薛旭濤 徐 杰 艾姣姣 孟凡凱 馬曉君

1.中建四局第一建筑工程有限公司 廣州 510800 2. 中國建筑第四工程局有限公司 廣州 510000

0 引言

我國鐵路、公路工程隧道穿越惡劣地質條件的情況時有發(fā)生，尤其是在貴州地區(qū)，多為山地，在此修筑隧道經常會受到圍巖條件差的影響，施工難度大，因此加大順層地質條件下隧道施工技術的研究，對于提升鐵路、公路施工質量具有十分重要的意義。正習高速公路是貴州省“六橫七縱八聯”高速公路規(guī)劃網“一橫”德習高速公路的重要組成部分，也是遵義市骨架高速公路規(guī)劃網的主要路段，全長約130.059km，雙向四車道，設計時速80km/h。

天鵝穴隧道是正習高速重點工程，進口位于坡度為30°左右的斜坡上，表層為強風化鈣質頁巖，下伏為中風化鈣質頁巖，基本無匯水條件，洞口開挖深度約6.50m，右線出口右側為長距離偏壓隧道，由于開挖處巖土工程性能差，遇水不穩(wěn)定，隧道施工需考慮坍塌、邊坡失穩(wěn)等隱患。綜合考慮決定在洞口前16m采用環(huán)形開挖留核心土法，超前大管棚支護的形式施工。

1隧道偏壓處治方案

天鵝穴隧道洞口處圍巖軟弱，由于順層地質的特性，采用錨桿注漿的加固措施對洞口處邊坡加固，加固效果有限，部分位置出現滑坡現象。

針對前期施工出現的問題，考慮到貴州當地的巖質本身特有的物理力學特性，以及施工過程中巖質的變化，決定采用組合加固措施對洞口進行加固，主要措施如下：

①左線明洞加長12m至ZK126+995，洞門形式不變，洞頂進行覆土回填，消除左線隧道右側邊坡仰坡轉角處洞頂孤石掉落的安全隱患；

②右線隧道YK126+976.5-YK127+008段洞內二襯混凝土受力鋼筋由原設計φ20調整為φ25，增強二襯抗偏壓能力；

③左線右側ZK126+995-ZK127+018洞門間增設混凝土邊坡擋墻，坡比1:0.25，高度5m，擋墻與巖層間設聯系筋，墻頂以下2m范圍內采用耕植土回填，其余部分采用C20片石混凝土回填，減少隧道偏壓。

2 進洞施工

2.1 邊仰坡開挖及防護

做好防排水系統后，根據設計圖紙和放樣結果，自上而下分層開挖，邊開挖邊支護。仰坡采用1：0.75放坡，邊坡采用1:0.5～1:1，石方采用人工手持風鎬配合挖掘機開挖；較大孤石或硬質石頭采用緩膨脹炸藥破碎。禁止采用大爆破，必要時采用松動控制爆破。

坡面設3.5m長Φ22或Φ25砂漿錨桿，梅花形布置，間距1.2m，掛φ8鋼筋網，網格間距20×20cm，表面施作10cm厚C20噴射砼。

2.2 明洞施工

洞口段開挖到隧底標高后，進行地基承載力試驗，當地基承載力達到要求時方可進行下道工序施工；若基底地基承載力達不到設計要求，采用M7.5漿砌片石或C20片石砼換填，驗收合格后方可進行仰拱施工。明洞基礎承載力不小于250KPa。施工時需注意以下幾點：①仰拱應結合拱墻抓緊進行，使結構盡快封閉；②仰拱澆筑前應清除積水、雜物、虛渣等，并施作混凝土墊層后進行鋼筋施工；③仰拱模板使用仰拱移動模架，模板的平整度、剛度應符合要求，砼澆筑時要振搗密實；④仰拱施工前，超挖在允許范圍內時，應采用與襯砌相同等級的砼進行澆注；超挖大于規(guī)定時，應按設計要求回填，不得用洞渣隨意回填，嚴禁片石侵入仰拱斷面；⑤仰拱砼達到設計強度的70%以上后，仰拱回填混凝土；⑥仰拱及仰拱回填施工時，注意按設計要求埋設縱橫向排水設施。

2.3 環(huán)形開挖預留核心土法暗洞施工

1)施工工序：超前支護→上部弧形導坑開挖→弧形導坑初期支護→左右邊墻交錯開挖→邊墻初期支護→核心土開挖→仰拱及其回填施工→拱、墻防水層及二襯。

2)基本施工順序見圖。

圖1 環(huán)形開挖預留核心土法示意圖

1、依次上環(huán)形導坑開挖Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ

2、施作上環(huán)形導坑初期支護①；

3、邊墻交錯開挖V、VI；

4、邊墻初期支護②、③；

5、核心土開挖IV；

6、跳槽開挖下斷面Ⅵ；

7、仰拱施工④；

8、仰拱回填施工⑤；

9、二次襯砌施工⑥。

3) 施工注意事項：

①左右邊墻導坑交錯開挖，初期支護緊跟開挖，交錯落底，避免上斷面兩側拱腳同時懸空，單側每次落底長度視圍巖情況而定，一般情況下不大于2m；

②施工中應加強監(jiān)控量測，根據圍巖變化及量測信息指導隧道開挖施工，若圍巖等級與設計不符，應立即上報并調整施工方案。

3數據分析及應用

1)量測數據采用時態(tài)曲線和回歸分析法，對圍巖穩(wěn)定性、支護結構狀態(tài)做出分析。

2)發(fā)現數據異常，及時發(fā)出警報，并暫停開挖，加大監(jiān)控量測頻率，上報相關單位，待恢復穩(wěn)定后方可繼續(xù)施工。

3)對隧道的實時監(jiān)控量測能很好地反應施工中隧道圍巖和支護的一個狀態(tài)，總而保證隧道施工的安全穩(wěn)定，也能通過數據反應出的異常合理調整支護工藝。

4 結語

1）順層地質條件下偏壓隧道施工進洞處，應對洞口邊坡進行針對性加固，采用組合加固的形式會取得更好的效果。2）對于軟弱圍巖，隧道在挖掘時使用環(huán)形開挖預留核心土法施工，降低施工風險，提高隧道施工質量。3）通過對復雜地質條件下偏壓隧道施工技術進行理論研究和實際應用，研究出切實可行的施工技術來解決施工時的安全問題和質量問題，建立適用于貴州地區(qū)丘陵地形的淺埋偏壓隧道施工的經驗總結，為之后的類似項目提供相關指導。