帶斜井石質隧道施工方案

柴 翠 花

(山西路橋第二工程有限公司，山西 臨汾 041000)

1 工程施工背景

1)集安至通化高速公路JTL03合同段,隧道2座，單幅共長10 466 m,其中：五女峰隧道LK23+700～LK28+309長4 609 m，RK23+694～RK28+276長4 576 m；礦山隧道LK40+111～LK40+786長675 m，RK40+120～RK40+726長606 m，設計圖紙為新奧法施工工藝。

2)本合同段有礦山隧道、五女峰隧道2座及斜井1座，為本標段施工的重難點工程，圍巖相對較好，主要為花崗斑巖，圍巖為Ⅳ級、Ⅴ級、Ⅲ級，主要以Ⅲ級圍巖為主，地質情況較為復雜，存在多處斷層、涌水、巖爆等特殊現象。尤其是五女峰隧道及其斜井洞身過長，自出口向進口方向掘進為反坡施工，施工時排水和通風較為困難，故是本標段的施工難點和制約工期的主要因素。

2 施工準備

技術準備：審核圖紙，測量洞口地形根據設計確定邊仰坡開挖方案、制定各工序、工藝作業指導書、下發技術交底及安全技術交底；

試驗準備：C25噴射混凝土配合比試配報批、水泥水玻璃漿液配比試配、鋼材水泥等原材檢測，防水卷材、止水帶、排水管等提前檢測；

材料準備：鋼材、水泥、砂石料、特種錨桿等儲備，防水卷材、止水帶、排水管等提前定購；

機具準備：管棚鉆機、開挖設備、注漿設備、噴錨設備到位，并試機可正常工作；二襯臺車及時進場組裝，混凝土輸送泵、通風設備等提前到位；

場地準備：合理規劃和布置場地，特別是水、風、電、通風、棄碴和攪拌站位置的考慮；

勞力準備：開挖班組、支護班組、二襯鋼筋及混凝土班組等其他特種作業人員到位；

半成品準備：鋼拱架加工、鋼筋網片加工、錨桿加工、管棚制作等。

3 洞口邊、仰坡、明洞開挖及防護施工

1)首先由測量組按設計放出隧道進出口邊仰坡刷坡邊線及洞頂截水天溝位置。

2)洞口開挖與洞外路塹同時進行，根據土質類別，土方采用合適的機械開挖、人工刷坡。石方采用光面爆破作業，確保邊坡的外觀質量；為了保證邊坡穩定，確保施工安全，應采用錨桿掛網噴混凝土支護的施工方案，確保巖面穩定。

3)能夠順利進洞是本隧道施工至關重要的第一步，因此施工前應高度重視，要反復論證進洞方案，必要時加強支護手段，確保安全進洞，本隧道主要采用了明挖法進洞、長管棚進洞。

4)挖成至洞面后，先挖墻腳處、基底換填0.8 m砂礫后立模澆筑C20混凝土基礎，再在該基礎上架立Ⅰ18型工字鋼拱架，共3榀，間距0.5 m，每榀之間采用縱向聯接筋連接，底部與混凝土固定。

5)管棚施工在套拱混凝土澆筑完成達到一定強度后開始，采用XY-28-300型電動鉆機進行。套拱及管棚完成后，形成了假擬洞口，具備進洞條件，在棚狀預支護環的保護下，用側壁導坑法開挖進洞。

6)隧道洞口一般處于淺埋地段，施工中選用管棚施工能防止軟弱圍巖滑塌，能夠確保隧道順利進洞施工。

4 Ⅴ級圍巖地段施工

本隧道Ⅴ級圍巖施工，根據地質情況，分別采用了單側壁上下導坑法和臺階分步法兩種開挖方法，并且在施工過程中先進行支護，然后再開挖。在施工到軟弱圍巖不良地段時，需要特別注意，加強“早預報、勤量測、管超前、強支護、弱爆破、短進尺、快封閉、緊襯砌”的監控原則，避免事故發生。

5 Ⅳ級圍巖地段施工

Ⅳ級圍巖較Ⅴ級圍巖地段地質稍好，可用短臺階法施工，臺階長度一般控制在10 m～15 m，施工時依然采用先支護后開挖的方式，出渣全部采用裝載機裝車、自卸車運輸的方式進行。

6 Ⅲ級圍巖地段施工

Ⅲ級圍巖全部采用全斷面法施工，爆破采用光面爆破，確保開挖面的光滑。由于全斷面開挖法是按設計斷面將隧道一次開挖成型，出渣量集中，需配置好運渣機械，同時作好初期支護的跟進工作，密切關注圍巖變化，加強監控量測。

7 隧道施工監控測量

1)隧道施工監控測量的好壞，直接關系到隧道能否正常施工，能否按期完工，本項目重點對洞內外地質和支護狀況觀察、地表下沉、周邊位移、拱頂下沉量測等項目進行監控。

2)監控量測過程中，對原始觀測記錄的處理非常重要，需要及時準確的反映實際施工地質變化情況，以便來指導生產。其中位移、時間曲線處理就非常重要，出現反常曲線時，要加密監視，必要時應立即停止施工，及時調整施工方法。正、反常曲線比較圖如圖1所示。

3)量測的管理。項目部成立隧道監控量測領導小組，建立以項目總工任組長，工程技術部部長為副組長，量測監控中心專職負責，隊技術組參加的管理體系；施工時要及時埋設測點，下沉測點及收斂測點盡量布置在同一斷面上。各預埋測點要牢固可靠，設置專用標識牌，標明測點的名稱、部位、編號、埋設日期等，易于識別并妥善保護，并教育所有進洞人員不得隨意撤換和破壞。

8 仰拱施工

1)本隧道仰拱施工按下列程序進行。

開挖→初期支護→安裝二襯鋼筋→安裝模板→模注混凝土→仰拱填充模板→模注混凝土→養生。

2)仰拱開挖采用鉆爆法施工，挖掘機裝車、自卸車運輸，爆破參數參照爆破規程實施。

3)仰拱位于圍巖條件較差的Ⅳ級、Ⅴ級圍巖段,仰拱部位初期支護封閉成環,距掌子面不得大于35 m。

4)仰拱兩側的預埋鋼筋伸長度應滿足和二襯環向鋼筋連接要求，且接頭錯開，同一截面的鋼筋接頭數量不大于50%。

5)仰拱混凝土施工前應清理虛渣、雜物、排除積水。

9 二次襯砌施工

二次襯砌需要緊跟初期支護后進行，但需圍巖和初期支護變形基本穩定后施作。

二襯施工，臺車是關鍵，臺車需要在現場拼裝，本工程采用鋼結構大模板，組裝的臺車具有液壓支拆模和電動走行系統，其結構見圖2。

10 斜井的施工方案

1)斜井的掘進、初支，以及洞口防護，與正洞施工方案相同。

2)斜井二襯施工時，采用了大坡率隧道襯砌臺車固定施工技術，本技術主要采用“五點定位法”，對組裝好的臺車進行精準定位，并且利用卷揚機制作的自鎖裝置使行走中的臺車及時制動，同時軌道上設置止滑楔塊，防止臺車在斜坡上滑移，加強了臺車自身的穩定，另外增加外部固定裝置，減弱臺車的滑移趨勢。

3)斜井反坡排水采用2臺污水泵抽至梯級泵站，梯級泵站設渣漿泵將水抽至洞外。

11 結語

本文通過對集安至通化高速公路JTL03合同段帶斜井五女峰隧道施工方案的研究，為今后的帶斜井石質隧道的施工提供必要的實踐經驗和理論知識。