祝傳旭

中鐵二十局集團(tuán)第四工程有限公司，山東 青島 266100

蒙華鐵路麻科義隧道1#斜井與正洞交界里程為DK360+500，主要承擔(dān)其正洞大小里程方向各施工1000m的任務(wù)。根據(jù)實(shí)際的考察發(fā)現(xiàn)，其周圍圍巖的實(shí)際情況主要為砂泥巖互層，并伴有多股水滲出，因此施工的地質(zhì)條件較差，而在拱部下1～3m都為粉質(zhì)黏土，使得在施工中需要對(duì)巖石部分進(jìn)行爆破處理。同時(shí)，在對(duì)土質(zhì)進(jìn)行處理時(shí)需使用挖掘機(jī)進(jìn)行挖掘處理，要預(yù)留出5～10cm的距離進(jìn)行人工方式的開(kāi)挖。文章主要分析土石分界淺埋段落施工技術(shù)。

1 施工技術(shù)要點(diǎn)

1.1 圍巖的分層要點(diǎn)

在處理圍巖情況時(shí)，其施工的基本順序主要為三臺(tái)階施工。

上臺(tái)階主要為粉質(zhì)黏土，在砂質(zhì)老黃土與泥巖互層方面呈現(xiàn)出空隙發(fā)育的特征，以高角度節(jié)理發(fā)育；而在土石交界處，由于滲水的情況較多，經(jīng)常會(huì)在圍巖處理環(huán)節(jié)出現(xiàn)一定的坍塌問(wèn)題。

中臺(tái)階施工主要是在土石交界面的位置，由于裂隙發(fā)育，巖面的交界處十分容易出現(xiàn)滲水現(xiàn)象，在沒(méi)有完成初期支護(hù)前可能發(fā)生一定程度的坍塌問(wèn)題。

下臺(tái)階以及仰拱的部分，則是泥巖夾砂巖，裂隙較發(fā)育并伴隨股狀水流出。

1.2 開(kāi)挖支護(hù)要點(diǎn)

進(jìn)行開(kāi)挖支護(hù)時(shí)，需要基于管超前、短進(jìn)尺、少擾動(dòng)、強(qiáng)支護(hù)以及早成環(huán)的方式進(jìn)行施工。隨著施工的進(jìn)行，要合理控制步距。上臺(tái)階的長(zhǎng)度應(yīng)控制在3～5m，在爆破開(kāi)挖的過(guò)程中要采取一定的保障措施，減少爆破產(chǎn)生的震動(dòng)對(duì)周邊圍巖的影響，這就需要在上臺(tái)階步距的控制階段，對(duì)其進(jìn)行一定程度的延長(zhǎng)，但是總體上需控制在6m以下。中臺(tái)階則需控制在5m以下。下臺(tái)階及仰拱需同時(shí)施工，快速封閉成環(huán)。在整個(gè)開(kāi)挖及初期支護(hù)的安全步距控制上，需嚴(yán)格控制在2倍洞徑以下。

爆破開(kāi)挖時(shí)，需要有機(jī)械開(kāi)挖進(jìn)行配合操作，同時(shí)在完成開(kāi)挖處理后，還需要及時(shí)進(jìn)行支護(hù)作業(yè)。在拱架安裝的過(guò)程中要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求的間距進(jìn)行施工，但要注意控制在0.6m以下。

對(duì)于地質(zhì)為土石互層以及粉質(zhì)黏土的圍巖，要采取弱爆破方式處理，控制爆破的震動(dòng)對(duì)周邊圍巖的影響，這就需要根據(jù)圍巖的變化情況對(duì)爆破參數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。在進(jìn)行支護(hù)施工的過(guò)程中，對(duì)于這種軟弱圍巖要遵循“寧強(qiáng)勿弱”的原則，提高支護(hù)強(qiáng)度，使用H230四肢格柵拱架，并保障間距控制在0.6m以下。施工超前小導(dǎo)管時(shí)，則要保證超前小導(dǎo)管的間距、長(zhǎng)度及搭接長(zhǎng)度能有效地控制拱部圍巖掉塊、坍塌，施工范圍一般控制在拱部120°范圍內(nèi)，在保障施工安全的前提下，也可根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的圍巖情況適當(dāng)加大范圍。

