金雞山隧道不同地質條件下三種施工技術分析

郭 嘉

(湖南交通職業技術學院，湖南 長沙 410132)

?

金雞山隧道不同地質條件下三種施工技術分析

郭 嘉

(湖南交通職業技術學院，湖南 長沙 410132)

以金雞山隧道拓寬施工為例，介紹了上下臺階法、預留核心土法及CRD法三種隧道的施工工藝，并對不同施工方法的技術要求進行了總結，從而保證工程的施工質量與效益。

隧道，上下臺階法，預留核心土法，CRD法

隧道施工工藝發展到今天應該說已經比較成熟了，不同的地質情況和施工環境需要運用不同的工藝。在地質條件比較復雜的區域進行的隧道施工有可能會存在多種施工方法，本文以金雞山隧道拓寬施工為例，重點介紹其三種施工方法。

1 工程概述

金雞山隧道是福州市二環路的重點工程。道路設計等級為城市主干道Ⅰ級，設計時速50 km/h，雙向四車道規模，城市二類隧道,建筑限界寬9.25 m，高5 m。

隧道暗挖段采用分離式雙孔隧道，線形整體呈魚腹形布置，線路東西走向，全長825.4 m，最小曲線半徑700 m。在K0+524.6進入西端隧道暗挖段，下穿學校及鶴林村民房，在K1+350進入東端明挖暗埋段。殘坡積層(Qel)基本覆蓋整個區域，主要有花崗巖和火山巖類經過長期物理、化學風化等形成。場地下部埋藏不同風化程度的巖層，巖性以花崗巖為主，偶見斑巖類，另發現閃長巖、玢巖，以巖脈形式穿插其間。經統計，隧道全線Ⅲ級圍巖占6%，Ⅳ級圍巖占15.2%，Ⅴ級圍巖占21.4%，Ⅵ級圍巖占57.4%。

2 施工工藝及技術要求

隧道Ⅴ級土質圍巖(包括洞口小凈距段、洞身小凈距段)采用淺埋暗挖法中CRD法施工，Ⅴ級巖質圍巖及Ⅳ級圍巖段采用鉆爆法中兩臺階預留核心土法施工，Ⅲ級圍巖采取鉆爆法中上下臺階法開挖。

2.1 Ⅲ級圍巖上下臺階法施工

本隧道Ⅲ級圍巖里程為南線54 m，開挖采用上下臺階法進行施工，每循環進尺控制在3 m以內。開挖時先開挖上部導坑，并進行初期支護，再開挖剩余部分的施工方法。

1)工序說明：a.隧道開挖采用光面鉆爆法施工，嚴格控制超欠挖，保證施工質量；b.開挖上部土體，并立即施作初期支護(砂漿錨桿+掛網噴混)；c.在滯后上臺階14 m～15 m后開挖下臺階土體，并進行下導坑初期支護；d.根據圍巖量測結果，及時鋪設防水層，適時施作二次襯砌。2)上下臺階法施工技術要求。a.初期支護采用系統錨桿+掛網噴混，系統錨桿采用φ22砂漿錨桿，桿體長3.0 m，間距1.2 m,梅花形布置；鋼筋網采用φ6.5鋼筋@20 cm×20 cm單層布置；噴射混凝土采用C25混凝土，厚度為10 cm；b.每部開挖完成后立即噴射混凝土，并做好初期支護，施工中嚴格遵循新奧法的基本原則；c.隧道洞身開挖嚴禁采用長臺階施工。初支必須嚴格執行每循環進尺不得大于3 m的規定，非爆破開挖和爆破開挖初支應分別于8 h和12 h內完成開挖、噴射混凝土作業，確保初支快挖、快支、快速封閉；d.要改進仰拱開挖方法，下臺階開挖底面標高可適當下落。

2.2 預留核心土法施工

本隧道Ⅴ級巖質圍巖里程為176 m，開挖采用鉆爆法兩臺階預留核心土法進行施工，每循環進尺控制在1 m以內。上部環形導坑以人工風鎬或挖掘機開挖為主，輔以弱爆破，開挖后及時進行初期支護，再采用控制爆破開挖核心土，最后開挖剩余部分土體并及時施作仰拱和仰拱回填的施工方法。

1)預留核心土法施工工序說明：a.施作超前支護，開挖拱部土體及時進行初期支護，架設鋼架并噴混凝土至設計厚度，形成較穩定的承載拱。b.在滯后拱部土體開挖3 m～5 m后開挖核心土土體。c.在滯后核心土土體開挖6 m后開挖下部土體、施作初期支護并及時施作仰拱混凝土、仰拱填充混凝土，及早封閉成環。d.根據圍巖量測結果，適時施作二次襯砌。

2)施工技術要求。a.施工時，先對隧道拱部采用超前加固，然后分部開挖；b.開挖時，為減輕對周邊圍巖的擾動，盡可能采用風鎬或機械法開挖，確需爆破時，應控制好裝藥量，采用弱震動爆破法開挖。各部位開挖后，及時按設計要求完成初期支護結構，使各部位能及時封閉，提高其受力性能，減少地層沉降變形；c.各部開挖時，周邊輪廓應盡量圓順，減小應力集中；d.各部的底部高程應與鋼架接頭處一致，每一步的開挖高度應根據地質情況確定。

2.3 小凈距段、下穿房屋段CRD法施工

本工程隧道暗挖段東、西端豎井進出口、Ⅴ級圍巖下穿房屋段，以上工段隧道開挖采取淺埋暗挖法CRD法施工。

1)CRD法施工技術要求。

a.超前支護。洞身小凈距段：超前支護形式采取雙排注漿小導管支護，外圈注漿小導管φ42×4@30×400，小導管長度600 cm，內圈注漿小導管φ42×4@30×100，小導管長度200 cm；掌子面采取φ42×4 TSS小導管全斷面注漿@50×50，TSS小導管L=600 cm(外插角10°～15°)。

