關(guān)于三車道斷面公路隧道軟弱圍巖施工方法探討

(四川川交路橋有限責(zé)任公司市政分公司, 四川 廣漢 618300)

隨著當(dāng)前我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展越來(lái)越快，可以有效推進(jìn)各項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，其中公路作為交通運(yùn)輸中重要的樞紐，在當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展態(tài)勢(shì)下得到大力推進(jìn)，由此出現(xiàn)需要高等級(jí)的公路建設(shè)工程，最為顯著的特征就是車道由雙車道逐漸向三車道方向發(fā)展。而在三車道建設(shè)工程中，公路隧道的矢跨比比較小，而且在開(kāi)挖之后會(huì)對(duì)其圍巖穩(wěn)定帶來(lái)一定的不良影響，尤其是隧道需要穿越軟弱圍巖的情況下，此時(shí)就需要在施工中采取量化的開(kāi)挖方法以及良好的施工方法[1]，從而有效保障施工過(guò)程中的安全性。在本文中重點(diǎn)分析隧道軟弱圍巖的施工方法。

一、工程概況

在本文中選取某公路建設(shè)項(xiàng)目作為案例進(jìn)行分析，此公路隧道屬于一項(xiàng)重要的工程。公路需要穿過(guò)某山，將之前的雙車道擴(kuò)至三車道隧道，其中需要的開(kāi)挖的最大寬度是20m，而設(shè)計(jì)的時(shí)速是100km／h，其中隧道的左線全長(zhǎng)手術(shù)3703m，而右線的全長(zhǎng)是 3672m，隧道所經(jīng)過(guò)地區(qū)的位置屬于剝蝕低山類型的地貌和巖溶地貌，隧道洞身所穿越的地質(zhì)情況有：泥質(zhì)灰?guī)r，頁(yè)巖、泥巖、泥灰?guī)r以及砂巖，而在泥灰?guī)r區(qū)段中，呈現(xiàn)處較為松散的情況，同時(shí)其地下水也十分豐富，此段路的施工難度比較大。

二、分析特殊地段的施工情況

（一）大溶洞的充填區(qū)施工情況

由于公路所通過(guò)的隧道其左線的開(kāi)挖位置一直達(dá)到LKl2+882，在此段工程中，周圍的巖石都是夾角礫碎石和孤石，其穩(wěn)定性較差，再加上該地區(qū)的地下水較為豐富，在左側(cè)還出現(xiàn)較多股涌水的情況，此外，此拱部和右側(cè)的地下水還呈現(xiàn)出淋雨?duì)?，在向前開(kāi)挖過(guò)程中，其粘土的含量會(huì)越來(lái)越高，大約是80%。在施工中就需要實(shí)施超前探孔以及探明等方式處理這一大型的溶洞，即對(duì)此區(qū)域?qū)嵤┨畛洹６诒敬问┕ぶ?，運(yùn)用的是超前地質(zhì)的預(yù)報(bào)技術(shù)[2]，并在開(kāi)挖施工中采用自進(jìn)式的錨桿和小導(dǎo)管作為重要的超前預(yù)支護(hù)方式，具體情況如下：

1超前地質(zhì)的預(yù)報(bào)技術(shù)施工

在此公路建設(shè)中，超前地質(zhì)的預(yù)報(bào)方式運(yùn)用的是物探和地勘相結(jié)合的手段進(jìn)行輔助施工，其中物探技術(shù)主要運(yùn)用的是TSP以及地質(zhì)雷達(dá)手段；而在地勘技術(shù)中則主要運(yùn)用的是地質(zhì)鉆機(jī)進(jìn)行施做探孔，并能夠保持其深度和基巖面之間形成垂直。而施工人員在開(kāi)挖的過(guò)程中就需要保持每個(gè)循環(huán)的補(bǔ)打工具是短探孔，其中探孔長(zhǎng)度大約為5m，同時(shí)在拱部和兩腰位置分別打設(shè)，從而不斷提升探孔的預(yù)報(bào)精度。

