水平層狀軟巖大斷面小凈距隧道關鍵施工技術研究

摘要：結合工程實例，圍繞水平層狀軟巖大斷面小凈距隧道關鍵施工技術展開探討。首先，介紹了隧道的主要工程背景，然后分別介紹了隧道單側壁導坑法施工和雙側壁導坑法施工的詳細施工流程以及施工要求，并提出應急預案處置措施，結合隧道特點，提出了隧道施工過程中應具體監控量測的內容，最后從施工安全設計方面提出具體針對措施，可為同類型隧道項目提供借鑒。

關鍵詞：層狀軟巖"小凈距隧道"隧道施工"關鍵技術

中圖分類號：U455.4;U451.2

Research"on"the"Key"Construction"Technology"of"Large-Section"and"Small-Spacing"Tunnels"in"Horizontal"Layered"Soft"Rock

WANG"Qingquan1""CAO"Lei2""WANG"Ximing1""HE"Shenyun1

（1."The"Fifth"Construction"Co.，"Ltd.，"of"China"Tiesiju"Civil"Engineering"Group，"Jiujiang，"Jiangxi"province，"332000"China;2.Guangxi"Communications"Design"Group"Co.，"Ltd.，"Nanning，"Guangxi"Zhuang"Autonomous"Region，"530000nbsp;China）

Abstract：Combined"with"engineering"examples，"this"paper"discusses"the"key"construction"technology"of"large-section"and"small-spacing"tunnels"in"horizontal"layered"soft"rock."Firstly，"it"introduces"the"main"engineering"background"of"the"tunnel."Then，"it"introduces"the"detailed"process"and"requirements"of"the"construction"of"the"single-side"guide"pit"method"and"the"double-side"guide"pit"method"of"the"tunnel"respectively，"and"puts"forward"the"treatment"measure"of"emergency"plans."Combined"with"the"characteristics"of"the"tunnel，"it"puts"forward"the"content"that"should"be"monitored"and"measured"specifically"in"the"process"of"tunnel"construction."Finally，"it"puts"forward"specific"targeted"measures"from"the"aspect"of"construction"safety"design，"which"can"provide"reference"for"similar"tunnel"projects.

Key"Words：Layered"soft"rock;"Small"clear"distance"tunnel；"Tunnel"construction;"Key"technology

交通運輸是國民經濟發展的重要基礎和支撐，是社會進步的重要保障和標志。我國沉積巖分布面積廣泛，隧道建設不可避免地會遇到大量水平層狀圍巖。與其他地層相比，層狀圍巖層理特性明顯，圍巖破壞、變形發展不均衡，不同位置圍巖穩定性存在明顯差異[1]。大斷面隧道的建設技術尚未完全成熟，水平層狀圍巖環境下大跨度隧道施工工法、支護、凈距等關鍵參數缺少合理的設計方法[2]。公路隧道建設已逐步呈現施工地質條件復雜化、環境山嶺化的趨勢，在這種環境下，小凈距隧道有著得天獨厚的優勢。但是，小凈距隧道施工對圍巖擾動較大，且工序復雜。因此，針對水平層狀圍巖大斷面小凈距隧道施工技術進行研究，保證隧道圍巖的承載力和穩定性，具有一定的工程意義[3]。

1"工程概況

東風路（建設路—銀嶺路）為雙向四車道大跨度小凈距隧道，隧道長580"m，"凈距為21"m，項目區下伏基巖為硅質巖局部夾白云巖，圍巖類型主要為全-中風化硅質巖，圍巖級別為Ⅳ、Ⅴ級。

2""施工控制技術

2.1""隧道施工

隧道為小凈距隧道，Ⅳ級圍巖段襯砌類型段隧道洞身采用單側壁導坑開挖，Ⅴ級圍巖段襯砌類型段隧道洞身采用雙側壁導坑開挖，開挖方式采用人工配合挖機開挖，局部強風化可采用懸臂掘進機開挖。

