論隧道洞口工程的施工技術(shù)與方法

楊家松

(貴州橋梁建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司)

1 工程概況

白虎咀隧道洞口設(shè)計(jì)為開(kāi)挖土石方后，掛網(wǎng)噴射8 cm厚混凝土，3.5 m 長(zhǎng)的鋼筋錨桿，此處地形陡峻、地質(zhì)結(jié)構(gòu)松散。

2 隧道施工工藝

施工前按設(shè)計(jì)圖要求放出坡面開(kāi)挖線(xiàn)，開(kāi)挖過(guò)程中嚴(yán)格控制坡面寬度、開(kāi)挖坡比線(xiàn)、臺(tái)階寬度及位置。開(kāi)挖前先施工截水溝，防止地表水沖刷開(kāi)挖后的坡面引起坡面垮塌，截水溝按路基排水工程標(biāo)準(zhǔn)施工。

2.1 洞口開(kāi)挖

(1)洞口仰坡加固處理

洞口段圍巖的自支護(hù)能力比較弱，為了確保工程質(zhì)量，洞口施工前首先組織測(cè)量人員對(duì)邊仰坡開(kāi)挖線(xiàn)進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量定位，才能滿(mǎn)足抗震需求，洞口仰坡加固處理，對(duì)于確保確保隧道洞口段的施工安全，以后后期使用過(guò)程中洞口仰坡的長(zhǎng)期穩(wěn)定具有重要的意義。邊、仰坡開(kāi)挖以挖機(jī)配合人工的方式進(jìn)行，由上而下，視高度情況分臺(tái)階開(kāi)挖，在挖機(jī)開(kāi)挖邊坡時(shí)預(yù)留10～15 cm 用人工修刷，盡量做到坡面平整。根邊仰坡開(kāi)挖達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，采取錨桿、掛網(wǎng)、噴混凝土作業(yè)進(jìn)行加固。

(2)洞口開(kāi)挖

對(duì)于隧道施工來(lái)說(shuō)，選擇合理的施工方法對(duì)于隧道洞口防坍塌和施工安全具有重要的意義。施工采用挖掘機(jī)開(kāi)挖、裝載機(jī)裝車(chē)，自卸汽車(chē)運(yùn)至棄土場(chǎng)棄置;石方采用機(jī)械鉆眼，光面爆破，人工裝藥起爆，挖掘機(jī)裝車(chē)，自卸汽車(chē)運(yùn)至棄土場(chǎng)棄置。在洞口開(kāi)挖施工時(shí)，根據(jù)洞口的地形，現(xiàn)場(chǎng)確定截水溝的位臵和走向，截水溝位臵的選擇要考慮到離洞口邊，在對(duì)洞門(mén)、邊仰坡按設(shè)計(jì)放線(xiàn)后，采用以挖掘機(jī)開(kāi)挖為主，按設(shè)計(jì)要求及時(shí)進(jìn)行防護(hù)。土開(kāi)挖時(shí)自上而下分層開(kāi)挖，按設(shè)計(jì)坡面線(xiàn)一次成型。開(kāi)挖完畢后采用人工清理坡面懸石和松散物。根據(jù)測(cè)量放樣，進(jìn)行隧道洞口開(kāi)挖。隧道洞口剛開(kāi)始施工時(shí)，因其地質(zhì)條件較差，要先落實(shí)好放排水的工作，蘇通原有排水系統(tǒng)，形成完整的排水系統(tǒng)。工程施工過(guò)程中，提倡“趨自然狀態(tài)進(jìn)洞”，貫徹“早進(jìn)晚出”原則，盡量減少對(duì)邊仰坡的擾動(dòng)。

2.2 初期支護(hù)

邊仰坡開(kāi)挖后及時(shí)進(jìn)行洞口邊仰坡的防護(hù)，以防圍巖風(fēng)化，雨水滲透而滑塌。因此，在隧道洞口開(kāi)挖面后就緊跟著初期支護(hù)。本工程洞口成洞面仰坡防護(hù)采用錨、網(wǎng)、噴進(jìn)行加固。邊、仰坡的防護(hù)采用長(zhǎng)4 m 的φ22 砂漿錨桿，掛20 cm×20 cmφR6的鋼筋網(wǎng)，10 cm 厚的噴射混凝土。仰坡上的砂漿錨桿如與長(zhǎng)管棚相碰或與洞內(nèi)徑向錨桿相碰的錨桿要取消。