2分析超前支護(hù)情況

在施工過(guò)程中，施工人員主要考慮大管棚的工作間開(kāi)挖工作由一定的難度，而且LKl2+884至LKl3+046段許多設(shè)置76自進(jìn)式的錨桿超前預(yù)支護(hù)。其中自進(jìn)式的錨桿長(zhǎng)度大約是20m，而環(huán)向的間距大約為40咖，其縱向的搭接為5m，一共設(shè)置 4環(huán)。但是為了能夠更好地防止其在開(kāi)挖中不會(huì)導(dǎo)致溶洞中的充填物滑出，此時(shí)在管棚間可以設(shè)置超前的小導(dǎo)管進(jìn)行輔助注漿以及加固，這就有效保證開(kāi)挖的輪廓線外可以形成大約1至2m注漿的加固圈。此外，在施工時(shí)需要保障小導(dǎo)管能夠沿著隧道開(kāi)挖至輪廓線的周邊，其角度大約為15度至30度外插角實(shí)施打入巖層當(dāng)中，其中小導(dǎo)管的長(zhǎng)度為4.5m，而環(huán)向的間距是40cm。在中下層中實(shí)施超前支護(hù)的方式，主要采用的是42號(hào)注漿小導(dǎo)管實(shí)施超前預(yù)注漿以及加固。

（二）具體開(kāi)挖方法分析

在開(kāi)挖過(guò)程中，主要運(yùn)用的是三臺(tái)階實(shí)施開(kāi)挖，在上臺(tái)階的環(huán)形中掏槽并預(yù)留核心土，而在中下層則需要左右錯(cuò)進(jìn)進(jìn)行施工，而且開(kāi)挖過(guò)程中則可以運(yùn)用的是微臺(tái)階施工，同時(shí)控制好臺(tái)階的長(zhǎng)度，大約為4至6m，而中下層和左右錯(cuò)進(jìn)的距離可以控制在3至5m的范圍中。具體的支護(hù)參數(shù)情況如下：初期的支護(hù)中采用的是小導(dǎo)管(其中943注漿導(dǎo)管中可以采用勉5中的空注漿錨桿作為系統(tǒng)錨桿，其中 L=4.6m，而的梅花型布置)、噴射的混凝土其厚度為28cm、鋼筋網(wǎng)(Ф6．5，@=20cm)，在初期支護(hù)中，20b的工字鋼可以起著加勁的措施，縱向的間距是 0.5m，而在上層和下層中，其拱腳的每個(gè)側(cè)面都能夠運(yùn)用 2根Ф實(shí)施注漿的小導(dǎo)管。

（三）分析仰拱和襯砌施工情況

1、在該段施工中，仰拱需要盡早的落底成環(huán)形狀，而且仰拱的施工面中其距離通過(guò)下層開(kāi)挖的方式，保持其斷面低于5m，而仰拱的錯(cuò)進(jìn)中則采用左右方式進(jìn)行錯(cuò)進(jìn)，其錯(cuò)進(jìn)的距離控制范圍為3至5m。

2、在仰拱完畢之后，需要盡早十四襯砌，而且襯砌中的每組沉降縫的設(shè)置都需要給予高度重視，并控制好沉降縫的大小。

3、襯砌面需要埋設(shè)一個(gè)永久觀測(cè)點(diǎn)，同時(shí)可以保持每組襯砌都埋設(shè)一組樁，能夠長(zhǎng)期實(shí)施觀測(cè)隧道發(fā)生沉降的情況。

二、總結(jié)軟弱圍巖的施工技術(shù)

在三車道建設(shè)工程中，斷面公路中的隧道經(jīng)過(guò)軟弱圍巖的情況，在施工過(guò)程中存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，而且施工的難度也比較大，通過(guò)選用科學(xué)施工方案以及良好的組織范式，能夠提升施工的安全性。