2.1.1施工前準備

（1）施工準備。

施工人員上崗前完成崗前教育、安全作業等培訓，并考試合格后方可上崗；所有參與施工人員了解該工序的風險源及相關的防范、處置措施，熟知應急措施及流程。

（2）技術準備。

管理人員熟悉設計圖紙，領會設計意圖，明確驗收標準，方案完成審批并交底；施工前完成對管理、技術、安質、作業人員的技術交底，所有參與施工人員熟悉工藝流程及操作要點；測量人員、儀器配置到位，測量數據計算并復核完成，控制樁交底完成；超前地質預報完成，并預報前方圍巖狀況；監控量測數據分析，圍巖變形穩定，滿足開挖要求。

2.1.2單側壁導坑開挖

東風路隧道出口右洞Ⅳ級圍巖襯砌類型段隧道圍巖為以中風化硅質泥巖層為主，電阻率呈高阻特征，局部節理裂隙發育，巖體波速Vp=3900～4250"m/s，巖體較完整，局部較破碎。巖質較堅硬，一般無自穩能力，會發生掉塊、小塌方，洞身會產生塑性蠕動和擠壓性破壞；地下水的出水狀態為潮濕或點滴狀。

（1）測量放樣。

由測量人員按預留變形量10"cm對開挖輪廓線進行放樣，使用紅噴漆畫出開挖輪廓線。

（2）開挖。

①各部開挖順序為：左導洞上臺階開挖→左導洞下臺階開挖（滯后上臺階不大于15"m）→右導洞上臺階開挖（滯后左導洞上臺階不小于15"m）→右導洞下臺階開挖（滯后上臺階不大于15"m）。

②左右導坑上臺階使用掘進機進行開挖，自上而下先環向開挖，開挖完后使用215挖掘機排險；嚴禁大開大挖或將掌子面掏底開挖；開挖輪廓線30"cm范圍內將挖機斗換成鷹嘴鉤開挖，嚴格控制超挖；拱腳部位預留20"cm人工修整開挖，確保拱腳不超挖。

③左右導坑下臺階使用掘進機進行開挖，自上而下先環向開挖，開挖完后使用215挖掘機排險；嚴禁大開大挖；開挖輪廓線30"cm范圍內將挖機斗換成鷹嘴鉤開挖，嚴格控制超挖；拱腳部位預留20"cm人工修整開挖，確保拱腳不超挖。

（3）清理開挖面危石及松散土體。

（4）出渣。

開挖找頂結束后方可出渣，棄渣存放在指定臨時棄渣點，保持棄渣點整潔。

（5）開挖質量檢查。

出完渣后由測量人員對開挖輪廓線進行復核，對個別欠挖部位采用風鎬進行修整。

2.1.3雙側壁導坑開挖

圍巖以強風化硅質泥巖層為主，局部側為中風化硅質泥巖層，節理裂隙密集發育，巖體波速Vp=2200～270"m/s，巖體破碎，強風化層巖質軟，呈散體結構，中風化層巖體破碎，拱頂及側壁圍巖無自穩能力。

（1）測量放樣。

由測量人員按預留變形量20"cm對開挖輪廓線進行放樣，使用紅噴漆畫出開挖輪廓線。

（2）開挖。

①各部開挖順序為：左導洞上臺階開挖→左導洞下臺階開挖（滯后上臺階不大于15"m）→右導洞上臺階開挖（滯后左導洞上臺階不小于15"m）→右導洞下臺階開挖（滯后上臺階不大于15"m）→中導洞上臺階開挖（滯后右導洞上臺階不大于25"m）→中導洞中臺階開挖（滯后中導洞上臺階5～10"m）→中導洞下臺階開挖（滯后中導洞中臺階不大于5～10"m）。

②左右導坑上臺階使用215挖掘機進行開挖，自上而下先環向開挖；嚴禁大開大挖或將掌子面掏底開挖；開挖輪廓線30"cm范圍內將挖機斗換成鷹嘴鉤開挖，嚴格控制超挖；拱腳部位預留20"cm人工修整開挖，確保拱腳不超挖。

③左右導坑下臺階使用215挖掘機進行開挖，自上而下開挖；嚴禁大開大挖；開挖輪廓線30"cm范圍內將挖機斗換成鷹嘴鉤開挖，嚴格控制超挖；拱腳部位預留20"cm人工修整開挖，確保拱腳不超挖。

④中導坑使用60挖掘機進行開挖，自上而下開挖；嚴禁大開大挖；拱部開挖輪廓線30"cm范圍內將挖機斗換成鷹嘴鉤開挖，仰拱部位預留20"cm人工修整開挖，嚴格控制超挖。

