劉一清

【摘 要】 以成蘭鐵路金瓶巖不良地質(zhì)隧道施工技術(shù)難題為研究對象，分析了該隧道工程地質(zhì)情況，有針對性地采取了施工技術(shù)方案和措施。在施工過程中，對圍巖穩(wěn)定情況進(jìn)行了信息化監(jiān)測，合理指導(dǎo)了施工，同時證明本施工技術(shù)方案的合理性和可行性。

【摘 要】 活動斷裂 ?破碎圍巖 ?管棚技術(shù) ?圍巖監(jiān)測

1 引言

為適應(yīng)西部大開發(fā)需要，我國西部鐵路、公路行業(yè)呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展景象，有川藏鐵路、成蘭鐵路等大型工程。這些工程都涉及到諸多深埋高應(yīng)力不良地質(zhì)隧道（比如二郎山、烏鞘嶺、秦嶺終南山等）問題[1-2]。這些重大工程技術(shù)難題解決促使我國隧道工程在試驗(yàn)技術(shù)、工程監(jiān)測技術(shù)等方面實(shí)現(xiàn)科學(xué)、合理、信息化施工過程控制上取得了長足進(jìn)展。然而西部山嶺隧道地質(zhì)條件復(fù)雜，需要針對性地對各種不良地質(zhì)條件采取特殊隧道施工技術(shù)，為工程安全施工提供可靠保障。為此，本文結(jié)合成蘭鐵路工程金瓶巖隧道情況，介紹一些特殊施工技術(shù)，以期為類似西部鐵路隧道工程提供借鑒。

2 工程概況

成蘭鐵路金瓶巖隧道全長12773m，最大埋深791m。隧道斷面凈空尺寸12.5m（寬）×8.2m（高）。該隧道地處岷江活動斷裂帶與鎮(zhèn)坪倒轉(zhuǎn)復(fù)向斜復(fù)合部位。隧道穿越順層偏壓、高地應(yīng)力、多條斷裂帶等不良地質(zhì)段，工程具有顯著的“四極三高”地質(zhì)特點(diǎn)：地形切割極為強(qiáng)烈、構(gòu)造條件極為復(fù)雜活躍、巖性條件極為軟弱破碎、汶川地震效應(yīng)極為顯著;高地應(yīng)力、高地震烈度、高地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險。隧道穿越圍巖多為Ⅳ、Ⅴ級圍巖，飽和單軸抗壓強(qiáng)度都低于15MPa，極易發(fā)生軟巖大變形、坍塌等事故，施工風(fēng)險較大。

3 施工方案及技術(shù)參數(shù)

3.1 超前支護(hù)

針對以上不良地質(zhì)情況，在超前支護(hù)時，采用管棚+小導(dǎo)管形式對開挖前方圍巖體進(jìn)行預(yù)加固，以保證在開挖過程中的施工安全[3-4]。

在管棚施工時，首先設(shè)置導(dǎo)向墻縱向長1m，厚1m，采用C20砼現(xiàn)場澆注。導(dǎo)向墻內(nèi)設(shè)2榀熱軋（I16）工字鋼架，間距0.6m，工字鋼的中心距離導(dǎo)向墻邊緣為0.2m，鋼架由3個單元組成，并由連接板連接，單元間由M20螺栓連接，接頭處焊縫厚度為10 mm，邊墻角墊槽鋼并焊接牢固。用全站儀將長為1.0m的φ114×5mm導(dǎo)向管按照2°的外插角精確定位，并用Φ22mm連接鋼筋與I16型鋼拱架牢固焊接為一整體。

導(dǎo)向管安裝完畢后，安裝內(nèi)模拱架。洞口安裝2榀I20導(dǎo)向墻型鋼拱架，間距0.6 m，焊接牢固，用L=4.0m的鎖腳錨管鎖定錨固。用全站儀將長為1.0m的φ133×5mm導(dǎo)向管按照2°的外插腳精確定位，并用Φ22連接鋼筋與I20型鋼拱架牢固焊接為一整體。，支撐穩(wěn)固后，于模架外側(cè)安設(shè)模板，然后澆注100cm厚的C20砼包裹鋼支撐和導(dǎo)向管。導(dǎo)向墻澆筑完成，噴射15cm厚C25砼封閉周圍仰坡面，作為注漿時的止?jié){墻。

