王傳虎

中鐵十五局集團(tuán)第四工程有限公司 河南 鄭州 450000

正文：

如今，高原地區(qū)的隧道工程數(shù)量越來(lái)越多，這些隧道不僅氣候條件極端，而且圍巖大多為軟弱圍巖，這就對(duì)施工，尤其是圍巖支護(hù)提出了很高的要求，必須對(duì)此引起重視，采取有效的支護(hù)措施。

1 工程概況

省道217線石馬公路改建工程Sm4標(biāo)段海子山隧道長(zhǎng)1397m始止里程為k189+803～k191+200，海子山隧道隸屬德格縣窩公鄉(xiāng)管轄，隧道軸向近NW向展布。隧址區(qū)為構(gòu)造剝蝕中高山地貌，最高點(diǎn)為海子山海拔4634m，呈梁狀，呈EW向展布，為兩側(cè)溝道發(fā)源山脊，區(qū)內(nèi)最低點(diǎn)為隧道進(jìn)口外側(cè)的丹日溝，海拔4283m，相對(duì)高差351m，切割劇烈。隧道原設(shè)計(jì)地質(zhì)條件主要為三疊系上統(tǒng)曲嘎寺組下段板巖夾變質(zhì)砂巖。層理較明顯，節(jié)理裂隙極為發(fā)育，巖體破碎，板質(zhì)巖軟，巖石遇水易軟化，抗風(fēng)化能力弱，穩(wěn)定性差。在施工過(guò)程中，水量較大，巖石呈粉末狀和表面極其光滑的碳質(zhì)板巖，節(jié)理裂隙紊亂，自穩(wěn)能力極差，發(fā)生大塌方和變形侵限次數(shù)較多，帶來(lái)了很大的施工難度。

2 隧道開(kāi)挖

2.1 工藝流程

本隧道開(kāi)挖主要采用CD法，其工藝流程為：采用導(dǎo)管注漿的方法對(duì)導(dǎo)洞和部分主洞進(jìn)行超前支護(hù)；對(duì)導(dǎo)洞的上半部分?jǐn)嗝孢M(jìn)行開(kāi)挖；對(duì)導(dǎo)洞和部分主洞進(jìn)行初期支護(hù)；對(duì)導(dǎo)洞的下半部分截面進(jìn)行開(kāi)挖；對(duì)導(dǎo)洞和部分主洞進(jìn)行初期支護(hù)；采用導(dǎo)管注漿的方法對(duì)主洞拱部進(jìn)行超前支護(hù)；對(duì)主洞的上半部分?jǐn)嗝孢M(jìn)行開(kāi)挖；對(duì)主洞的上半部分?jǐn)嗝孢M(jìn)行初期支護(hù)；對(duì)主洞的下半部分?jǐn)嗝孢M(jìn)行開(kāi)挖；對(duì)主洞的下半部分?jǐn)嗝孢M(jìn)行初期支護(hù)；仰拱澆筑與填充；排水施工，并利用臺(tái)車(chē)在全斷面開(kāi)展二襯施工。

2.2 注意事項(xiàng)

（1）在施工過(guò)程中應(yīng)對(duì)導(dǎo)洞及主洞上臺(tái)階實(shí)際長(zhǎng)度進(jìn)行嚴(yán)格控制，同時(shí)以監(jiān)測(cè)結(jié)果為依據(jù)，對(duì)主洞與導(dǎo)洞之間的距離進(jìn)行調(diào)整，若拱頂發(fā)生下沉，則需要進(jìn)行臨時(shí)仰拱的施工。

（2）在初期支護(hù)時(shí)，應(yīng)每開(kāi)挖完一榀桁架就支護(hù)一榀，將循環(huán)進(jìn)尺控制在50cm以?xún)?nèi)，同時(shí)盡可能早的進(jìn)行初支與仰拱施工，確保支護(hù)系統(tǒng)可以盡早封閉成環(huán)，隧道的二襯需要以監(jiān)控結(jié)果為依據(jù)做綜合分析，并根據(jù)分析的結(jié)果適時(shí)施做。