在進(jìn)行錨桿支護(hù)安裝之前，要檢查斷面尺寸，確保鋼架正確安設(shè)。在軟弱地段，采用拱腳下墊鋼板的方法。安設(shè)拱腳或墻腳前，清除墊板下的虛碴，錨桿注漿安裝前須先做好材料、機(jī)具、腳手平臺(tái)和場(chǎng)地準(zhǔn)備工作，錨桿預(yù)先在洞外加工廠(chǎng)按設(shè)計(jì)要求加工制作。錨桿采用鑿巖機(jī)鉆孔，成孔后，用風(fēng)吹去孔里的積水和巖硝，然后將錨桿打入，錨桿體插入孔內(nèi)不小于設(shè)計(jì)長(zhǎng)度的95%。錨桿孔中必須注滿(mǎn)砂漿，發(fā)現(xiàn)不滿(mǎn)須撥出錨桿重新注漿，錨桿孔內(nèi)灌注砂漿應(yīng)飽滿(mǎn)密實(shí)。

在進(jìn)行混凝土噴射作業(yè)之前，要做好準(zhǔn)備工作，水泥、沙子、碎石、速凝劑原材料檢查合格，洞口邊仰破支護(hù)噴混凝土采用C20噴混凝土，在施工前必須進(jìn)行洞外試驗(yàn)。本工程噴射混凝土采用TK－961 濕噴機(jī)，利用搭設(shè)的腳手架做平臺(tái)實(shí)施作業(yè)。邊墻部分施工采取分段分片進(jìn)行，一般為從左到右、從右到左或從下而上，在施工的過(guò)程中，按順序縱向進(jìn)行一圈壓半圈，同時(shí)注意呈旋轉(zhuǎn)軌跡運(yùn)動(dòng)，本工程噴射采取的指標(biāo)為，每次蛇行長(zhǎng)度為3～4 m，旋轉(zhuǎn)半徑一般為15 cm。噴射混凝土?xí)r，為了能夠獲得最大壓實(shí)和最小回彈使噴嘴與受?chē)娒骈g保持適當(dāng)距離，混凝土噴射工作由專(zhuān)業(yè)熟練工人操作，噴射角度盡可能接近90°，同時(shí)，采用由兩側(cè)拱腳向上噴射密實(shí)鋼架與圍巖之間的間隙。保證噴射混凝土面平整，無(wú)干斑或脫落現(xiàn)象。

3 洞身開(kāi)挖質(zhì)量控制

確保各種實(shí)驗(yàn)的有效性和準(zhǔn)確性，在加強(qiáng)試驗(yàn)室對(duì)本工程中各種試件的測(cè)試工作的基礎(chǔ)上，嚴(yán)格按照規(guī)范要求做好各類(lèi)原材料、半成品預(yù)制件、混凝土、砂漿等抽檢和復(fù)檢工作，認(rèn)真把好質(zhì)量關(guān)，用數(shù)據(jù)指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工。除此之外，還要重點(diǎn)做到以下幾點(diǎn)洞身開(kāi)挖質(zhì)量控制措施:

第一，重視施工環(huán)節(jié)，控制施工成本。隧道洞口段施工時(shí)，一般要進(jìn)行地表監(jiān)測(cè)和洞內(nèi)監(jiān)測(cè)。施工人員操作不熟練，開(kāi)挖存在部分的超挖現(xiàn)象，不但浪費(fèi)材料，而且提高施工成本，同時(shí)延長(zhǎng)了施工工序循環(huán)時(shí)間。例如，有關(guān)隧道洞口施工中，拱部范圍和墻腳以上1 m 范圍內(nèi)施工，施工環(huán)節(jié)有嚴(yán)格的規(guī)范要求，如果使用噴射混凝土來(lái)進(jìn)行超挖的填補(bǔ)，成本投入將非常大。因此，再是施工過(guò)程中，在監(jiān)理工程師的參與下進(jìn)行了較為詳細(xì)的技術(shù)及安全交底，施工中嚴(yán)格把質(zhì)量關(guān)，控制施工成本。