利用導(dǎo)向墻，沿著開挖輪廓線，以1°～3°外插角，向開挖面前方打入鋼管，形成對開挖面前方圍巖的預(yù)支護(hù)。鋼管設(shè)孔徑16mm的注漿孔，孔間距20cm，呈梅花型布置。管頭焊成圓錐形。管棚的長度，一般長度控制在3m或6m，鋼管接頭采用外套管法：即管子不直接車絲，只在兩根管子的接頭外邊套一節(jié)φ133*5的外套管，長40cm，然后用電弧焊將焊縫焊滿、焊牢。鋼管上每隔15cm交錯鉆直徑為10mm的注漿孔。先下奇數(shù)管孔，第一節(jié)用3米長的鋼管，偶數(shù)孔時第一節(jié)采用6米長的鋼管，以后每節(jié)均采用6米長鋼管。每孔第一節(jié)端頭加工成錐型，長為10cm，最后一節(jié)尾部焊φ10mm加強(qiáng)箍。在距孔口 ? 1.0米內(nèi)不得加工注漿孔。鋼管中增設(shè)鋼筋籠以提高鋼管的抗彎能力，鋼筋籠由四根Φ18鋼筋和固定環(huán)組成。

超前小導(dǎo)管采用Φ42mm熱軋無縫鋼管，單根長4.5m。導(dǎo)管前端加工成尖端，管體鉆設(shè)透漿孔，孔徑6-8mm，孔間距15cm，梅花形布置，外插角度10°～15°導(dǎo)管尾端1.0m范圍不鉆孔，管尾焊接φ8加勁箍。導(dǎo)管采用風(fēng)槍鉆孔后插入、人工或機(jī)械外力擊入或正頂入均可。

超前小導(dǎo)管構(gòu)造，安裝好有孔鋼花管、放入鋼筋籠后即對孔內(nèi)注漿。注漿時先灌注“單”號孔，再灌注“雙”號孔，注漿材料為水泥砂漿，水泥砂漿的標(biāo)號為M10。注漿采用初壓0.5～1.0MPa，終壓2MPa，注漿量應(yīng)滿足設(shè)計要求，一般為鉆孔圓柱體的1.5倍;若注漿量超限，未達(dá)到壓力要求，應(yīng)調(diào)整漿液濃度繼續(xù)注漿，確保鉆孔周圍巖體與鋼管周圍孔隙充填飽滿。

單孔注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：（1）注漿壓力逐步升高，當(dāng)達(dá)到設(shè)計終壓并穩(wěn)定10min;（2）注漿量不小于設(shè)計注漿量的80%;（3）進(jìn)漿速度為開始進(jìn)漿速度的1/4。

3.2 初期支護(hù)

由于隧道圍巖多為Ⅳ級、V級圍巖，比例占整個隧道的80%左右，初期支護(hù)采用錨網(wǎng)噴+鋼支架形式。

金瓶巖隧道進(jìn)口襯砌類型為V級復(fù)合抗震，施工工法采用臺階加臨時仰拱法。

隧道開挖后，初噴4cm厚的C30耐腐蝕性混凝土。拱部采用Φ22組合中空錨桿，邊墻采用Φ22全長粘結(jié)砂漿錨桿，錨桿的主要作用是穩(wěn)固圍巖。鋼筋網(wǎng)格采用Φ8鋼筋網(wǎng)，網(wǎng)格尺寸20×20cm。初期支護(hù)參數(shù)，初期支護(hù)錨網(wǎng)噴后，采用鋼支架作內(nèi)支撐。鋼架安裝，如圖1所示。

3.3 二次支護(hù)

襯砌采用C35耐腐蝕鋼筋混凝土，襯砌厚度55cm，鋼筋采用Φ25、Φ22、Φ14、Φ8。二次復(fù)合式襯砌后形成的支護(hù)結(jié)構(gòu)。

4 隧道施工效果觀測

監(jiān)控量測是隧道施工過程中，對圍巖支護(hù)體系的穩(wěn)定狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，為初期支護(hù)參數(shù)的調(diào)整和二次襯砌施作的時機(jī)提出依據(jù)，是確保施工安全和結(jié)構(gòu)安全可靠、指導(dǎo)施工過程和施工安全監(jiān)控的重要手段。