（3）在開(kāi)挖施工中必須嚴(yán)格遵循“超前支護(hù)、短進(jìn)尺和強(qiáng)支護(hù)”等基本原則，將震動(dòng)速度始終限制在15cm/s以?xún)?nèi)。

3 圍巖超前支護(hù)

3.1 大管棚施工

待右線出口上段邊仰坡安全防護(hù)施做完成，且掌子面的上部也已經(jīng)成型，同時(shí)用混凝土做好封閉處理后，與掌子面緊貼開(kāi)始導(dǎo)向墻的施工，然后用長(zhǎng)度為30cm的管棚按照40cm的間隔距離設(shè)置鋼花管，通過(guò)注漿對(duì)圍巖進(jìn)行加固，以此形成穩(wěn)定的支護(hù)體系，為后續(xù)的開(kāi)挖進(jìn)洞創(chuàng)造良好條件。

3.2 超前小導(dǎo)管

（1）先封閉工作面，并將其清理干凈，然后對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行檢查，確認(rèn)是否正常，對(duì)于注漿機(jī)需要在使用前做好壓水試驗(yàn)。

（2）小導(dǎo)管為熱軋無(wú)縫鋼管，其長(zhǎng)度和規(guī)格都要按照設(shè)計(jì)要求確定，其中一端為尖頭，5mm長(zhǎng)，另外一端在1m范圍內(nèi)不可鉆孔，并焊接鐵箍，管壁上的注漿孔按梅花形進(jìn)行布置，間隔距離為150mm。

（3）在小導(dǎo)管注漿中使用使用的漿液，其水灰比為1：1，在0.5-1.0MPa的壓力條件下連續(xù)注漿，經(jīng)開(kāi)挖以后，拱部應(yīng)沒(méi)有坍塌和滲水的現(xiàn)象。

（4）將小導(dǎo)管制備好后按照設(shè)計(jì)要求開(kāi)始布孔，同時(shí)用紅色的油漆對(duì)每個(gè)孔位做出標(biāo)記。

（5）布好孔后，用鑿巖機(jī)進(jìn)行鉆孔，將鉆頭對(duì)準(zhǔn)鉆孔中心，鉆孔實(shí)際直徑應(yīng)大于鋼管。鉆進(jìn)到要求的深度后，拔出鉆桿與鉆頭。然后開(kāi)始清孔，將孔內(nèi)的巖屑和積水都清除干凈。

（6）向孔中插入鋼管的前端，由人工使用錘擊的方法頂入，實(shí)際頂入的長(zhǎng)度應(yīng)達(dá)到鋼管總長(zhǎng)90%以上，同時(shí)還要使用空壓機(jī)清理鋼管中進(jìn)入的砂石巖屑。

（7）將鋼管安裝好后進(jìn)行封堵，并在鋼管的周?chē)鷩娚湟粚踊炷?，避免漿液冒出。

（8）漿液嚴(yán)格按照生產(chǎn)配合比進(jìn)行配制，在注漿時(shí)需要使用專(zhuān)門(mén)的注漿機(jī)。

（9）待確認(rèn)實(shí)際注漿壓力與注漿量都達(dá)到要求后，完成注漿。

4 圍巖初支

4.1 錨桿

這是隧道施工中保證圍巖穩(wěn)定性，避免圍巖的重要方法，完成施工以后還能成為永久支護(hù)系統(tǒng)主要組成部分。本工程采用中空注漿錨桿，其施工工藝為：先根據(jù)設(shè)計(jì)要求，在開(kāi)挖施工面上放出需要布置錨桿的位置，其鉆孔的方式和砂漿錨桿完全相同。經(jīng)檢查確認(rèn)導(dǎo)管孔滿足要求后，對(duì)錨桿進(jìn)行安裝并按照設(shè)計(jì)比例進(jìn)行漿液配制，用注漿機(jī)開(kāi)始注漿。待設(shè)計(jì)注漿量滿足要求后結(jié)束注漿，最后對(duì)注漿質(zhì)量進(jìn)行整體檢查和綜合判斷，確認(rèn)合格后使用專(zhuān)門(mén)的螺帽對(duì)錨桿端頭進(jìn)行封閉，避免錨桿中的漿液遺流。

