公路土質(zhì)隧道的掘進(jìn)施工

周金龍

摘要：土質(zhì)隧道依然是我國(guó)隧道挖掘中的重點(diǎn)，對(duì)其進(jìn)行研究和探索有助于推動(dòng)我國(guó)隧道事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。尤其應(yīng)對(duì)于土質(zhì)隧道開(kāi)挖施工中的問(wèn)題進(jìn)行分析，并在此基礎(chǔ)上探究更好的發(fā)展措施。本文主要對(duì)公路土質(zhì)隧道掘進(jìn)施工進(jìn)行了闡述，希望可以為土質(zhì)隧道的開(kāi)挖施工提供借鑒。

關(guān)鍵詞：土質(zhì)隧道;施工;問(wèn)題;措施

隨著社會(huì)的進(jìn)步和發(fā)展，地下空間的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。通過(guò)土質(zhì)隧道的開(kāi)挖使地下空間得到拓展，可以讓地下的空間得到充分利用。這就需要對(duì)土質(zhì)隧道開(kāi)挖施工進(jìn)行深入研究，以便于提高隧道開(kāi)挖的質(zhì)量和效率。

1工程概述

某公路土質(zhì)隧道，設(shè)計(jì)為左右線(xiàn)分離式，兩洞中軸線(xiàn)間距30 m，長(zhǎng)1112 m，隧道工程是本項(xiàng)目的關(guān)鍵和重點(diǎn)。

2掘進(jìn)施工

2.1 洞口施工

洞口段采用分層開(kāi)挖，施工機(jī)械以反鏟挖掘機(jī)為主，洞口場(chǎng)地用推土機(jī)整平，壓路機(jī)壓實(shí)，遇堅(jiān)硬石質(zhì)地層采用手風(fēng)鉆鉆眼爆破，運(yùn)輸采用自卸汽車(chē)，挖方棄往指定渣場(chǎng)。

2.2 明洞施工

明洞開(kāi)挖自上而下分層進(jìn)行，開(kāi)挖至起拱線(xiàn)標(biāo)高后，先根據(jù)地形修筑洞口套拱。采用大管棚超前支護(hù)，施工完畢后，立模澆筑明洞仰拱混凝土，邊頂拱的澆筑采用液壓襯砌臺(tái)車(chē)泵送混凝土灌注，保證進(jìn)洞安全。

2.3 洞門(mén)修筑

本隧道進(jìn)出口設(shè)計(jì)為削竹式洞門(mén)。洞門(mén)修筑在進(jìn)洞口施工正常后，適時(shí)安排施工。洞門(mén)完成后及時(shí)接順端墻背后排水溝，保證洞口排水通暢。

2.4 洞身開(kāi)挖

2.4.1 Ⅴ級(jí)淺埋圍巖地段（土質(zhì)）

采用分部臺(tái)階開(kāi)挖方法：上導(dǎo)坑環(huán)形開(kāi)挖留核心土方法，下導(dǎo)坑先拉中槽、邊墻馬口開(kāi)挖，上部留核心土可以支擋開(kāi)挖工作面，利用及時(shí)施作拱部初期支護(hù)增強(qiáng)開(kāi)挖工作面的穩(wěn)定，核心土及下部開(kāi)挖在拱部初期支護(hù)下進(jìn)行，施工安全性較好。每循環(huán)進(jìn)尺為0.6 m，每循環(huán)時(shí)間9 h～12 h。每循環(huán)開(kāi)挖施工之前按照設(shè)計(jì)結(jié)合實(shí)際地質(zhì)情況進(jìn)行。

2.4.2 Ⅴ級(jí)深埋圍巖地段（土質(zhì)、石質(zhì)）

Ⅴ圍巖深埋地段采用d 42 mm 超前注漿小導(dǎo)管支護(hù)，小導(dǎo)管施工作業(yè)時(shí)，嚴(yán)格控制孔位及外插角，防止導(dǎo)管侵入開(kāi)挖界限或距離開(kāi)挖面過(guò)遠(yuǎn)失去防護(hù)作用。為防止下沉，支護(hù)采用I20a 型鋼拱架整拱封閉支護(hù)（石質(zhì)段支護(hù)到拱腳），系統(tǒng)錨桿、鎖腳錨桿同鋼拱架支護(hù)成整體，d 8 mm 鋼筋網(wǎng)、C25 早強(qiáng)混凝土進(jìn)行初期支護(hù)。每循環(huán)進(jìn)尺控制在0.6 m～0.8 m，臺(tái)階長(zhǎng)度4.0 m～4.0 m，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求施作。

