關(guān) 耀

（山西路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司 陽(yáng)泉分公司，山西 陽(yáng)泉 045000）

隧道穿越風(fēng)化嚴(yán)重的軟弱破碎巖體時(shí)，普遍采用新奧法施工。淺埋洞口段施工有的在洞內(nèi)超前注漿加固，有的在淺埋洞口段施做超前管棚，但這些方法工程費(fèi)用較高，施工復(fù)雜，水平巖層開挖過(guò)程中易出現(xiàn)大面積掉塊等缺陷。本文提出雙層小導(dǎo)管支護(hù)加固圍巖，對(duì)淺埋洞口段的加固效果很明顯，且施工方法簡(jiǎn)便，技術(shù)易掌握，機(jī)械化配套程度要求不高，可以作為實(shí)際操作性較強(qiáng)的一種施工方法，較好地節(jié)省了施工費(fèi)用。

1 雙層小導(dǎo)管超前支護(hù)工藝概況

超前小導(dǎo)管施工是伴隨著新奧法發(fā)展起來(lái)的一種超前預(yù)支護(hù)方法，是隧道超前預(yù)支護(hù)手段之一，沿隧道開挖輪廓線外一定距離，以一定外插角向開挖工作面前方打設(shè)38～50 mm的帶注漿孔的鋼管，長(zhǎng)度一般為3.5～5.0 m，并進(jìn)行注漿，填充和固結(jié)巖體及土石的空隙，形成一定厚度的固結(jié)體[1]。

2 雙層小導(dǎo)管超前支護(hù)工藝原理

在隧道開挖前，內(nèi)側(cè)一層小角度斜外插角9°的注漿小導(dǎo)管，主要穩(wěn)定固結(jié)即將開挖隧道外輪廓線附近的圍巖，形成第一層注漿固結(jié)圈，外側(cè)一層斜外插角40°的注漿小導(dǎo)管與第一層注漿圈形成搭接的范圍，形成第二層注漿加固圈，進(jìn)一步加大圍巖固結(jié)地區(qū)的范圍，為小導(dǎo)管的梁效應(yīng)提供良好的支撐，從而確保開挖過(guò)程中的安全，開挖后的洞口下沉得到控制。

3 雙層小導(dǎo)管超前支護(hù)的作用

a）改良工作面前方的圍巖結(jié)構(gòu)，在開挖面以外形成厚度為0.5～1 m的加固圈。

b）超前小導(dǎo)管與鋼架、固結(jié)的地層共同形成超前支護(hù)結(jié)構(gòu)，從而保證開挖工作面的穩(wěn)定，防止開挖工作面松弛、坍塌[2]。

4 雙層小導(dǎo)管超前支護(hù)實(shí)際應(yīng)用情況

4.1 工程介紹

楊白線楊樹莊隧道起訖樁號(hào)K0+633—K0+839，全長(zhǎng)206 m，其中：明洞共13 m，Ⅴ級(jí)圍巖淺埋段37 m，Ⅴ級(jí)圍巖段28 m，Ⅳ級(jí)無(wú)仰拱圍巖段48 m，Ⅲ級(jí)圍巖段80 m；隧址區(qū)地處平定縣東北部，溶蝕構(gòu)造中低山區(qū)，地形起伏較大，山溝多成V字型，隧道按二級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)速度60 km/h，設(shè)計(jì)汽車荷載等級(jí)為公路-Ⅱ級(jí)，設(shè)計(jì)為雙向兩車道，建筑限界凈寬10 m，行車道7 m，限高5 m，隧道行車方向兩側(cè)設(shè)人行道。

4.2 雙層小導(dǎo)管超前支護(hù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施

4.2.1 設(shè)計(jì)方案

結(jié)合楊白線楊樹莊隧道施工環(huán)境，設(shè)計(jì)出小導(dǎo)管在隧道淺埋洞口段施工中的施工方案。在實(shí)際操作過(guò)程中充分利用和改善了圍巖的自承能力，要盡可能地減少洞室的大小，先開挖一個(gè)小導(dǎo)洞再進(jìn)而進(jìn)行大導(dǎo)洞的開挖，這種以小洞開始的實(shí)際操作過(guò)程一定程度上降低了施工難度，也減少了對(duì)周圍山地坡體的影響。