下穿房屋段：超前支護形式采取φ108×6@30 cm超前大管棚+φ42×4超前注漿小導管@30×300支護，管棚長度為30 m，超前小導管L=450 cm；掌子面采取φ42×4 TSS小導管全斷面注漿@50×50，TSS小導管L=600 cm(外插角10°～15°)。

b.初期支護。洞身小凈距段：初期支護措施有徑向注漿小導管φ42×4@100×50 cm+Ⅰ22a工字鋼架@50 cm+φ6.5@20×20鋼筋網(雙層)和C25噴射混凝土30 cm厚；工字鋼拱架架立時在拱頂及邊墻部位的每根鋼拱架兩端均打入2根φ22錨桿，夾在工字鋼架兩側。

下穿房屋段：初期支護采取徑向注漿小導管φ42×4@100×50+Ⅰ22a工字鋼拱架@50 cm+φ6.5@20×20鋼筋網(雙層)+C25鋼纖維噴射混凝土30 cm厚；工字鋼拱架架立時在拱頂及邊墻部位的每根鋼拱架兩端均打入2根φ22錨桿，夾在工字鋼架兩側。

c.臨時支護。均采取Ⅰ22a工字鋼架@50 cm，φ6.5@20×20鋼筋網(單層)和C25噴射混凝土10 cm厚。

d.施工用混凝土商品混凝土站集中拌制，混凝土罐車運輸。

e.混凝土施工配合比由試驗室確定。

2)施工工序。嚴格執行“管超前、嚴注漿、短進尺、強支護、勤量測、早封閉”的施工基本原則。首先應完成管棚護拱(管棚工作室)，長管棚的施工或完成超前小導管支護的施工，然后按此工法進行施工。CRD法施工工序橫斷面如圖1所示。

a.超前支護完成后，小型挖掘機配合人工風鎬開挖①部，控制每次開挖進尺0.5 m，噴射混凝土封閉掌子面，施作①部導坑周邊的初期支護和臨時支護，初噴4 cm厚混凝土，安裝鋼筋網片，架立型鋼鋼架和臨時鋼架與橫撐，并設鎖腳錨桿，鉆設徑向注漿小導管孔并打入小導管后復噴混凝土至設計厚度，最后再進行徑向注漿作業。b.滯后①部1 m采取小型挖掘機配合人工風鎬開挖②部，噴射混凝土封閉掌子面，導坑周邊部分初噴4 cm厚混凝土。安裝鋼筋網片，接長型鋼鋼架和臨時鋼架及橫撐，并設置鎖腳錨桿。鉆設徑向錨桿后復噴混凝土至設計厚度。c.在滯后于②部10 m～15 m距離后，開挖③部，噴射混凝土封閉掌子面，施作周邊和臨時支護，步驟同①部。d.在滯后于③部1 m距離后，開挖④部，接長型鋼鋼架和臨時鋼架、橫撐，并施作導坑周邊的初期支護和臨時支護，步驟及工序同②部。e.在滯后于④部約10 m～15 m距離后，開挖⑤部并施作導坑周邊的初期支護和臨時支護，步驟及工序同③部。f.在滯后于⑤部約1 m距離后，開挖⑥部。隧底周邊部分噴混凝土至設計厚度，步驟和工序同④部。g.隧底開挖后盡快施作仰拱與填充，仰拱一次性灌注，且與隧底填充混凝土分開施工。中隔壁暫不全部拆除，保留仰拱中隔壁鋼架部分，將鋼架埋入仰拱及填充。仰拱滯后⑥部土體不超過10 m。h.根據監控量測的結果進行分析，圍巖和初期支護基本穩定后拆除臨時鋼支撐，鋪設防水層澆筑二襯混凝土。臨時支撐拆除一次拆除長度小于5 m。i.南線北線進口段設置先行與后行洞，本工程先行洞東、西線均選擇南線，后行洞掌子面滯后先行洞距離約為20 m。

3 結語

不同的隧道施工方法有不同的適應范圍，不同的施工方法技術要求也不盡相同，施工管理人員要根據現場具體情況具體分析。選擇合適的施工方法不僅可以滿足工期和質量的要求，更加能夠使現場施工事半功倍，企業獲得更多利潤。

[1] 金 波，韓常領，王萬平，等.既有隧道改建施工的安全風險及對策[J].公路，2008(7):269-271.

[2] 石有才.既有運營隧道增建“喇叭口”施工技術[J].現代隧道技術，2004，41(5):46-51.

[3] 代春泉,王 磊.城市隧道施工風險模糊綜合分析[J].建筑經濟,2012(4)：20-21.

[4] 方 宏.規避隧道施工風險的措施探討[J].交通標準化,2010(18)：33-35.

Analysis on three kinds of construction technologies of Jinji mountain tunnel under different geological conditions

Guo Jia

(HunanTransportationVocationalTechnicalCollege,Changsha410132,China)

Taking the Jinji mountain tunnel widening construction as an example, this paper introduced the construction technology of benching tunneling method, provided core soil method, CRD method three kinds of tunnel, and summarized the technical requirements of different construction methods, so as to ensure the construction quality and benefit of engineering.

tunnel, benching tunneling method, provided core soil method, CRD method

1009-6825(2016)05-0199-03

2015-12-01

郭 嘉(1983- )，男，碩士，講師

U455

A