蔡 爽

招商局重慶交通科研設(shè)計院有限公司 重慶 400060

前言

現(xiàn)如今，城市化發(fā)展進(jìn)程不斷加快，交通工程建設(shè)數(shù)量以及建設(shè)規(guī)模均不斷增加。在進(jìn)行高速公路隧道施工中，地質(zhì)條件會對工程建設(shè)的順利進(jìn)行產(chǎn)生較大影響。我國為多山地國家，膨脹性泥巖分布范圍十分廣泛，在進(jìn)行膨脹泥巖隧道施工中，可能會遇到滑坡以及其他地質(zhì)災(zāi)害問題[1]，對此，必須對膨脹泥巖隧道施工技術(shù)要點進(jìn)行詳細(xì)探究，保障工程建設(shè)的順利進(jìn)行，提升工程建設(shè)效益。

1 膨脹性泥巖特性分析

泥巖是一種致密的黏土礦物，呈現(xiàn)為厚層狀，一般情況下節(jié)理發(fā)育程度不高。在施工中，若擾動嚴(yán)重，則會造成巖石體積膨脹，強(qiáng)度大幅下降，嚴(yán)重時會發(fā)生崩解。泥巖中有沙性夾層，相互交錯，節(jié)理發(fā)育表現(xiàn)不顯著，黏結(jié)性能較差，爆破后會出現(xiàn)明顯的裂縫。在隧道工程施工中，如果地質(zhì)條件為膨脹性泥巖，則在進(jìn)行泥巖處理施工中，應(yīng)該綜合考慮大氣環(huán)境、地下水因素對于隧道施工的影響，注意采用防排水施工技術(shù)，加強(qiáng)地質(zhì)治理，保證隧道施工的安全進(jìn)行。

2 工程概況

某高速公路隧道工程為曲墻圓拱形結(jié)構(gòu)的斷面形式，該隧道工程地質(zhì)條件為膨脹性泥巖。該隧道工程最大凈寬為4.6m，最大凈高為6.2m。

3 高速公路膨脹性泥巖隧道施工技術(shù)

3.1 光面爆破施工

（1）炮眼直徑及不耦合系數(shù)

根據(jù)地質(zhì)與圍巖條件的特殊性，綜合考慮鑿巖機(jī)性能、鉆孔數(shù)目、鉆孔效率以及單位炸藥的消耗量等爆破器材[2]，以及隧道斷面和塊度的相關(guān)要求，保證周邊圍堰結(jié)構(gòu)為穩(wěn)定狀態(tài)的前提下，結(jié)合以往的建設(shè)經(jīng)驗，在本次爆破施工中，爆破參數(shù)確定為：炮眼直徑D=42mm，藥卷直徑d=28mm，不耦合系數(shù)r=1.5。

（2）炮眼的深度

全斷面一次爆破炮眼深度和隧道開挖斷面的寬度密切相關(guān)，通常會依據(jù)現(xiàn)場的地質(zhì)條件和技術(shù)人員的工作經(jīng)驗進(jìn)行合理設(shè)置，取用L=（0.5～0.7）B，其中B為開挖段面的寬度（B=4.6m）。為加快隧道的掘進(jìn)速度，同時保證循環(huán)班次，依據(jù)鑿巖臺車的配置標(biāo)準(zhǔn)確定炮眼深度為3.0m。

（3）炮眼的數(shù)量

依據(jù)現(xiàn)場的勘測數(shù)據(jù)確定本次爆破選用巖石粉狀乳化炸藥，炸藥單耗量q為1.0kg/m3、炸藥密度ρ0為0.9g/cm3、炸藥爆速度v=3400m/s。

（4）光面爆破炮孔形式

在本次隧道光面爆破施工過程中，可以將炮孔分為三個組成部分，如圖1所示，即3段掏槽孔、15段周邊孔、5/7/9/13段為輔助孔，另外還有11段底板孔。

圖1 炮孔的布置全斷面圖

3.2 施工通道布置

為了便于隧道工程施工，采用無軌運(yùn)輸施工方式。在左線道床板和線間采用“枕木+沙袋+鋼板”鋪設(shè)的便道作為運(yùn)輸通道。

3.3 超前支護(hù)

在施工中，利用12m的R51自進(jìn)式錨桿與6m的小導(dǎo)管搭建支護(hù)結(jié)構(gòu)。相鄰管架的環(huán)向間距控制在0.8m左右。在地上水發(fā)育階段，自進(jìn)式錨桿和小導(dǎo)管的水泥漿注入選用水泥漿和玻璃雙液[3]，其中該項目使用的水泥漿水灰比控制標(biāo)準(zhǔn)為0.5。

