摘要：本文介紹了軟弱圍巖小凈距公路隧道貫通段施工方法和工藝，重點(diǎn)闡述了四臺(tái)階CD法關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)小凈距隧道施工的應(yīng)用推廣提供理論依據(jù)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：軟弱圍巖；小凈距；公路隧道；貫通；CD法

一、工程概況

某公路隧道為分離式雙向四車(chē)道隧道，左線全長(zhǎng)1672米，右線全線1647米，圍巖為花崗巖，在進(jìn)出口掌子面距離100米時(shí)，圍巖發(fā)生變化，裂隙發(fā)育，強(qiáng)風(fēng)化層破碎，施工難度大，危險(xiǎn)性較高，且進(jìn)出口爆破已稍有影響。洞口段有一段小凈距，小徑距隧道設(shè)計(jì)里程范圍為 ZK36+336～ZK36+458、長(zhǎng)122m，其中明洞28m，小凈距Ⅴ級(jí)加強(qiáng)81m，小凈距Ⅳ級(jí)加強(qiáng) 13m；以及 YK36+275～YK36+339、長(zhǎng) 64m，其中明洞 23m，小凈距Ⅴ級(jí)加強(qiáng) 28m，小凈距Ⅳ級(jí)加強(qiáng) 13m；中間巖柱厚度范圍在 29m～31m之間。

二、施工技術(shù)方案

1、貫通段采用四臺(tái)階CD法，在單側(cè)上臺(tái)階先行導(dǎo)洞底部增設(shè)臨時(shí)鋼支撐，并噴混硬化，使初期支護(hù)封閉，提高支護(hù)整體承載力。

2、對(duì)初期支護(hù)型鋼拱架進(jìn)行改造，采用擴(kuò)大拱腳的方式，增大拱架落地面積。同時(shí)取消了傳統(tǒng)CD法最下級(jí)臺(tái)階的臨時(shí)中隔壁，使下臺(tái)階仰拱部位一次開(kāi)挖成型，加快了初支拱架的封閉速度，總體降低了圍巖變形值，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)統(tǒng)計(jì)，本段拱頂沉降及收斂累積值降低約40%。

3、最后一次爆破的貫通體上方，從隧道兩側(cè)打設(shè)超前注漿小導(dǎo)管，形成交叉棚架，通過(guò)注漿，最終形成貫通體上方的保護(hù)殼體。

4、貫通體施工采用減振爆破工藝，在掏槽眼內(nèi)增加減振爆破孔的布設(shè)，提高掏槽效果，減少對(duì)周邊圍巖的爆破振動(dòng)擾動(dòng)，確保施工安全。

三、軟弱圍巖小凈距公路隧道貫通施工技術(shù)要點(diǎn)

（一）貫通前的準(zhǔn)備

1、貫通前，由測(cè)量組嚴(yán)格復(fù)核掌子面的實(shí)際里程，并將里程情況要通報(bào)工區(qū)負(fù)責(zé)人及進(jìn)、出口技術(shù)主管根據(jù)剩余長(zhǎng)度情況及本方案的要求確認(rèn)每茬炮的進(jìn)尺，現(xiàn)場(chǎng)值班根據(jù)剩余長(zhǎng)度情況通知施工作業(yè)班組采取應(yīng)采取的爆破避讓形式進(jìn)行避讓。

2、在進(jìn)入離貫通20米時(shí)，進(jìn)出口均要位于隧道中線上大跨以上3.5米處進(jìn)行鉆孔，每茬炮鉆孔深度不小于5米，以確定掌子面剩余巖柱的實(shí)際長(zhǎng)度。

（二）超前注漿小導(dǎo)管施工

1、超前小導(dǎo)管施工采用YT28型風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)按設(shè)計(jì)鉆孔，小導(dǎo)管鉆孔前，先進(jìn)行孔位測(cè)量放樣，孔位測(cè)量做到位置準(zhǔn)確，鉆孔嚴(yán)格按放樣進(jìn)行，避免造成串孔，影響注漿效果?？孜煌獠褰嵌纫显O(shè)計(jì)要求為10～30°。

2、超前注漿小導(dǎo)管參數(shù)為：直徑Φ42，壁厚3.5mm，長(zhǎng)3.5m，外插角10～30°，注C30水泥漿，端部1m以外，打設(shè)Φ8注漿孔，間距15cm，梅花型布置。如下圖所示。