4.1 地表沉降分析

隧道開挖后，周邊點(diǎn)的位移是圍巖和支護(hù)力學(xué)形態(tài)變化的最直接、最明顯的反映，凈空的變化（收縮和擴(kuò)張）是圍巖變形最明顯的體現(xiàn)。采用全站儀進(jìn)行隧道周邊收斂監(jiān)測。測點(diǎn)布置圖，對該隧道17個觀測點(diǎn)進(jìn)行了觀測，隧洞地表位移基本趨于穩(wěn)定。最終沉降值最小值約為5.14mm，最大值約為8.96mm，可見沉降值和沉降速度符合規(guī)范要求。

4.2 水平收斂分析

水平收斂數(shù)據(jù)最大值約為19.55mm，最小值4.61mm，平均值12.08mm，如圖2所示?？傮w來說，水平收斂值和收斂速度符合規(guī)范要求，位移管理等級Ⅲ級，上述段圍巖基本穩(wěn)定。

4.3 拱頂沉降分析

拱頂下沉數(shù)據(jù)最大值約為17.29mm，最小值4.18mm，平均值10.74mm，如圖3所示?？傮w來說，拱頂下沉值數(shù)據(jù)和收斂速度符合規(guī)范要求，位移管理等級Ⅲ級，上述段圍巖達(dá)到穩(wěn)定要求。

5 結(jié)語

金瓶巖隧道地處岷江活動斷裂帶與鎮(zhèn)坪倒轉(zhuǎn)復(fù)向斜復(fù)合部位。隧道處于不良地質(zhì)段，工程具有顯著的“四極三高”地質(zhì)特點(diǎn)。采用管棚+小導(dǎo)管形式進(jìn)行超前支護(hù)，采用錨網(wǎng)噴+鋼支架形式進(jìn)行初期支護(hù)，二次支護(hù)采用復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)。通過隧道圍巖施工監(jiān)測，合理指導(dǎo)了施工，證明了本施工技術(shù)方案的合理性和可行性。

參考文獻(xiàn)：

[1]何成.隧道特殊不良地質(zhì)鉆探法超前地質(zhì)預(yù)報[J].現(xiàn)代隧道技術(shù)，2010，46（5）：20-25.

[2]彭道富.西康鐵路秦嶺特長隧道I線出口段TBM施工[J].現(xiàn)代隧道技術(shù)，2001，38（6）：33-37.

[3]王凱，康海貴，王海濤.管棚預(yù)支護(hù)條件下隧道開挖面三維穩(wěn)定性分析[J].公路交通科技，2012，29（8）：87-93.

[4]高健，張義同.實(shí)施超前注漿管棚支護(hù)的隧道開挖面穩(wěn)定分析[J].天津大學(xué)學(xué)報，2009，42（8）：666-672.endprint

【摘 要】 以成蘭鐵路金瓶巖不良地質(zhì)隧道施工技術(shù)難題為研究對象，分析了該隧道工程地質(zhì)情況，有針對性地采取了施工技術(shù)方案和措施。在施工過程中，對圍巖穩(wěn)定情況進(jìn)行了信息化監(jiān)測，合理指導(dǎo)了施工，同時證明本施工技術(shù)方案的合理性和可行性。

【摘 要】 活動斷裂 ?破碎圍巖 ?管棚技術(shù) ?圍巖監(jiān)測

1 引言

為適應(yīng)西部大開發(fā)需要，我國西部鐵路、公路行業(yè)呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展景象，有川藏鐵路、成蘭鐵路等大型工程。這些工程都涉及到諸多深埋高應(yīng)力不良地質(zhì)隧道（比如二郎山、烏鞘嶺、秦嶺終南山等）問題[1-2]。這些重大工程技術(shù)難題解決促使我國隧道工程在試驗(yàn)技術(shù)、工程監(jiān)測技術(shù)等方面實(shí)現(xiàn)科學(xué)、合理、信息化施工過程控制上取得了長足進(jìn)展。然而西部山嶺隧道地質(zhì)條件復(fù)雜，需要針對性地對各種不良地質(zhì)條件采取特殊隧道施工技術(shù)，為工程安全施工提供可靠保障。為此，本文結(jié)合成蘭鐵路工程金瓶巖隧道情況，介紹一些特殊施工技術(shù)，以期為類似西部鐵路隧道工程提供借鑒。