2.4.3 Ⅳ級(jí)深埋圍巖地段

Ⅳ級(jí)圍巖深埋地段采用d 25 mm 超前錨桿支護(hù)，錨桿施工作業(yè)時(shí)，嚴(yán)格控制孔位及外插角。支護(hù)采用12 cm×12 cm 格柵拱架整拱支護(hù)到拱腳，d 8 mm 鋼筋網(wǎng)、C25 早強(qiáng)混凝土進(jìn)行初期支護(hù)。每循環(huán)進(jìn)尺控制在1.0 m～1.2 m，分臺(tái)階半斷面開(kāi)挖，臺(tái)階長(zhǎng)度30 m～50 m，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求施作。

2.4.4 Ⅲ級(jí)深埋圍巖地段

Ⅲ級(jí)圍巖深埋地段支護(hù)采用掛d 8 mm，@=25 cm×25 cm 鋼筋網(wǎng)、C25 早強(qiáng)混凝土進(jìn)行初期支護(hù)。每循環(huán)進(jìn)尺控制在1.5 m～2.5 m，分臺(tái)階半斷面開(kāi)挖，臺(tái)階長(zhǎng)度30 m～50 m，看圍巖情況可采用全斷面開(kāi)挖，以光面爆破為主，鑿巖機(jī)配合打局部欠挖，側(cè)翻式裝載機(jī)出碴，自卸車(chē)運(yùn)輸。洞身開(kāi)挖采用氣腿鉆和手風(fēng)鉆分上下斷面開(kāi)挖，人工裝藥，塑料導(dǎo)爆管非電起爆系統(tǒng)、毫秒微差有序起爆。

3隧道開(kāi)挖支護(hù)施工原則分析

在隧道施工的過(guò)程當(dāng)中， 要按照短開(kāi)挖， 禁止爆破， 快速支護(hù)， 勤于測(cè)量， 抓緊襯砌， 早日成環(huán)的施工原則， 遵守先下管， 后進(jìn)行泥漿的注入， 再進(jìn)行開(kāi)挖， 注漿一段距離， 開(kāi)挖一段距離， 支護(hù)封閉一體的工序原則。嚴(yán)格注漿的程序， 就是在進(jìn)行淺埋軟弱土層的圍巖中進(jìn)行施工的時(shí)候， 要通過(guò)超前的小導(dǎo)管和大管棚對(duì)隧道的圍巖進(jìn)行注漿和加固措施， 以更好的改善隧道圍巖的完整性能， 提高隧道的承載負(fù)荷的能力， 減少地下水的滲進(jìn)以及隧道圍巖的沉降等畏難的出現(xiàn)。在進(jìn)行灌漿加固的隧道圍巖的過(guò)程當(dāng)中， 要使用開(kāi)挖循環(huán)進(jìn)尺控制在一米的范圍之內(nèi)， 做到開(kāi)挖與支護(hù)的同時(shí)或者盡短時(shí)間間隔的進(jìn)行。在按照檢測(cè)數(shù)據(jù)和隧道圍巖的實(shí)際狀況，對(duì)隧道開(kāi)挖的施工面以及初噴混凝土的情況， 并緊隨施工的鎖腳錨桿、格柵網(wǎng)進(jìn)行嚴(yán)格的支護(hù)措施到位。施工過(guò)程中，初期的支護(hù)應(yīng)該盡快的封閉， 從而可以改變拱頂?shù)氖芰η闆r， 降低地面與拱頂?shù)南鲁脸潭取１O(jiān)測(cè)是檢查施工過(guò)程中圍巖結(jié)構(gòu)變化情況的主要方法。監(jiān)測(cè)結(jié)果需要盡快的反饋到設(shè)計(jì)與監(jiān)理部門(mén)， 讓他們依據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果盡早采取有效的施工方案， 降低地表的下沉程度， 減少對(duì)其它建筑物的破壞。