（一）擇用施工方法

在三車道的公路隧道建設(shè)中，由于斷面較大的情況，而且通過(guò)軟弱圍巖實(shí)施開(kāi)挖，此時(shí)就需要優(yōu)先三臺(tái)階的臨時(shí)仰拱方式進(jìn)行施工，或者采用側(cè)壁的導(dǎo)坑法，此方法的機(jī)械化程度非常高，而且施工的速度比較快，尤其在富水的地層中能夠發(fā)揮超前降水作用。而在三臺(tái)階的臨時(shí)仰拱施工方法可以在少水或者是貧水地層中運(yùn)用。但是在巖溶的地層中則可以實(shí)施迂回導(dǎo)坑方法而繞過(guò)工程所經(jīng)過(guò)的危險(xiǎn)區(qū)，同時(shí)也可以有效增開(kāi)工作面，提升施工的速度。

（二）技術(shù)手段

1在施工前，需要超前對(duì)地質(zhì)條件進(jìn)行預(yù)報(bào)工作。在這一過(guò)程中可以采用的是長(zhǎng)、中、短距離的系統(tǒng)實(shí)施預(yù)報(bào)，并將地質(zhì)預(yù)報(bào)情況作為施工的工序。其中長(zhǎng)距離可以采用的是TSP以及地質(zhì)雷達(dá)方式，有效掌握地質(zhì)情況；而在短距離中，則可以采用的是地質(zhì)鉆探方法實(shí)施勘察地質(zhì)[3]，如鉆孔5m、30m以及50m而有效揭示出地質(zhì)的實(shí)際情況。

2認(rèn)真做好監(jiān)控量測(cè)的工作，可以不斷總結(jié)發(fā)生變形的規(guī)律，進(jìn)而給施工方法良好的指導(dǎo)，并根據(jù)實(shí)際情況而不斷完善措施方案。

（三）做好施工的支護(hù)措施

首先，根據(jù)實(shí)際的監(jiān)控量而測(cè)數(shù)據(jù)，可以掌握增大預(yù)留中的沉落量，并且對(duì)大斷面中隧道V級(jí)的圍巖而給予良好的控制，其范圍大約是20cm至25cm；其次，自身剛度的施工需要給予良好的支撐結(jié)構(gòu)，其中格柵中的鋼架主筋需要大于25cm，而內(nèi)襯則實(shí)施“8”字節(jié)；最后，加強(qiáng)超前的支護(hù)，即通過(guò)超前的大小管棚進(jìn)行改良以及加固地層，消除地層中的塑性變形問(wèn)題。此外，還需要加快封閉初期的支護(hù)，此時(shí)可以運(yùn)用微臺(tái)階方法進(jìn)行控制其初支懸臂的長(zhǎng)度。

結(jié)束語(yǔ)：

當(dāng)前我國(guó)推進(jìn)公路建設(shè)過(guò)程中，將其中的重點(diǎn)放在提升公路等級(jí)方面，即逐漸由之前的雙車道轉(zhuǎn)變成三車道，從而有效擴(kuò)大公路中車輛的流量。但是在建設(shè)三車道的公路工程中，由于其隧道矢跨比比較小，因此，在施工中就需要掌握好相關(guān)的技術(shù)，尤其是處理好隧道需要穿越過(guò)軟弱圍巖的環(huán)境，從而提升施工的安全性。

[1]易丹.單拱四車道高速公路隧道三臺(tái)階五步開(kāi)挖法探討[J].公路與汽運(yùn),2015,58(05):197-199.

[2]鐘恩.單洞四車道特大斷面公路隧道設(shè)計(jì)與施工關(guān)鍵技術(shù)分析[J].交通世界（上旬刊）,2017,90(02):158-159.

[3]劉書(shū)斌,鄧如勇,方勇等.富水巖溶地層三車道公路隧道二次襯砌受荷特征研究[J].水文地質(zhì)工程地質(zhì),2016,43(06):74-80.