2 工程概況

成蘭鐵路金瓶巖隧道全長12773m，最大埋深791m。隧道斷面凈空尺寸12.5m（寬）×8.2m（高）。該隧道地處岷江活動斷裂帶與鎮(zhèn)坪倒轉(zhuǎn)復(fù)向斜復(fù)合部位。隧道穿越順層偏壓、高地應(yīng)力、多條斷裂帶等不良地質(zhì)段，工程具有顯著的“四極三高”地質(zhì)特點(diǎn)：地形切割極為強(qiáng)烈、構(gòu)造條件極為復(fù)雜活躍、巖性條件極為軟弱破碎、汶川地震效應(yīng)極為顯著;高地應(yīng)力、高地震烈度、高地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險。隧道穿越圍巖多為Ⅳ、Ⅴ級圍巖，飽和單軸抗壓強(qiáng)度都低于15MPa，極易發(fā)生軟巖大變形、坍塌等事故，施工風(fēng)險較大。

3 施工方案及技術(shù)參數(shù)

3.1 超前支護(hù)

針對以上不良地質(zhì)情況，在超前支護(hù)時，采用管棚+小導(dǎo)管形式對開挖前方圍巖體進(jìn)行預(yù)加固，以保證在開挖過程中的施工安全[3-4]。

在管棚施工時，首先設(shè)置導(dǎo)向墻縱向長1m，厚1m，采用C20砼現(xiàn)場澆注。導(dǎo)向墻內(nèi)設(shè)2榀熱軋（I16）工字鋼架，間距0.6m，工字鋼的中心距離導(dǎo)向墻邊緣為0.2m，鋼架由3個單元組成，并由連接板連接，單元間由M20螺栓連接，接頭處焊縫厚度為10 mm，邊墻角墊槽鋼并焊接牢固。用全站儀將長為1.0m的φ114×5mm導(dǎo)向管按照2°的外插角精確定位，并用Φ22mm連接鋼筋與I16型鋼拱架牢固焊接為一整體。

導(dǎo)向管安裝完畢后，安裝內(nèi)模拱架。洞口安裝2榀I20導(dǎo)向墻型鋼拱架，間距0.6 m，焊接牢固，用L=4.0m的鎖腳錨管鎖定錨固。用全站儀將長為1.0m的φ133×5mm導(dǎo)向管按照2°的外插腳精確定位，并用Φ22連接鋼筋與I20型鋼拱架牢固焊接為一整體。，支撐穩(wěn)固后，于模架外側(cè)安設(shè)模板，然后澆注100cm厚的C20砼包裹鋼支撐和導(dǎo)向管。導(dǎo)向墻澆筑完成，噴射15cm厚C25砼封閉周圍仰坡面，作為注漿時的止?jié){墻。

利用導(dǎo)向墻，沿著開挖輪廓線，以1°～3°外插角，向開挖面前方打入鋼管，形成對開挖面前方圍巖的預(yù)支護(hù)。鋼管設(shè)孔徑16mm的注漿孔，孔間距20cm，呈梅花型布置。管頭焊成圓錐形。管棚的長度，一般長度控制在3m或6m，鋼管接頭采用外套管法：即管子不直接車絲，只在兩根管子的接頭外邊套一節(jié)φ133*5的外套管，長40cm，然后用電弧焊將焊縫焊滿、焊牢。鋼管上每隔15cm交錯鉆直徑為10mm的注漿孔。先下奇數(shù)管孔，第一節(jié)用3米長的鋼管，偶數(shù)孔時第一節(jié)采用6米長的鋼管，以后每節(jié)均采用6米長鋼管。每孔第一節(jié)端頭加工成錐型，長為10cm，最后一節(jié)尾部焊φ10mm加強(qiáng)箍。在距孔口 ? 1.0米內(nèi)不得加工注漿孔。鋼管中增設(shè)鋼筋籠以提高鋼管的抗彎能力，鋼筋籠由四根Φ18鋼筋和固定環(huán)組成。