3.4 支護(hù)施工

對于膨脹性泥巖隧道施工來說，采用鋼結(jié)構(gòu)、網(wǎng)結(jié)構(gòu)、錨的結(jié)合支護(hù)方式。鋼材選用Ⅰ20b工字鋼，鋼材間距以50cm為宜，對于鋼結(jié)構(gòu)，為了避免在進(jìn)行支護(hù)施工中，其發(fā)生下沉問題，還需要在其底部設(shè)置混凝土墊塊結(jié)構(gòu)，除此以外，需利用R51的12m中空錨桿對隧道的拱腳及拱腰處進(jìn)行處理。

3.5 仰拱施工

仰拱鋼端模是按照線路中心進(jìn)行對稱布置的，由六塊組成，結(jié)構(gòu)如圖2所示。D1塊依據(jù)仰拱斷面設(shè)計方案進(jìn)行拼裝，為仰拱模板；D2塊依據(jù)仰拱填充斷面設(shè)計方案進(jìn)行拼裝，為仰拱填充模板，模板中需預(yù)留出寬度為2cm的環(huán)向止水帶槽口，通過槽鋼背帶將上下兩層的鋼模板連接在一起。在預(yù)留槽口的下方安裝合頁式卡具，使得環(huán)網(wǎng)止水帶穩(wěn)固，而止水帶的埋深不得大于止水帶寬度的50%。D3塊依據(jù)矮邊墻斷面設(shè)計方案進(jìn)行拼裝，為矮邊墻端模。矮邊墻側(cè)模拼裝材料為塑料模板，一端設(shè)置于已完成澆筑混凝土仰拱頂面上，另一端固定于D2塊頂部位置，其間需架設(shè)支撐結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)由鋼筋組成，間隔距離為1m?？v向止水帶是通過L75角鋼與U形開具進(jìn)行固定的，角鋼的一端固定在已澆筑的混凝土矮邊墻上，另一端固定于矮邊墻端模D3塊上，中間需予以鋼筋支撐，間隔距離為2m。通過角鋼可確定縱向止水帶的埋深、位置和高度符合設(shè)計要求，也可作為混凝土澆筑頂面標(biāo)高控制標(biāo)準(zhǔn)。

圖2 仰拱鋼端模大樣

3.6 二次襯砌

在二次襯砌施工中，首先拆除臨時支護(hù)，嚴(yán)格遵循自上而下的拆除原則，第一，采用風(fēng)鎬將支護(hù)上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行鑿除，第二，采用液壓破碎頭對其下部結(jié)構(gòu)進(jìn)行鑿除。其次，進(jìn)行基面處理，其工程標(biāo)準(zhǔn)要求必須達(dá)到堅實，并沒有雜物影響，基面施工工序主要包括注漿施工、開挖施工、基面突出物割除、基面抹平等過程。在回填注漿施工中，為了提升施工效率，可以采用集中注漿施工技術(shù)或者系統(tǒng)注漿施工技術(shù)，其中，前者指的是應(yīng)用初支背后預(yù)埋回填注漿管回填注漿，而如果在襯砌施工中，局部出現(xiàn)漏水現(xiàn)象，則對于滲漏點，可以采用集中注漿施工方式。注漿施工完成后，即可進(jìn)行堵漏施工。如果漏水點比較大，則可以采用引管堵塞的方式，對此，需要鑿除周圍區(qū)域，形成一個錐形槽，清洗干凈后將引流管置于槽內(nèi)，并用快硬泥漿封實，進(jìn)而使得漏水從引流管中流出。對于基面突出物，可以進(jìn)行割除處理。最后，還需要進(jìn)行基面抹平。

4 結(jié)束語

綜上所述，在隧道工程施工中，膨脹泥巖屬于不良地質(zhì)條件，在進(jìn)行膨脹泥巖隧道工程施工中，必須注意重視仰拱施工，優(yōu)化隧道工程斷面形式，保障隧道仰拱穩(wěn)定性，在膨脹巖隧道仰拱施工，須嚴(yán)格控制施工用水，加強(qiáng)仰拱底部開挖深度、弧度控制。另外，還應(yīng)該注意的是，由于膨脹巖隧道仰拱變形的潛伏期較長，因此，隧道工程施工完成后，還應(yīng)該加強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)裂縫檢查以及排水檢查，保障隧道運(yùn)行安全。