4.2 鋼筋網(wǎng)

鋼筋網(wǎng)主要作用是和噴射的混凝土同時(shí)受力，保證混凝土各項(xiàng)性能，避免混凝土受到應(yīng)力后產(chǎn)生折斷與開(kāi)裂，進(jìn)而保證支護(hù)效果。待錨桿施工完成后立即進(jìn)行鋼筋網(wǎng)的布置。

（1）掛設(shè)鋼筋網(wǎng)：鋼筋網(wǎng)的掛設(shè)需要在初次混凝土噴射完成并布置好錨桿后立即進(jìn)行，采用作業(yè)臺(tái)架，由人工沿被開(kāi)挖的圍巖表面逐環(huán)鋪設(shè)，在鋼筋網(wǎng)片間使用焊接的方法相連，在施工過(guò)程中可采用錨桿來(lái)加固鋼筋網(wǎng)，確保鋼筋網(wǎng)和圍巖的表面緊貼。

（2）焊接：將鋼筋網(wǎng)片鋪設(shè)好后，對(duì)接頭、鋼架與錨桿頭進(jìn)行焊接，以此避免在混凝土噴射過(guò)程中鋼筋網(wǎng)片發(fā)生晃動(dòng)。

4.3 型鋼鋼架

（1）待掌子面初次混凝土噴射施工完成后開(kāi)始型鋼鋼架的安裝。

（2）以測(cè)設(shè)具體位置為依據(jù)，每個(gè)節(jié)段的鋼架和掌子面之間采用螺栓相連，使連接板和圍巖緊貼。

（3）為了使鋼架的具體位置準(zhǔn)確無(wú)誤，在隧道開(kāi)挖過(guò)程中需要在連接的部位設(shè)置凹槽。在初次混凝土噴射中，向凹槽中設(shè)置木楔，以此留出連接板的安裝位置。鋼架安裝時(shí)，如果混凝土層與鋼架間存在很大間隙，則需要按照1m的間隔距離設(shè)置預(yù)制塊，并在鋼架的背后通過(guò)噴漿填充。

（4）將鋼架安裝就位后，進(jìn)行位置誤差的檢查，允許偏差為：鋼架之間的距離偏差不能超過(guò)±100mm；鋼架在橫向上的偏差不能超過(guò)±50mm；鋼架高程偏差不能超過(guò)±50mm；垂直度偏差不能超過(guò)±2°；保護(hù)層厚度偏差不能超過(guò)-5mm。

4.4 濕噴混凝土

4.4.1 混凝土配制與運(yùn)輸

（1）混凝土配制使用具有計(jì)量功能的攪拌機(jī)，配料嚴(yán)格按照生產(chǎn)配合比控制，攪拌的時(shí)間應(yīng)達(dá)到1min以后。

（2）利用專(zhuān)門(mén)的運(yùn)輸車(chē)對(duì)混凝土進(jìn)行運(yùn)輸，做到隨運(yùn)隨拌。在噴射施工中，應(yīng)采用多臺(tái)運(yùn)輸車(chē)進(jìn)行交替運(yùn)輸，滿足連續(xù)噴射施工要求?；炷吝\(yùn)輸時(shí)，應(yīng)避免離析和坍落度發(fā)生變化。

4.4.2 混凝土噴射

（1）噴射施工應(yīng)分段和分層進(jìn)行，按照從下到上的順序控制，一般分段的長(zhǎng)度應(yīng)控制在6m以?xún)?nèi)。在噴射過(guò)程中，要先將低洼處整平，然后再按照以上順序進(jìn)行噴射。