超前小導(dǎo)管采用Φ42mm熱軋無縫鋼管，單根長4.5m。導(dǎo)管前端加工成尖端，管體鉆設(shè)透漿孔，孔徑6-8mm，孔間距15cm，梅花形布置，外插角度10°～15°導(dǎo)管尾端1.0m范圍不鉆孔，管尾焊接φ8加勁箍。導(dǎo)管采用風(fēng)槍鉆孔后插入、人工或機(jī)械外力擊入或正頂入均可。

超前小導(dǎo)管構(gòu)造，安裝好有孔鋼花管、放入鋼筋籠后即對孔內(nèi)注漿。注漿時先灌注“單”號孔，再灌注“雙”號孔，注漿材料為水泥砂漿，水泥砂漿的標(biāo)號為M10。注漿采用初壓0.5～1.0MPa，終壓2MPa，注漿量應(yīng)滿足設(shè)計要求，一般為鉆孔圓柱體的1.5倍;若注漿量超限，未達(dá)到壓力要求，應(yīng)調(diào)整漿液濃度繼續(xù)注漿，確保鉆孔周圍巖體與鋼管周圍孔隙充填飽滿。

單孔注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：（1）注漿壓力逐步升高，當(dāng)達(dá)到設(shè)計終壓并穩(wěn)定10min;（2）注漿量不小于設(shè)計注漿量的80%;（3）進(jìn)漿速度為開始進(jìn)漿速度的1/4。

3.2 初期支護(hù)

由于隧道圍巖多為Ⅳ級、V級圍巖，比例占整個隧道的80%左右，初期支護(hù)采用錨網(wǎng)噴+鋼支架形式。

金瓶巖隧道進(jìn)口襯砌類型為V級復(fù)合抗震，施工工法采用臺階加臨時仰拱法。

隧道開挖后，初噴4cm厚的C30耐腐蝕性混凝土。拱部采用Φ22組合中空錨桿，邊墻采用Φ22全長粘結(jié)砂漿錨桿，錨桿的主要作用是穩(wěn)固圍巖。鋼筋網(wǎng)格采用Φ8鋼筋網(wǎng)，網(wǎng)格尺寸20×20cm。初期支護(hù)參數(shù)，初期支護(hù)錨網(wǎng)噴后，采用鋼支架作內(nèi)支撐。鋼架安裝，如圖1所示。

3.3 二次支護(hù)

襯砌采用C35耐腐蝕鋼筋混凝土，襯砌厚度55cm，鋼筋采用Φ25、Φ22、Φ14、Φ8。二次復(fù)合式襯砌后形成的支護(hù)結(jié)構(gòu)。

4 隧道施工效果觀測

監(jiān)控量測是隧道施工過程中，對圍巖支護(hù)體系的穩(wěn)定狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，為初期支護(hù)參數(shù)的調(diào)整和二次襯砌施作的時機(jī)提出依據(jù)，是確保施工安全和結(jié)構(gòu)安全可靠、指導(dǎo)施工過程和施工安全監(jiān)控的重要手段。

4.1 地表沉降分析

隧道開挖后，周邊點(diǎn)的位移是圍巖和支護(hù)力學(xué)形態(tài)變化的最直接、最明顯的反映，凈空的變化（收縮和擴(kuò)張）是圍巖變形最明顯的體現(xiàn)。采用全站儀進(jìn)行隧道周邊收斂監(jiān)測。測點(diǎn)布置圖，對該隧道17個觀測點(diǎn)進(jìn)行了觀測，隧洞地表位移基本趨于穩(wěn)定。最終沉降值最小值約為5.14mm，最大值約為8.96mm，可見沉降值和沉降速度符合規(guī)范要求。

4.2 水平收斂分析

水平收斂數(shù)據(jù)最大值約為19.55mm，最小值4.61mm，平均值12.08mm，如圖2所示?？傮w來說，水平收斂值和收斂速度符合規(guī)范要求，位移管理等級Ⅲ級，上述段圍巖基本穩(wěn)定。