圖 超前小導(dǎo)管施工示意圖

3、小導(dǎo)管安設(shè)后，用塑膠泥封堵孔口，并噴射砼封閉工作面。采用注漿泵注漿，水泥漿液濃度為1：0.75～1：1單液水泥漿，注漿壓力初始為0.5～1.0 MPa，終壓為1.5～2MPa首先以初壓注漿，然后在終壓下進(jìn)行注漿并保持1～2min終壓再卸荷，保證注漿量及擴(kuò)散半徑達(dá)到設(shè)計(jì)要求，達(dá)到超前加固的目的。

4、為保證超前導(dǎo)管形成交叉棚架，要求貫通體在3m左右。

（三）貫通段四臺(tái)階CD法開(kāi)挖、支護(hù)施工

1、進(jìn)行單側(cè)1部開(kāi)挖。首先施作1部超前注漿小導(dǎo)管；注漿強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)后開(kāi)挖1部土石方，每個(gè)步序的拱腳均為擴(kuò)大拱腳；及時(shí)施作初噴4cm厚砼，支護(hù)1部臨時(shí)支護(hù)；再安裝型鋼拱架，打設(shè)鎖腳錨管，并注C30水泥漿；在1部拱部范圍內(nèi)打眼施作φ25中空注漿錨桿并注C30水泥漿，注漿初始?jí)毫?.5～1MPa，終止壓力為1.5～2MPa；在拱部及臨時(shí)中隔壁掛鋼筋網(wǎng)，網(wǎng)格間距20×20cm；復(fù)噴C20砼至設(shè)計(jì)厚度32cm，臨時(shí)中壁噴混厚20cm。

2、1部前進(jìn)3～5m時(shí)，進(jìn)行2、3部開(kāi)挖、支護(hù)，2、3部形成3m的短臺(tái)階，能夠保證中臺(tái)階接腿高度一次不會(huì)過(guò)長(zhǎng)，而且接腿形成4個(gè)工作面，有利于隧道施工安全和施工進(jìn)度。

3、完成一側(cè)的1、2、3部后，進(jìn)行另一側(cè)4、5、6部的施工，現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)監(jiān)控量測(cè)及偏壓情況，調(diào)整左右側(cè)臺(tái)階距離，一般控制在5～10m。

4、待隧道監(jiān)測(cè)周邊位移及拱頂沉降穩(wěn)定后，拆除臨時(shí)中隔壁，一次拆除長(zhǎng)度不應(yīng)超過(guò)8m，施工仰拱拱架，封閉初期支護(hù)。

5、貫通段15m內(nèi)單方向開(kāi)挖，開(kāi)挖1部后，增設(shè)I20b型鋼臨時(shí)橫撐，橫撐加工成弧形，噴C20混凝土硬化，并用渣土掩埋，防止挖掘機(jī)碾壓，破壞。

（四）貫通體打設(shè)探孔

1、1部開(kāi)挖至剩余貫通體為3m左右，停止掌子面開(kāi)挖，并將2、3部削成臺(tái)階，以便挖掘機(jī)爬行。

2、采用手持式淺孔鉆機(jī)打超前探孔，量測(cè)貫通體實(shí)際厚度，根據(jù)貫通段圍巖情況及實(shí)際體積進(jìn)行爆破設(shè)計(jì)，保證一次爆破能使1部形成貫通孔，之后采用挖掘機(jī)排險(xiǎn)，并進(jìn)一步擴(kuò)孔。及時(shí)支護(hù)型鋼拱架。

（五）爆破設(shè)計(jì)

根據(jù)爆破經(jīng)驗(yàn)和工程類(lèi)比方法，以炸藥單耗、線裝藥密度、斷面面積、炮孔間距為前提確定掌子面炮孔數(shù)目。以該工程隧道為例：取炸藥單耗為0.5～0.6kg/m3、周邊孔眼距為40～50cm、線裝藥密度為0.12～0.15kg/m、采用多炮眼、分散裝藥的原則，掌子面炮眼數(shù)目為46個(gè)（其中周邊眼15個(gè)），斷面面積約為18m2。

（六）施工監(jiān)控量測(cè)