第二，提高施工人員自身素質(zhì)。首先提高各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)和廣大職工對(duì)于安全生產(chǎn)重要性的意識(shí)，然后再通過(guò)加強(qiáng)全員的施工專(zhuān)業(yè)技能的培訓(xùn)，提高施工人員安全教育和技術(shù)水平，定期、不定期的進(jìn)行安全檢查，保證現(xiàn)場(chǎng)各項(xiàng)工作處于安全受控狀態(tài)。例如，鋼筋網(wǎng)片上使用片石這一施工環(huán)節(jié)而言，圍巖的自穩(wěn)能力和作用在很大程度上與施工材料質(zhì)量母密切相關(guān)，如果用石棉瓦對(duì)空隙進(jìn)行填補(bǔ)遮蓋，那么軟弱圍巖更易受到風(fēng)化水浸等作用出現(xiàn)形變甚至坍塌，威脅施工和運(yùn)營(yíng)。

4 支護(hù)質(zhì)量控制

4.1 錨桿的質(zhì)量控制

在進(jìn)行錨桿安裝之前，要嚴(yán)格檢查注漿材料、管棚、鋼架、鋼筋網(wǎng)、錨桿、錨固劑、噴射混凝土等原材料出廠(chǎng)合格證、試驗(yàn)報(bào)告、對(duì)實(shí)物觀察檢查，廠(chǎng)家生產(chǎn)的錨桿也必須保證手續(xù)、證書(shū)齊全。同時(shí)，監(jiān)督施工單位對(duì)已經(jīng)超挖地段按實(shí)際開(kāi)挖斷面進(jìn)行支護(hù)，超挖回填處理應(yīng)在支護(hù)施工完畢后進(jìn)行。安裝錨桿的數(shù)量必須科學(xué)合理，操作過(guò)程中要保證孔口巖面的方向和錨桿鉆孔方向是相互垂直的。施工完畢后，還要清點(diǎn)錨桿安裝數(shù)量，檢查錨桿墊板與基面密貼情況及錨桿安裝偏差。

4.2 鋼筋和鋼筋網(wǎng)的質(zhì)量控制

在隧道洞口施工環(huán)節(jié)中，鋼筋材料質(zhì)量的好壞直接 與工程施工質(zhì)量息息相關(guān)，因此，在施工之前要嚴(yán)格檢查鋼材質(zhì)量，保證其原材料質(zhì)量嚴(yán)格符合設(shè)計(jì)和工程的要求。。施工過(guò)程中，要隨時(shí)檢查鋼架安裝的位置、接頭連接、縱向拉桿及立柱埋入底板深度。鋼架安裝不得侵入二次襯砌斷面，立柱埋入底板深度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，鋼架底部不得有虛碴。

4.3 噴射混凝土的質(zhì)量控制

在進(jìn)行混凝土噴射作業(yè)之前，要及時(shí)清楚施工現(xiàn)場(chǎng)雜物，根據(jù)施工圖紙要求，選用滿(mǎn)足施工條件的混凝土配比設(shè)計(jì)。工程噴射混凝土作業(yè)噴射順序應(yīng)自下而上，分段進(jìn)行，每一段的長(zhǎng)度大于6 m，通過(guò)合理選擇原材料和配置混凝土配合比，確保噴射出的混凝土具有非常高的強(qiáng)度。完成混凝土噴射作業(yè)之后，要及時(shí)清理噴面粉塵和雜物。一般來(lái)說(shuō)，噴射混凝土終凝2 h 后，應(yīng)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，同時(shí)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不小于14 d。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，工程隧道洞口施工作業(yè)時(shí)嚴(yán)格根據(jù)工程地質(zhì)實(shí)際需求，通過(guò)洞口開(kāi)挖、初期支護(hù)，確保洞身開(kāi)挖質(zhì)量控制，在施工的過(guò)程中，還需加強(qiáng)施工生產(chǎn)安全管理，總結(jié)出了較為完整的施工方法，使人員及機(jī)械得到了很好的磨合，為下一步大規(guī)模的施工生產(chǎn)創(chuàng)造了條件。

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