4.3 拱頂沉降分析

拱頂下沉數(shù)據(jù)最大值約為17.29mm，最小值4.18mm，平均值10.74mm，如圖3所示?？傮w來說，拱頂下沉值數(shù)據(jù)和收斂速度符合規(guī)范要求，位移管理等級Ⅲ級，上述段圍巖達(dá)到穩(wěn)定要求。

5 結(jié)語

金瓶巖隧道地處岷江活動斷裂帶與鎮(zhèn)坪倒轉(zhuǎn)復(fù)向斜復(fù)合部位。隧道處于不良地質(zhì)段，工程具有顯著的“四極三高”地質(zhì)特點(diǎn)。采用管棚+小導(dǎo)管形式進(jìn)行超前支護(hù)，采用錨網(wǎng)噴+鋼支架形式進(jìn)行初期支護(hù)，二次支護(hù)采用復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)。通過隧道圍巖施工監(jiān)測，合理指導(dǎo)了施工，證明了本施工技術(shù)方案的合理性和可行性。

參考文獻(xiàn)：

[1]何成.隧道特殊不良地質(zhì)鉆探法超前地質(zhì)預(yù)報[J].現(xiàn)代隧道技術(shù)，2010，46（5）：20-25.

[2]彭道富.西康鐵路秦嶺特長隧道I線出口段TBM施工[J].現(xiàn)代隧道技術(shù)，2001，38（6）：33-37.

[3]王凱，康海貴，王海濤.管棚預(yù)支護(hù)條件下隧道開挖面三維穩(wěn)定性分析[J].公路交通科技，2012，29（8）：87-93.

[4]高健，張義同.實(shí)施超前注漿管棚支護(hù)的隧道開挖面穩(wěn)定分析[J].天津大學(xué)學(xué)報，2009，42（8）：666-672.endprint

【摘 要】 以成蘭鐵路金瓶巖不良地質(zhì)隧道施工技術(shù)難題為研究對象，分析了該隧道工程地質(zhì)情況，有針對性地采取了施工技術(shù)方案和措施。在施工過程中，對圍巖穩(wěn)定情況進(jìn)行了信息化監(jiān)測，合理指導(dǎo)了施工，同時證明本施工技術(shù)方案的合理性和可行性。

【摘 要】 活動斷裂 ?破碎圍巖 ?管棚技術(shù) ?圍巖監(jiān)測

1 引言

為適應(yīng)西部大開發(fā)需要，我國西部鐵路、公路行業(yè)呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展景象，有川藏鐵路、成蘭鐵路等大型工程。這些工程都涉及到諸多深埋高應(yīng)力不良地質(zhì)隧道（比如二郎山、烏鞘嶺、秦嶺終南山等）問題[1-2]。這些重大工程技術(shù)難題解決促使我國隧道工程在試驗(yàn)技術(shù)、工程監(jiān)測技術(shù)等方面實(shí)現(xiàn)科學(xué)、合理、信息化施工過程控制上取得了長足進(jìn)展。然而西部山嶺隧道地質(zhì)條件復(fù)雜，需要針對性地對各種不良地質(zhì)條件采取特殊隧道施工技術(shù)，為工程安全施工提供可靠保障。為此，本文結(jié)合成蘭鐵路工程金瓶巖隧道情況，介紹一些特殊施工技術(shù)，以期為類似西部鐵路隧道工程提供借鑒。

2 工程概況

成蘭鐵路金瓶巖隧道全長12773m，最大埋深791m。隧道斷面凈空尺寸12.5m（寬）×8.2m（高）。該隧道地處岷江活動斷裂帶與鎮(zhèn)坪倒轉(zhuǎn)復(fù)向斜復(fù)合部位。隧道穿越順層偏壓、高地應(yīng)力、多條斷裂帶等不良地質(zhì)段，工程具有顯著的“四極三高”地質(zhì)特點(diǎn)：地形切割極為強(qiáng)烈、構(gòu)造條件極為復(fù)雜活躍、巖性條件極為軟弱破碎、汶川地震效應(yīng)極為顯著;高地應(yīng)力、高地震烈度、高地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險。隧道穿越圍巖多為Ⅳ、Ⅴ級圍巖，飽和單軸抗壓強(qiáng)度都低于15MPa，極易發(fā)生軟巖大變形、坍塌等事故，施工風(fēng)險較大。