用雙層小導(dǎo)管做支護(hù)，在拱部120°范圍內(nèi)設(shè)置成約5 m的小導(dǎo)管，雙層排距也是0.4 m，單排環(huán)向分布間距0.4 m，保持間距，搭接長(zhǎng)度在2 m，在淺埋洞口段35 m部分調(diào)整拱架間距，盡量減少到0.5 m以下，保證淺埋洞口段結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，工程安全完成。

4.2.2 準(zhǔn)備工作

在隧道開挖后首先要及時(shí)對(duì)邊仰坡進(jìn)行封閉，可以通過(guò)噴漿來(lái)封閉，然后不斷開始拓寬輪廓面，其次做好小導(dǎo)管的制作，每根小導(dǎo)管的管口處都要設(shè)置加強(qiáng)環(huán)，用直徑42 mm，厚度4 mm鋼管加工制作而成，鋼管末端1.5 m以內(nèi)不能鉆孔，以上按照一定間隔鉆孔，可以是間隔15 cm梅花型的孔，作為止?jié){段，所鉆孔位置不是直線的，兩孔之間是45°交叉分布的。在加工管尖部分時(shí)必須在氧焊切除缺口之后進(jìn)行。總之，小導(dǎo)管的制作必須依靠施工方案的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行[3]。

在放樣時(shí)要考慮整體隧道的輪廓，根據(jù)在隧道施工中的導(dǎo)線控制網(wǎng)來(lái)準(zhǔn)確放樣，了解清晰淺埋洞口段位置和路線布局，并結(jié)合邊仰坡坡度，走好第一步。

4.2.3 雙層小導(dǎo)管安裝的具體實(shí)施

4.2.3.1 施工工藝

圖1 施工工藝

4.2.3.2 施工方法

a）在測(cè)量放樣之后，使用YT-28鑿巖機(jī)按照標(biāo)記進(jìn)行鉆孔并安設(shè)小導(dǎo)管，鉆孔是交錯(cuò)分布且呈梅花型的，鉆孔直徑大于鋼管直徑達(dá)20 mm以上。超前小導(dǎo)管按環(huán)向間距40 cm，呈內(nèi)外層分布，內(nèi)層圍繞環(huán)且有一定的間距，每排布置根數(shù)36根、外插角9°；外層每排布置根數(shù)和外插角數(shù)不同于內(nèi)層，外部37根，外插角40°并留縱向4 mm搭接的距離。小導(dǎo)管是由鋼管加工制作，加工完成后前端呈錐形，管壁鉆眼10 cm交錯(cuò)，尾部有加勁箍焊接。

b）檢查記錄 在隧道淺埋洞口段施工中要通過(guò)具體的數(shù)據(jù)記錄對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行檢查，記錄過(guò)程中要細(xì)致全面，真實(shí)可靠，借助一定的輔助工具，保證檢查質(zhì)量。雙層小導(dǎo)管是用在穩(wěn)定性不好的高跨度隧道，在使用之前考察清楚隧道圍巖狀況，避免在圍巖狀況良好的隧道用雙層小導(dǎo)管，對(duì)財(cái)力人力都是一種浪費(fèi)。

c）注漿補(bǔ)漿 注漿是由水灰比0.9∶1來(lái)調(diào)制的水泥漿，且其比率幅度變化在0.1以內(nèi)，水泥標(biāo)號(hào)425號(hào)，注漿壓力為0.65～1.0 MPa，避免存在裂壓，還要保證注漿量，以設(shè)計(jì)量為準(zhǔn)并考慮空口壓力的實(shí)際情況，合適的時(shí)候停止注漿。在注漿結(jié)束后一定要檢查其效果，未達(dá)標(biāo)時(shí)要及時(shí)補(bǔ)漿。漿液的擴(kuò)散要滿足填充，看注漿壓力是否達(dá)到注漿終壓，以判斷雙層小導(dǎo)管注漿對(duì)地層加固是否成功。

d）隧道的開挖 在進(jìn)行一系列的安裝、配置、檢查之后，就可以開挖隧道。在開挖隧道開始到結(jié)束整個(gè)過(guò)程中都要保證有觀察小組，對(duì)形狀的變化哪怕是微小的變化都要進(jìn)行測(cè)量記錄，保障施工全程的安全，等到整體達(dá)到設(shè)計(jì)要求才能進(jìn)行下一步的模筑混凝。

