導坑的開挖高度要求。拱部核心土采用人工開挖、人工翻渣至下部。裝渣采用裝載機，運渣采用自卸汽車運輸至路基填筑或棄渣場。每循環進尺0.8 m，設計每方用藥量0.4～0.71 kg，總每循環總用藥量 157.584 kg。

遇到個別孤石或局部圍巖需要爆破時，人工搭設臨時支架工作平臺，采用風動鑿巖機打眼，淺眼松動爆破。

2.2 Ⅳ級圍巖開挖

Ⅳ級圍巖段洞身開挖采用中隔壁導坑法開挖，循環進尺控制為1.5 m，每天安排1.5個循環。開挖時，能采用挖掘機開挖的，直接采用挖掘機開挖，減少爆破對圍巖的擾動，提高圍巖的自身穩定。當挖掘機不能直接開挖時，采用自制拼裝式型鋼臺架作為工作平臺，實施鉆爆作業。臺架分兩層，每層高度為2 m，層面上鋪設5 cm厚木板，臺架長度采用3m。為便于安裝和拆除，臺架采用18#槽鋼加工成定型構件，構件最小跨度控制為1.5 m，構件間以鋼板螺栓連接成整體。

采用光面爆破、楔形掏槽，爆破后用長臂挖掘機或人工翻渣至下部后，裝載機裝渣，自卸汽車運輸至路基填筑或棄渣場。

余三部按周邊孔0.6 m、掘進孔0.8 m的間距布置爆孔，裝藥集中度按0.4～0.7 kg/m鉆孔爆破開挖。爆破時必須充分考慮二次襯砌砼的齡期，確保爆破震動速度滿足設計要求。

3 初期支護施工技術要點

3.1 鋼支撐

(1)制作加工

初期支護鋼架由洞口加工場加工，型鋼鋼架采用冷彎成型，按設計要求分單元加工，并且利用汽車將鋼架運輸到現場進行安裝。確認型鋼鋼架設計圖無誤后，按1∶1比例進行實地放樣，設置型鋼鋼架加工平臺，將加工好的各個單元放在樣臺上試拼，沿大樣周邊輪廓誤差不大于3 cm，連接各單元的螺栓孔中心距公差不超過±0.5 mm，鋼架平放時，平面翹曲小于2 cm。

(2)鋼架架設工藝要求

安裝前清除底腳下的虛碴及雜物。檢查開挖斷面凈空，合格后即安裝型鋼鋼架，型鋼鋼架與隧道中心線垂直，連接要做到上、下端螺栓孔對齊。各單元型鋼鋼架拼裝完并檢查無誤后，按設計要求打φ42鎖腳小導管，焊接Ф22縱向連接筋，環向間距0.6m，拱腳(或墻腳)超挖時，采用鋼墊板調整。

3.2 錨桿

本隧道Ⅳ級圍巖設計為Ф22藥卷錨桿。施工采用風動鑿巖機按設計間距鉆孔，孔深達到標準后，用高壓風清除孔內巖屑;藥卷填充錨桿孔后插入錨桿，安裝錨桿墊板。Ⅴ級圍巖設計為Ф25中空注漿錨桿，施工采用風動鑿巖機按設計間距鉆孔，孔深達到標準后，用高壓風清除孔內巖屑;用注漿泵將水泥砂漿注入孔內，砂漿填充錨桿孔體積的2/3后停止注漿;及時將錨桿桿體插入孔內，砂漿強度等級為M30。

3.3 鋼筋網

Φ8鋼筋網網格間距按設計要求施作。投入使用的鋼筋必須進行拉直處理，并且要保證鋼筋表面的清潔，不能出現銹蝕以及污染等現象。在進行鋼筋網的安裝時，必須保證鋼筋焊接的長度為1～2個網格。鋪掛鋼筋網時，沿環向壓緊，鋼筋網隨受噴面起伏鋪設，與受噴面的間隙一般不大于3 cm。與錨桿或其它固定裝置連接牢固。開始噴射時，縮短噴頭至受噴面的距離，并調整噴射角度，鋼筋保護層厚度不得小于4 cm。噴射中如有脫落的石塊或混凝土塊被鋼筋網卡住時，應及時清除。

3.4 噴射混凝土

在進行混凝土的噴射時，采用的主要噴射方法是濕噴，為了保證混凝噴射的質量以及工作效率，因而在每一個掌子面都配備一臺濕噴機器。混凝土的拌和應該是在洞外進行拌合，在拌和中必須對混合料的配合比進行嚴格的控制。

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［3］惠彬永.劉建鎖.特殊地段隧道開挖施工技術研究［J］.山西建筑，2010，(7):78 －79.

U442

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1008－3383(2014)04－0115－01

2013－11－11

丁華(1979－)，男，貴州畢節人，中級工程師，從事交通土建施工管理研究。