3 施工方案及技術(shù)參數(shù)

3.1 超前支護(hù)

針對以上不良地質(zhì)情況，在超前支護(hù)時，采用管棚+小導(dǎo)管形式對開挖前方圍巖體進(jìn)行預(yù)加固，以保證在開挖過程中的施工安全[3-4]。

在管棚施工時，首先設(shè)置導(dǎo)向墻縱向長1m，厚1m，采用C20砼現(xiàn)場澆注。導(dǎo)向墻內(nèi)設(shè)2榀熱軋（I16）工字鋼架，間距0.6m，工字鋼的中心距離導(dǎo)向墻邊緣為0.2m，鋼架由3個單元組成，并由連接板連接，單元間由M20螺栓連接，接頭處焊縫厚度為10 mm，邊墻角墊槽鋼并焊接牢固。用全站儀將長為1.0m的φ114×5mm導(dǎo)向管按照2°的外插角精確定位，并用Φ22mm連接鋼筋與I16型鋼拱架牢固焊接為一整體。

導(dǎo)向管安裝完畢后，安裝內(nèi)模拱架。洞口安裝2榀I20導(dǎo)向墻型鋼拱架，間距0.6 m，焊接牢固，用L=4.0m的鎖腳錨管鎖定錨固。用全站儀將長為1.0m的φ133×5mm導(dǎo)向管按照2°的外插腳精確定位，并用Φ22連接鋼筋與I20型鋼拱架牢固焊接為一整體。，支撐穩(wěn)固后，于模架外側(cè)安設(shè)模板，然后澆注100cm厚的C20砼包裹鋼支撐和導(dǎo)向管。導(dǎo)向墻澆筑完成，噴射15cm厚C25砼封閉周圍仰坡面，作為注漿時的止?jié){墻。

利用導(dǎo)向墻，沿著開挖輪廓線，以1°～3°外插角，向開挖面前方打入鋼管，形成對開挖面前方圍巖的預(yù)支護(hù)。鋼管設(shè)孔徑16mm的注漿孔，孔間距20cm，呈梅花型布置。管頭焊成圓錐形。管棚的長度，一般長度控制在3m或6m，鋼管接頭采用外套管法：即管子不直接車絲，只在兩根管子的接頭外邊套一節(jié)φ133*5的外套管，長40cm，然后用電弧焊將焊縫焊滿、焊牢。鋼管上每隔15cm交錯鉆直徑為10mm的注漿孔。先下奇數(shù)管孔，第一節(jié)用3米長的鋼管，偶數(shù)孔時第一節(jié)采用6米長的鋼管，以后每節(jié)均采用6米長鋼管。每孔第一節(jié)端頭加工成錐型，長為10cm，最后一節(jié)尾部焊φ10mm加強(qiáng)箍。在距孔口 ? 1.0米內(nèi)不得加工注漿孔。鋼管中增設(shè)鋼筋籠以提高鋼管的抗彎能力，鋼筋籠由四根Φ18鋼筋和固定環(huán)組成。

超前小導(dǎo)管采用Φ42mm熱軋無縫鋼管，單根長4.5m。導(dǎo)管前端加工成尖端，管體鉆設(shè)透漿孔，孔徑6-8mm，孔間距15cm，梅花形布置，外插角度10°～15°導(dǎo)管尾端1.0m范圍不鉆孔，管尾焊接φ8加勁箍。導(dǎo)管采用風(fēng)槍鉆孔后插入、人工或機(jī)械外力擊入或正頂入均可。

超前小導(dǎo)管構(gòu)造，安裝好有孔鋼花管、放入鋼筋籠后即對孔內(nèi)注漿。注漿時先灌注“單”號孔，再灌注“雙”號孔，注漿材料為水泥砂漿，水泥砂漿的標(biāo)號為M10。注漿采用初壓0.5～1.0MPa，終壓2MPa，注漿量應(yīng)滿足設(shè)計要求，一般為鉆孔圓柱體的1.5倍;若注漿量超限，未達(dá)到壓力要求，應(yīng)調(diào)整漿液濃度繼續(xù)注漿，確保鉆孔周圍巖體與鋼管周圍孔隙充填飽滿。