4掘進(jìn)過(guò)程中應(yīng)著重注意以下幾點(diǎn)

4.1 開(kāi)挖、鑿孔。開(kāi)挖人員到達(dá)工作地點(diǎn)時(shí)，應(yīng)首先檢查工作面是否處于安全狀態(tài)，并檢查支護(hù)是否牢固，頂板和兩幫是否穩(wěn)定，應(yīng)待開(kāi)挖面清除浮石以及瞎炮處理完畢后方可進(jìn)行鉆眼作業(yè)。機(jī)械鑿巖時(shí)，采用濕式鑿巖機(jī)。站在碴堆上作業(yè)時(shí)，應(yīng)注意碴堆的穩(wěn)定，防止滑坍傷人。風(fēng)鉆鉆眼時(shí)，應(yīng)先檢查機(jī)身、螺栓、卡套、彈簧和支架是否正常完好;管子接頭是否牢固，有無(wú)漏風(fēng);鉆桿有無(wú)不直、帶傷及鉆孔堵塞現(xiàn)象;鑿巖機(jī)的供水是否正常。不合要求者應(yīng)予以修理或更換。帶支架的風(fēng)鉆鉆眼時(shí)，必須將支架安置穩(wěn)妥。風(fēng)鉆卡鉆時(shí)應(yīng)用板鉗松動(dòng)拔出，不可敲打，未關(guān)風(fēng)前不得拆除鉆桿。在工作面內(nèi)不得拆卸、修理風(fēng)、電鉆。嚴(yán)禁在殘眼中繼續(xù)鉆眼。

4.2 支護(hù)。隧道開(kāi)挖后，除圍巖完整堅(jiān)硬，以及設(shè)計(jì)文件中規(guī)定的不需支護(hù)者外，都必須根據(jù)圍巖情況、施工方法采取有效的支護(hù)。施工期間，現(xiàn)場(chǎng)施工負(fù)責(zé)人應(yīng)會(huì)同有關(guān)人員對(duì)支護(hù)各部定期進(jìn)行檢查。在不良地質(zhì)地段每班應(yīng)設(shè)專(zhuān)人隨時(shí)檢查，當(dāng)發(fā)現(xiàn)支護(hù)變形或損壞時(shí)，應(yīng)立即整修和加固;當(dāng)變形或損壞情況嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)先將施工人員撤離現(xiàn)場(chǎng)，再行加固。洞內(nèi)支護(hù)，宜隨挖隨支護(hù)，支護(hù)至開(kāi)挖面的距離一般不得超過(guò)4m;如遇石質(zhì)破碎、風(fēng)化嚴(yán)重和土質(zhì)隧道時(shí)，應(yīng)盡量縮小支護(hù)工作面。當(dāng)短期停工時(shí)，應(yīng)將支撐直抵工作面。不得將支撐立柱置于廢碴或活動(dòng)的石頭上。軟弱圍巖地段的立柱應(yīng)加設(shè)墊板或墊梁，并加木楔塞緊。

噴錨支護(hù)時(shí)，危石應(yīng)清除，腳手架應(yīng)牢固可靠，噴射手應(yīng)配帶防護(hù)用品;機(jī)械各部應(yīng)完好正常，壓力應(yīng)保持在0.2Mpa左右;注漿管?chē)娮靽?yán)禁對(duì)人放置。

參考文獻(xiàn)：

[ 1] 焦斌權(quán)， 靳曉光， 李曉紅， 陽(yáng)光.巖溶區(qū)隧道圍巖———支護(hù)體系穩(wěn)定性研究[ J] .中國(guó)地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報(bào)， 2004， （ 3） .

[ 2] 楊明舉.隧道洞身淺埋偏壓段處理方案淺析[ J] .公路， 2005，（ 2 ） .

[ 3] 張冬梅， 黃宏偉， 王箭明.軟土隧道地表長(zhǎng)期沉降的粘彈性流變與固結(jié)耦合分析[ J] .巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)， 2003， （ S1） .

[ 4] 姜功良.淺埋軟土隧道穩(wěn)定性極限分析[ J] .土木工程學(xué)報(bào)，1998， （ 5） .

（作者單位：中國(guó)水利水電第五工程局有限公司國(guó)際公司）