淺談隧道開挖和初支的質量控制

饒雪蘭 曹金滸

貴州省質安交通工程監控檢測中心有限責任公司

摘要：本文從施工測量、施工技法及流程、施工時的注意事項這三個方面，對隧道開挖和初支質量全程控制進行了論述。隧道開挖過程中做好初期支護對隧道的穩定將產生重要的影響。

關鍵詞：隧道；開挖；初支；質量；控制

引言

在隧道施工建設過程中，解決好開挖和初期支護問題，是確保隧道工程質量、保證順利貫通的重要環節，而選擇好開挖和初期支護的時間和方式是成功的關鍵。

1.施工測量

（1）按《公路勘測規范》關于洞外控制測量的有關規定進行一切必要的測量和計算工作，并應將施測采用的方法和精度報監理工作師批準。

（2）隧道洞外控制采用三角測量，每個洞口設置三個平面控制點，且將控制點設在能相互通視，穩固不動，而且便于引測進洞，能與開挖后的洞口通視之處，盡可能避免干擾，且不會被棄碴掩埋。

（3）在放線中除公里樁、平曲線基本樁外，應設置必要加樁；在工程實施中隧道中樁最大間距直線上不得大于10m，曲線上不得大于5m，并明確標出用地界樁、路面和排水溝中心樁、輔助基準點以及其他為控制正確放線的水平和垂直標樁。

（4）保護好一切基準點和測樁，并予以固定；如遇損壞、遺失、位移等情況，應立即報告監理人。

（5）隧道洞口應設立中線樁及兩個以上的后視點樁和兩個水準點，并進行聯測，核對其是否達到精度要求。

（6）進洞的支水準點及導線點要及時跟進，埋設支水準點及導線點要考慮通視、穩定、遺失等情況，并按照精度要求，做好計算報監理審批。（二）、隧道的開挖

2.隧道開挖：

隧道ⅰ、ⅱ、ⅲ級圍巖采用全斷面開挖法；ⅳ級圍巖根據圍巖的整體性程度采用短臺階法施工，臺階的長度為10-15m；ⅴ級圍巖采用超短臺階法施工，臺階的長度為5-10m。ⅰ、ⅱ、ⅲ級圍巖全斷面爆破采用中空眼直眼掏槽，ⅳ、ⅴ級圍巖開挖采用斜眼楔形掏槽。ⅰ、ⅱ、ⅲ圍巖全斷面開挖光面爆破。ⅳ、ⅴ級圍巖臺階法開挖預裂爆破，在施工中一定要控制好臺階長度和爆破的方式，盡量減少對圍巖的擾動，控制圍巖的變形。

隧道ⅰ、ⅱ、ⅲ、ⅳ、ⅴ級圍巖級圍巖地段，初期支護（即系統錨桿裝設、網片的掛設、c20混凝土噴射等）完成后，再進行下一循環開挖，初期支護與開挖掌子面間距在巖石較好地段5～10m，圍巖較差地段初期支護與掌子面緊跟，兩道工序平行作業。為減輕爆破時對圍巖的擾動，周邊眼采用φ32光爆藥卷，并采用導爆索藥串裝藥結構，孔口堵塞長度不小于40cm。ⅰ、ⅱ、ⅲ級圍巖周邊眼間距e=40cm，最小抵抗線w=55cm，相對距離e/w=0.72，周邊眼裝藥集中度0.27kg/m。ⅳ、ⅴ級圍巖周邊間距e=30cm，最小抵抗線w=40cm，相對距離e/w=0.75，周邊眼裝藥集中度0.09kg/m。鉆爆作業時，根據地質條件及時修正爆破參數，以期達到最佳爆破效果。鉆孔均采用自制鉆孔臺架配yt-28手持式風動鑿巖機鉆孔，人工裝藥起爆。鉆爆作業按照爆破設計進行鉆眼、裝藥、接線和引爆。如圍巖出現變化需要變更爆破設計時，由隧道工程師確定，現場監理工程師簽認。炮孔的裝藥、堵塞和引爆線路的連接及啞炮和盲炮的處理，均由考核合格的爆破員負責。

3.超欠挖控制

鉆爆法開挖控制開挖質量，關鍵是控制好超欠挖，鉆爆施工中將采取如下措施：（1）根據不同地質情況，選擇合理的鉆爆參數，選配多種爆破器材，完善爆破工藝，提高爆破效果。（2）提高畫線、鉆眼精度，尤其是周邊眼的精度，是直接影響超欠挖的主要因素，因此要認真測畫中線高程，準確畫出開挖輪廓線。（3）提高裝藥質量，杜絕隨意性，防止雷管混裝。（4）斷面輪廓檢查及信息反饋：了解開挖后斷面各點的超欠挖情況，分析超欠挖原因，及時更改爆破設計，調整爆破參數，減少誤差，配專職測量工用斷面儀檢查開挖斷面。（5）建立嚴格的施工管理：在解決好超欠挖技術問題的同時，必須有一套嚴格的施工管理制度來保證技術的實施，為此，從進洞前，制定嚴格的獎罰制度。