監(jiān)控量測(cè)是在隧道施工過(guò)程中，對(duì)圍巖和支護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，為噴錨支護(hù)和二次襯砌的參數(shù)調(diào)整提供依據(jù)，把量測(cè)的數(shù)據(jù)經(jīng)整理和分析得到的信息及時(shí)反饋到設(shè)計(jì)和施工中，進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)和施工方案，達(dá)到安全、高效、經(jīng)濟(jì)、快速施工。

首先根據(jù)公路隧道施工技術(shù)規(guī)范及設(shè)計(jì)圖紙要求，編制隧道監(jiān)控量測(cè)專(zhuān)項(xiàng)方案，明確監(jiān)控量測(cè)必測(cè)及選測(cè)項(xiàng)目，選定監(jiān)測(cè)儀器，確定布點(diǎn)位置及監(jiān)測(cè)頻率，數(shù)據(jù)分析及信息反饋流程等。

貫通段施工監(jiān)測(cè)必測(cè)項(xiàng)目：地質(zhì)和初期支護(hù)觀察、周邊位移、拱頂下沉、地表下沉（淺埋段）。

現(xiàn)場(chǎng)采用全站儀、反光靶標(biāo)測(cè)點(diǎn)等儀器采集數(shù)據(jù)。每導(dǎo)洞1個(gè)斷面布設(shè)3個(gè)拱頂沉降點(diǎn)，2組周邊位移收斂點(diǎn)，縱向布點(diǎn)間距3～5m，具體視現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)情況而定。

爆破開(kāi)挖后2h內(nèi)布點(diǎn)并采集初值，按照規(guī)范要求的頻率進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。

（七）安全、質(zhì)量保證措施

1、嚴(yán)格執(zhí)行爆破聯(lián)系制度，建立爆破預(yù)警機(jī)制，堅(jiān)決杜絕未通知對(duì)方而擅自響炮。

2、嚴(yán)格控制爆破進(jìn)尺，在離貫通面不足5米時(shí)，每茬炮的進(jìn)尺不得超過(guò)1米，同時(shí)要嚴(yán)格進(jìn)行探孔制度，確定前方巖柱的長(zhǎng)度后進(jìn)行鉆孔。同時(shí)在最后一茬炮前要使初期支護(hù)緊貼掌子面，減小懸挑長(zhǎng)度。同時(shí)貫通后要立即進(jìn)行初噴和初期支護(hù)的施工，減小圍巖的裸露時(shí)間。

3、項(xiàng)目部測(cè)量工程師、進(jìn)出口測(cè)量組必須嚴(yán)格復(fù)核隧道的中線與里程、高程，確保貫通的精度。

4、在離貫通面20米時(shí)進(jìn)行超前探孔時(shí)，在掌子面的中部要增設(shè)探孔，以確定掌子面的實(shí)際里程。

5、封閉掌子面后，要杜絕任何人員進(jìn)入警戒區(qū)，并且在接到對(duì)方響炮通知后必須對(duì)洞內(nèi)施工人員進(jìn)行清除，全部轉(zhuǎn)移至安全地帶后方可回復(fù)對(duì)方可以響炮。

6、當(dāng)離貫通不足15米時(shí)，必須實(shí)行雙向單工序掘進(jìn)，需要響炮時(shí)必須待另一方掌子面初期支護(hù)完成后方可響炮。

7、若雙方技術(shù)主管或工區(qū)負(fù)責(zé)人無(wú)法聯(lián)系時(shí)，值班人員可通知項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)，必須得到對(duì)方技術(shù)主管或工區(qū)負(fù)責(zé)人明確回復(fù)后方可響炮。

8、進(jìn)出口技術(shù)主管全面協(xié)調(diào)，并及時(shí)向工區(qū)負(fù)責(zé)人通報(bào)隧道貫通距離。

結(jié)語(yǔ)

綜上，在小凈距隧道貫通階段，往往施工時(shí)為了求進(jìn)度，提前貫通，造成了很多質(zhì)量安全事故，而通過(guò)采取以上的安全技術(shù)措施，該公路隧道雖在貫通面圍巖破碎，又在工期的要求下，安全順利貫通，取得了良好的貫通效果，積累了一定的施工經(jīng)驗(yàn)。

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