（3）清理開挖面危石及松散土體。

（4）出渣。

開挖找頂結束后方可出渣，棄渣存放在指定臨時棄渣點，保持棄渣點整潔。

（5）開挖質量檢查。

出完渣后由測量人員對開挖輪廓線進行復核，對個別欠挖部位采用風鎬進行修整。

2.1.4施工要求

（1）施工過程中要嚴格控制開挖進尺，上臺階每循環開挖進尺不大于1榀鋼架距離，中、下臺階每循環開挖進尺不大于2榀鋼架距離；下臺階左右側開挖應錯開3～5榀鋼架距離，同一榀鋼架兩側不得同時懸空。

（2）開挖方式采用機械配合人工開挖，人工機械無法開挖時可采用破碎錘或銑挖頭開挖；拱腳預留20"cm人工處理，保證拱腳不超挖過大，拱腳超挖部分虛渣清理干凈，采用30"cm×30"cm×5"cm混凝土預制塊墊實。

（3）開挖完成后，項目管理人員及施工班組管理人員必須對開挖面進行排查，確保掌子面無危石，開挖面穩定無松散土體。

（4）洞口段軟弱圍巖開挖完成后開挖面應立即初噴4"cm厚C25噴射混凝土。

2.2"隧道監控量測

在隧道施工或運行過程中，為了更好地發揮圍巖自承能力，需要對不同等級圍巖及支護結構的變形進行實時監測，對隧道支護結構及圍巖的穩定性進行全面分析，了解其實際情況，對當前隧道的穩定性進行綜合分析，并以此為依據對施工安全進行實時優化[5]。

結合本隧道特點，洞身開挖實測項目如表1所示。

3""隧道施工安全設計

隧道施工必須遵守相應的施工規范，施工安全技術規程；隧道設計不僅考慮隧道結構的安全，還考慮隧道施工的可操作性和施工的安全，主要考慮以下幾個方面。

（1）對隧道洞口臨時邊仰坡較高的洞口，均增加了噴、錨、網等臨時支護措施，保證施工過程中邊仰坡的穩定。

（2）對地質條件較差的地段，采用超前預加固、套拱等各種輔助工程措施，保證隧道施工時洞室的穩定。

（3）對隧道可能出現涌水、斷層破碎帶等不良地質的段落，采取TSP203等超前預報手段，加強事先預報，并提出相關處理措施。

（4）對其他各種不良地質地段，均采取相應的對策措施。

（5）施工中加強監控量測工作和掌子面圍巖地質編錄，及時了解圍巖動態，并根據監測結果及時調整支護參數，做到結構的安全、經濟、可靠[6]。

（6）針對不同的圍巖級別分別采用弱爆破和光面爆破技術。

（7）針對隧道地質條件以及洞口交通情況，分別制訂指導性的施工組織方案，并提出針對性施工措施。

5""結語

在進行水平層狀圍巖大斷面小凈距隧道施工時，一定要做好監控量測，在施工過程中應確保中夾巖墻、支護結構等的穩定性，及時做好通風、防排水措施。選取施工工藝與方法時應綜合考慮工程所在地的地質情況和水文條件，選擇最為合理的施工方案。

參考文獻

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• 常昊，常祖峰，劉昌偉.金沙江斷裂帶活動與大型滑坡群的關系研究：以金沙江拿榮：絨學段為例[J].地震地質，2021，43（6）：1435-1458."
• 宋洋，"常泳濤，"李永啟，等."小凈距隧道洞口段圍巖變形與坡體穩定性分析[J]."遼寧工程技術大學學報（自然科學版），"2020，"39（1）：24-33."
• 張學軍，胡軍，張澤甫，等.深埋特長隧洞TBM施工超前地質預報關鍵技術研究[J].鐵道勘察，2023，49（3）：48-55.
• 譚忠盛，吳金剛.我國隧道鉆爆法施工技術回顧與展望[J].隧道建設（中英文），2023，43（6）：899-920."
• 劉彬，崔賢，孫國輝，等.隧道安全信息預警系統研發與應用[J].工業建筑，2023，53（S2）：899-902.