斷面過渡處的開挖隧道不同開挖斷面及襯砌斷面變化處采用以下方法開挖：當大斷面變成小斷面時分界點留錯臺按照小斷面直接開挖，小斷面變成大斷面時在達到變斷面分界點開始4～6m范圍逐漸向外擴大，至設計斷面時，過渡段的欠部位采用補炮處理，緊急停車帶建筑限界凈寬比隧道建筑限界凈寬超出部分按設計斷面開挖及支護。（三）、隧道初期支護初期支護主要有錨桿（系統藥卷錨桿和中空注漿錨桿）、超前支護、工字鋼或格柵鋼架、掛網、噴射混凝土五種形式。4.錨桿的施工

（1）普通藥卷錨桿采用螺紋鋼筋現場制作，即20mnsiφ22藥卷錨桿。長度根據圍巖狀況及設計確定，間距不大于桿長的二分之一，手持鑿巖機鉆孔，使用高壓風吹凈鉆孔，把藥卷裝入孔中，藥卷裝入長度為錨桿的三分之二，此時把錨桿裝入。

（2）中空注漿錨桿采用yt-28風動鑿巖機推進，鉆孔前根據設計要求定出孔位，鉆孔保持直線并與所在部位巖層結構面盡量垂直。水泥漿拌合均勻，隨拌隨用，灌漿時導管伸入孔底，邊灌漿邊抽撥導管，要求錨孔內水泥漿飽滿，灌漿工作連繼不中斷，保證錨桿、水泥漿、圍巖間的粘結力。

4.超前支護

4.1超前錨桿

超前r25中空注漿錨桿r25中空注漿錨桿采用yt-28風動鑿巖機推進，鉆孔前根據設計要求定出孔位，鉆孔保持直線并與所在部位巖層結構面盡量垂直。水泥漿拌合均勻，隨拌隨用，灌漿時導管伸入孔底，邊灌漿邊抽撥導管，要求錨孔內水泥漿飽滿，灌漿工作連繼不中斷，保證錨桿、水泥漿、圍巖間的粘結力。在有水地段，可在附近另行鉆孔安裝錨桿或改為早強速凝藥包式錨桿。

4.2超前小導管

超前小導管設置在隧道進出口段無長管棚支護的ⅳ級圍巖地段，ⅳ級圍巖淺埋地段和ⅴ級圍巖地段，采用外徑42㎜，壁厚3.5㎜的熱扎無縫鋼花管，在鋼管距尾端1米范圍外鉆φ6㎜壓漿孔。鋼管環向間距按照設計要求布置，外插角控制在規范范圍內，尾端支撐與鋼架上，控制每排小導管縱向設置間距及長度。超前小導管注漿采用水泥漿液，注漿參數可通過現場試驗適當調整。3、工字鋼鋼架和格柵鋼支撐的施工根據設計要求，工字鋼鋼架和格柵鋼支撐在洞外加工廠利用臺架按設計加工制作成型，洞內安裝在初噴混凝土之后進行，與定位鋼筋焊接。鋼拱架間縱向用鋼筋連接為一體，鋼架間以混凝土噴平。鋼架拱腳必須放在牢固的基礎上，架立時垂直隧道中線，架設時中線、高程和垂直度由測量技術人員嚴格控制，并將系統藥卷或中空錨桿與鋼架焊接連為一體。

4.3掛鋼筋網片

（1）鋼筋網片采取現場統一制作，所用材料的質量和規格應符合設計及規范要求。

（2）采用雙層鋼筋網時，第二層鋼筋網應在第一層鋼筋網被混凝土覆蓋后鋪設。

（3）要嚴格控制網格尺寸、鋼筋保護層厚度、與受噴面的間隙等。

（4）鋼筋網與錨桿或其他固定裝置連接牢固，噴射混凝土時不得晃動。5、濕噴混凝土（1）采用濕噴法施工，分初噴、復噴和終噴（保護層）三階段進行，噴射機選用濕噴機，所用材料需先自檢并經監理檢驗認可后方可使用。（2）砂選用顆粒堅硬、干凈的中、粗砂。

（5）速凝劑、減水劑、粘稠劑等外加劑均選擇質優、性能優良的產品。速凝劑在使用前，做與水泥的相容性試驗及水泥凈漿凝結效果試驗。

（6）施工配合比按現場實際情況根據試驗數據進行調整確定。

5.結束語

在隧道施工建設過程中，解決好開挖和初期支護問題，是確保隧道工程質量、保證順利貫通的重要環節，而選擇好開挖和初期支護的時間和方式是成功的關鍵。因此，對隧道開挖及支護進行研究和探討具有重大的現實意義。

參考文獻：

[1]《隧道工程》覃仁輝主編。重慶大學出版社 2005

[2]《隧道及地下工程》 關寶林、國兆林主編

[3]劉仁旭，汲紅旗；公路隧道的光面爆破[j]；公路；2005年10期