單孔注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：（1）注漿壓力逐步升高，當(dāng)達(dá)到設(shè)計終壓并穩(wěn)定10min;（2）注漿量不小于設(shè)計注漿量的80%;（3）進(jìn)漿速度為開始進(jìn)漿速度的1/4。

3.2 初期支護(hù)

由于隧道圍巖多為Ⅳ級、V級圍巖，比例占整個隧道的80%左右，初期支護(hù)采用錨網(wǎng)噴+鋼支架形式。

金瓶巖隧道進(jìn)口襯砌類型為V級復(fù)合抗震，施工工法采用臺階加臨時仰拱法。

隧道開挖后，初噴4cm厚的C30耐腐蝕性混凝土。拱部采用Φ22組合中空錨桿，邊墻采用Φ22全長粘結(jié)砂漿錨桿，錨桿的主要作用是穩(wěn)固圍巖。鋼筋網(wǎng)格采用Φ8鋼筋網(wǎng)，網(wǎng)格尺寸20×20cm。初期支護(hù)參數(shù)，初期支護(hù)錨網(wǎng)噴后，采用鋼支架作內(nèi)支撐。鋼架安裝，如圖1所示。

3.3 二次支護(hù)

襯砌采用C35耐腐蝕鋼筋混凝土，襯砌厚度55cm，鋼筋采用Φ25、Φ22、Φ14、Φ8。二次復(fù)合式襯砌后形成的支護(hù)結(jié)構(gòu)。

4 隧道施工效果觀測

監(jiān)控量測是隧道施工過程中，對圍巖支護(hù)體系的穩(wěn)定狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，為初期支護(hù)參數(shù)的調(diào)整和二次襯砌施作的時機(jī)提出依據(jù)，是確保施工安全和結(jié)構(gòu)安全可靠、指導(dǎo)施工過程和施工安全監(jiān)控的重要手段。

4.1 地表沉降分析

隧道開挖后，周邊點(diǎn)的位移是圍巖和支護(hù)力學(xué)形態(tài)變化的最直接、最明顯的反映，凈空的變化（收縮和擴(kuò)張）是圍巖變形最明顯的體現(xiàn)。采用全站儀進(jìn)行隧道周邊收斂監(jiān)測。測點(diǎn)布置圖，對該隧道17個觀測點(diǎn)進(jìn)行了觀測，隧洞地表位移基本趨于穩(wěn)定。最終沉降值最小值約為5.14mm，最大值約為8.96mm，可見沉降值和沉降速度符合規(guī)范要求。

4.2 水平收斂分析

水平收斂數(shù)據(jù)最大值約為19.55mm，最小值4.61mm，平均值12.08mm，如圖2所示?？傮w來說，水平收斂值和收斂速度符合規(guī)范要求，位移管理等級Ⅲ級，上述段圍巖基本穩(wěn)定。

4.3 拱頂沉降分析

拱頂下沉數(shù)據(jù)最大值約為17.29mm，最小值4.18mm，平均值10.74mm，如圖3所示?？傮w來說，拱頂下沉值數(shù)據(jù)和收斂速度符合規(guī)范要求，位移管理等級Ⅲ級，上述段圍巖達(dá)到穩(wěn)定要求。

5 結(jié)語

金瓶巖隧道地處岷江活動斷裂帶與鎮(zhèn)坪倒轉(zhuǎn)復(fù)向斜復(fù)合部位。隧道處于不良地質(zhì)段，工程具有顯著的“四極三高”地質(zhì)特點(diǎn)。采用管棚+小導(dǎo)管形式進(jìn)行超前支護(hù)，采用錨網(wǎng)噴+鋼支架形式進(jìn)行初期支護(hù)，二次支護(hù)采用復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)。通過隧道圍巖施工監(jiān)測，合理指導(dǎo)了施工，證明了本施工技術(shù)方案的合理性和可行性。

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