施工人員要嚴(yán)格控制施工步距不超標(biāo)，可以先施工上、中臺(tái)階再施工下臺(tái)階及仰拱，也可上、中、下臺(tái)階共同開(kāi)挖支護(hù)。在這樣的施工方式下，可以有效保障施工建設(shè)的合理步距，同時(shí)也可以保障施工項(xiàng)目的安全以及施工進(jìn)度的合理控制效果。

在圍巖較為穩(wěn)定的情況下，在上、中臺(tái)階開(kāi)挖支護(hù)時(shí)，可以進(jìn)行兩榀拱架的施工；而在下臺(tái)階及仰拱施工時(shí)，可在開(kāi)挖支護(hù)的過(guò)程中安裝四榀拱架，這樣可以迅速地封閉成環(huán)。開(kāi)挖時(shí)，要依據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，對(duì)其炮眼間距及單孔裝藥量進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。

1.3 仰拱、二襯及沉降要點(diǎn)

進(jìn)行隧道底部的開(kāi)挖支護(hù)時(shí)，還需要在完成初期支護(hù)施工后及時(shí)進(jìn)行仰拱的澆筑工作，以便填充混凝土，從而進(jìn)一步提高施工的安全等級(jí)。需要注意的是，仰拱以及填充應(yīng)分開(kāi)澆筑，以充分保障混凝土的施工質(zhì)量。

在隧道施工中，超前地質(zhì)預(yù)報(bào)及監(jiān)控量測(cè)是重要的工作。在進(jìn)行土石結(jié)合圍巖類型的隧道沉降觀測(cè)時(shí)，需要充分保障監(jiān)控量測(cè)點(diǎn)布置的及時(shí)性，以便第一時(shí)間對(duì)圍巖的變形情況進(jìn)行監(jiān)控。布置位置及間距時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照監(jiān)控量測(cè)方案的要求進(jìn)行。在上臺(tái)階安裝拱架的同時(shí)，需要針對(duì)拱頂位置埋設(shè)一個(gè)沉降觀測(cè)點(diǎn)，在拱腳處就要埋設(shè)第一組收斂觀測(cè)點(diǎn)；而在中、下臺(tái)階的施工過(guò)程中，要在拱腳的位置埋設(shè)第二組收斂觀測(cè)點(diǎn)。在進(jìn)行沉降量的觀測(cè)時(shí)，還需合理控制監(jiān)控次數(shù)，確保每天的觀測(cè)頻率不少于1次。對(duì)于重點(diǎn)的監(jiān)控區(qū)段，應(yīng)增加觀測(cè)的頻次，以便及時(shí)獲得準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息。對(duì)于隧道中壓力最大的位置，同時(shí)也是隧道投入使用后十分容易發(fā)生變形的位置，需要進(jìn)行詳細(xì)的觀測(cè)，使相關(guān)工作人員可以及時(shí)掌握實(shí)際的形變情況。

2 施工控制措施

項(xiàng)目施工的過(guò)程中，為了保障淺埋段順利實(shí)現(xiàn)施工目標(biāo)，同時(shí)保障施工中不會(huì)出現(xiàn)塌方、地表房屋損壞等諸多的問(wèn)題，就需要合理控制爆破。開(kāi)挖隧道時(shí)，由于對(duì)山體進(jìn)行了一定的改變，因而會(huì)對(duì)其中的內(nèi)摩擦角以及摩擦系數(shù)造成一定的影響，其拱頂會(huì)受到一定的壓力，隨著周圍兩側(cè)圍巖的開(kāi)挖，要嚴(yán)格控制超欠挖，使其受到的不均勻剪力達(dá)到最小值。在傳統(tǒng)的施工建設(shè)過(guò)程中，采用的施工原則是基于圍巖穩(wěn)定性，降低圍巖所受到擾動(dòng)的角度。在進(jìn)行施工建設(shè)的過(guò)程中，不僅要對(duì)圍巖的擾動(dòng)強(qiáng)度方面進(jìn)行考量，還需要考慮震動(dòng)所發(fā)生的頻率，要根據(jù)工程實(shí)際情況進(jìn)行具有針對(duì)性的調(diào)整，有效提高施工建設(shè)的質(zhì)量，確保施工的合理性。