（2）混凝土噴射的速度應(yīng)得當(dāng)，便于混凝土強(qiáng)度的形成。當(dāng)風(fēng)壓較大時(shí)，應(yīng)加快噴射的速度；而當(dāng)風(fēng)壓較小時(shí)，應(yīng)減慢噴射的速度。

（3）噴射過(guò)程中噴嘴需要和圍巖表面保持一定距離，通常按80-150cm控制，角度盡量和圍巖表面垂直，可以有傾斜，但夾角必須達(dá)到70°以上。

（4）為了加快施工效率，并保證施工質(zhì)量，可采取分片進(jìn)行的方法施工，每片的長(zhǎng)度和寬度一般為2m、1.5m。

5 二次襯砌

5.1 仰拱施工

（1）現(xiàn)場(chǎng)測(cè)放，根據(jù)內(nèi)軌的頂部標(biāo)高對(duì)仰拱基坑底部實(shí)際標(biāo)高進(jìn)行計(jì)算。

（2）用挖掘機(jī)進(jìn)行開(kāi)挖施工，在機(jī)械設(shè)備無(wú)法到達(dá)的地方使用人工進(jìn)行開(kāi)挖。

（3）對(duì)仰拱的接頭進(jìn)行鑿毛處理，并嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行仰拱鋼筋的安裝，同時(shí)預(yù)留和邊墻之間的連接鋼筋。

（4）經(jīng)自檢確認(rèn)合格后，由監(jiān)理工程師作隱蔽檢查和驗(yàn)收，將混凝土運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)后并通過(guò)檢查合格后，開(kāi)始澆筑和振搗施工。

5.2 拱墻施工

拱墻的二襯利用臺(tái)車(chē)進(jìn)行鋼模板施工，用攪拌車(chē)運(yùn)輸混凝土，用注漿泵進(jìn)行灌注，同時(shí)用振搗棒進(jìn)行振搗。澆筑必須做到左右對(duì)稱(chēng)，避免臺(tái)車(chē)發(fā)生偏移?；炷恋纳a(chǎn)由具有計(jì)量功能的拌和機(jī)完成，同時(shí)應(yīng)充分考慮低溫施工要求，保證混凝土施工質(zhì)量。

5.3 鋼筋工程施工

（1）鋼筋加工必須滿足相關(guān)設(shè)計(jì)要求，對(duì)于受力鋼筋，其順長(zhǎng)度方向上的長(zhǎng)度偏差不能超過(guò)±10mm，對(duì)于彎起鋼筋，起彎折處的位置偏差不能超過(guò)20mm，對(duì)于箍筋，其內(nèi)凈尺寸偏差不能超過(guò)±3mm。

（2）鋼筋的接頭必須設(shè)置在應(yīng)力相對(duì)較小的部位，同時(shí)應(yīng)保持分散。在相同截面中配置的受力鋼筋，其接頭面積應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

（3）當(dāng)采用電弧焊進(jìn)行焊接時(shí)，應(yīng)單面搭接焊接，此時(shí)焊接的長(zhǎng)度應(yīng)達(dá)到鋼筋直徑的10倍，在雙面搭接焊過(guò)程中，搭接的長(zhǎng)度應(yīng)達(dá)到鋼筋直徑的5倍，對(duì)于焊縫的寬度，應(yīng)達(dá)到鋼筋直徑的0.8倍以上，同時(shí)不能小于10mm，而焊縫的高度應(yīng)達(dá)到鋼筋直徑的0.3倍以上，同時(shí)不能小于4mm。

6 結(jié)束語(yǔ)

目前本隧道工程已經(jīng)順利完成，經(jīng)檢查，隧道施工質(zhì)量合格，施工過(guò)程中軟弱圍巖經(jīng)有效加固處理始終處在安全穩(wěn)定的狀態(tài)，說(shuō)明以上施工方法合理可行，值得其它工程參考借鑒，提高軟弱圍巖隧道施工技術(shù)水平。