4.2.3.3 雙層小導(dǎo)管在施工中的著重點(diǎn)

a）注意小導(dǎo)管打入的位置，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)位置及角度執(zhí)行，在開挖輪廓線上的孔位誤差保證在10 cm以內(nèi)，角度誤差保證在3°以內(nèi)，并且注漿之前要在距離偏大的孔之間補(bǔ)管。

b）嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)進(jìn)行實(shí)際的操作，小導(dǎo)管打入長(zhǎng)度要合理，如果出現(xiàn)小導(dǎo)管打入長(zhǎng)度比設(shè)計(jì)長(zhǎng)度短的情況，一定要在開挖1 m后進(jìn)行補(bǔ)管并在補(bǔ)管后注漿。

c）在檢查工作質(zhì)量的時(shí)候一定要做好記錄，逐次細(xì)致地進(jìn)行，保證檢查質(zhì)量。比如說(shuō)可以畫草圖保證鉆孔、打管的質(zhì)量，而對(duì)于孔位就可以做好編號(hào)記錄，以此保證檢查的質(zhì)量[4]。

d）要注意施工過(guò)程中需要補(bǔ)管注漿的情況，嚴(yán)格保證注漿量，單孔注漿量是不得少于計(jì)算值的80%的，在固結(jié)不良或者厚度不夠時(shí)也要補(bǔ)管注漿。

5 施工驗(yàn)證

在縝密的準(zhǔn)備之后隧道淺埋洞口段雙層小導(dǎo)管超前支護(hù)的施工方案，在隧道淺埋洞口段運(yùn)用雙層小導(dǎo)管超前支護(hù)，形成小導(dǎo)洞之后再進(jìn)行大導(dǎo)洞的開挖，穩(wěn)扎穩(wěn)打，降低難度，達(dá)到設(shè)計(jì)的目的。該工程驗(yàn)證了設(shè)計(jì)方案的可行性，為隧道淺埋洞口段超前支護(hù)試驗(yàn)出更適合的方法。

6 淺埋洞口段雙層小導(dǎo)管超前支護(hù)方案的拓展

在施工工程中除了運(yùn)用雙層小導(dǎo)管作輔助工具，更要形成隧道淺埋洞口段方案自己的優(yōu)勢(shì)。比如說(shuō)工程進(jìn)行時(shí)不開挖或者減少開挖邊坡，保證坡體的穩(wěn)定；在施工過(guò)程中盡量減少對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞；在進(jìn)行拆遷臨時(shí)房屋設(shè)備等時(shí)，要盡量減少工程成本并降低一定存在的社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)等。

7 結(jié)語(yǔ)

伴隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，國(guó)家對(duì)公路建設(shè)的工程不斷在增加，不論是為了減少大城市的擁擠還是為了方便各小城市的市民，隧道淺埋洞口段施工越來(lái)越被頻繁地操作。在交通不便利地區(qū)的公路建設(shè)一般都會(huì)建設(shè)相應(yīng)的隧道工程，而隧道的建立是要挑戰(zhàn)山地丘陵所帶來(lái)的障礙，現(xiàn)階段對(duì)雙層小導(dǎo)管的輔助應(yīng)用避免了之前的新奧法施工所帶的成本高、施工程序復(fù)雜、操作技術(shù)難度大的缺點(diǎn)，使隧道施工效率有了很大的提高，更加證明了雙層小導(dǎo)管的價(jià)值。本文通過(guò)分析一個(gè)隧道施工過(guò)程，簡(jiǎn)述了雙層小導(dǎo)管工作的具體步驟，在細(xì)節(jié)上總結(jié)出了雙層小導(dǎo)管的優(yōu)勢(shì)，加深了我們對(duì)隧道淺埋洞口段破碎地層設(shè)計(jì)的理解。