2.1 進(jìn)尺控制

施工建設(shè)過(guò)程中，還需要合理控制進(jìn)尺，使導(dǎo)管有著較長(zhǎng)的尺寸，并降低擾動(dòng)的效果，同時(shí)在施工現(xiàn)場(chǎng)的周邊進(jìn)行環(huán)境方面的管控和檢測(cè)，以便順利開(kāi)展支護(hù)施工。

控制圍巖擾動(dòng)時(shí)，采用的導(dǎo)爆管要能對(duì)起爆網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行充分的優(yōu)化，同時(shí)在進(jìn)行上、中臺(tái)階的處理時(shí)，分為不同的爆區(qū)，并要延緩起爆，以減少震動(dòng)對(duì)周邊圍巖的擾動(dòng)，這就需要在實(shí)際的施工建設(shè)中，確保爆區(qū)的合理劃分。

2.2 隧道掘進(jìn)控制

隧道掘進(jìn)時(shí)，其產(chǎn)生的擾動(dòng)效果是由爆破過(guò)程中所產(chǎn)生的地震波形成的。在這樣的擾動(dòng)影響下，就需要在其強(qiáng)度以及頻率方面進(jìn)行有效控制，強(qiáng)度一旦過(guò)大，就會(huì)對(duì)圍巖造成較為嚴(yán)重的擾動(dòng)效果。因此，圍巖在產(chǎn)生擾動(dòng)時(shí)，其產(chǎn)生的累計(jì)疊加效果需得到有效的控制。在傳統(tǒng)的施工模式下，采用的施工方式基本上都是在寬度為12m的位置上進(jìn)行定點(diǎn)的爆破處理，而在最大藥量的設(shè)置上，往往需要對(duì)不同的起爆區(qū)進(jìn)行合理的控制。此階段的施工建設(shè)由于涉及起爆工作，要格外重視施工中的安全問(wèn)題，還要安全且有效地使用起爆裝置。

2.3 超前小導(dǎo)管長(zhǎng)度控制

設(shè)置超前小導(dǎo)管時(shí)，要確保長(zhǎng)度在3.5m以上。在密實(shí)的粉質(zhì)黏土中，小導(dǎo)管的搭接長(zhǎng)度需控制在1m以上，使其可以很好地承擔(dān)起導(dǎo)管兩端的實(shí)際承載力。在淺埋地段的超前小導(dǎo)管以及短管棚的施工過(guò)程中，需要承載更大的垂直方向的壓力，因此短管棚需要施作31根，同時(shí)環(huán)向間距控制在0.4m以下，在管棚施工段內(nèi)輔以小導(dǎo)管施工，在隧道拱頂軸線的位置上，可向兩側(cè)1m的范圍內(nèi)延伸，縮短小導(dǎo)管的施工間距，從而讓間距從原本的0.4m轉(zhuǎn)變?yōu)?.2m，盡可能地提升拱部的承載力，管棚施工現(xiàn)場(chǎng)圖見(jiàn)圖1。另外，還需要重視施工的安全性，使施工人員可以在安全合理的環(huán)境下進(jìn)行高效率的施工建設(shè)，只有這樣才能確保施工人員準(zhǔn)確控制超前小導(dǎo)管的長(zhǎng)度。

圖1 管棚施工現(xiàn)場(chǎng)圖

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，文章主要針對(duì)現(xiàn)階段隧道土石分界圍巖淺埋施工技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的研究及分析，從圍巖的分層、開(kāi)挖支護(hù)以及仰拱、二襯及沉降方面詳細(xì)論述了施工的技術(shù)要點(diǎn)，并提出了進(jìn)尺控制、隧道掘進(jìn)、超前小導(dǎo)管長(zhǎng)度控制的施工控制措施。施工企業(yè)應(yīng)重視施工中的技術(shù)要點(diǎn)，從而保障施工項(xiàng)目的質(zhì)量及安全。