摘要：軟弱圍巖給隧道施工帶來了諸多挑戰(zhàn)，如地層松散、水土條件復(fù)雜等。本文通過對軟弱圍巖隧道明洞施工技術(shù)的分析，探討了其關(guān)鍵問題和解決方案，針對這些問題采用了一系列創(chuàng)新的施工技術(shù)，根據(jù)具體工程項目介紹了軟弱圍巖隧道明洞施工方法，包括明洞襯砌施工、明洞防排水施工、洞門施工及洞門回填，經(jīng)工程實踐表明，創(chuàng)新技術(shù)的應(yīng)用提高了隧道施工過程的安全性和作業(yè)效率。

關(guān)鍵詞：隧道工程；軟弱圍巖；襯砌施工；明洞施工

中圖分類號：U453.6""""""""""""""""""""""""""""""" 文獻標(biāo)識碼：A"""""""""""""nbsp;"""""""""""""""""""" 文章編號：1673?6478（2023）S1?0072?04

0 引言

隧道工程在施工過程中，由于地質(zhì)構(gòu)造的原因經(jīng)常會遇到軟弱圍巖，其主要特點包括地層松散、巖石強度低、地下水豐富等，給隧道工程的施工質(zhì)量和安全保障帶來了諸多困難。因此，本文旨在對軟弱圍巖隧道明洞施工技術(shù)進行深入分析，就當(dāng)前常用的軟弱圍巖隧道明洞施工方法，包括預(yù)支護法、分段開挖法和注漿加固法等，結(jié)合多種施工技術(shù)手段，旨在提高軟弱圍巖施工過程中的施工安全和質(zhì)量保證。

1 工程概述

1.1 項目基本情況

臨臨高速公路項目中的車場隧道工程位于沂源縣車場村東800m處，為雙向六車道分離式中隧道。隧道工程采用錨噴混凝土作為初期支護，以模筑防水混凝土作為二次襯砌的復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)。

經(jīng)工程地質(zhì)調(diào)繪及勘探揭露，隧址區(qū)出露和揭露地層為第四系殘坡積層（Q3dl+el）及混合巖（Gn?γ）花崗片麻巖地層、寒武系（∈）頁巖、灰?guī)r夾泥灰?guī)r薄層。具體圍巖分級如表1所示。

1.2 地層巖性特征

隧址區(qū)出漏和揭露地層為第四系殘坡積層（Q3dl+el）及寒武系地層，簡單分述如下。

（1）第四系上更新統(tǒng)殘、坡積物地層（Q3dl+el）

發(fā)育于剝蝕低山丘陵區(qū)沖溝內(nèi)溝底及坡腳處，主要為粉質(zhì)黏土及碎石土等，場區(qū)分布較少。

粉質(zhì)黏土層：黃褐色，硬塑，切面較粗糙，無光澤反應(yīng)，中等干強度，中等韌性，土質(zhì)不均，局部含砂礫及碎石，表層見植物根系，承載力基本容許值為140～180kPa。

碎石土層：雜色，稍密～密實，母巖成分為灰?guī)r夾泥灰?guī)r、頁巖、花崗片麻巖碎塊等，顆粒呈棱角形及次棱角形，磨圓度較差，顆粒粒徑大小不均，級配較好，由粉質(zhì)黏土充填，承載力基本容許值為400～800kPa。

（2）古生界寒武系沉積巖地層（∈）

強風(fēng)化頁巖：灰黃色，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，主要礦物成分為黏土礦物，節(jié)理裂隙很發(fā)育，巖芯多呈碎塊狀，局部呈少量短柱狀，局部夾灰?guī)r薄層，錘擊易碎，承載力基本容許值為400～600kPa。中風(fēng)化頁巖：淺灰～青灰色，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，主要礦物成分為黏土礦物，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖芯呈短柱狀及餅狀，局部破碎呈碎塊狀，夾灰?guī)r薄層，承載力基本容許值為600～1"000kPa。

強風(fēng)化灰?guī)r：淺灰～灰黃色，隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，主要礦物成分為方解石等，節(jié)理裂隙很發(fā)育，局部溶蝕裂隙發(fā)育，巖芯多呈碎塊狀，局部呈少量短柱狀，錘擊較易碎，局部夾泥灰?guī)r薄層，承載力基本容許值為500～800kPa。

中風(fēng)化灰?guī)r：青灰色，隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，主要礦物成分為方解石等，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖芯呈短柱狀，局部破碎呈碎塊狀，局部溶蝕裂隙發(fā)育，溶蝕裂隙面見黃褐色充填物，夾泥灰?guī)r薄層，局部與頁巖互層，承載力基本容許值為1"000～1"500kPa。

（3）花崗片麻巖地層（Gn?γ）

全風(fēng)化花崗片麻巖：黃褐色，原巖結(jié)構(gòu)構(gòu)造基本破壞，取芯呈砂土狀，風(fēng)化不均，局部見少量強風(fēng)化碎塊，承載力基本容許值為300～350kPa。

強風(fēng)化花崗片麻巖：灰黃夾棕紅色，粗粒變晶結(jié)構(gòu)，片麻狀構(gòu)造，主要礦物成分為石英，長石等，節(jié)理裂隙很發(fā)育，取芯呈砂礫狀、碎塊狀及少量短柱狀，錘擊聲較悶，較易碎，承載力基本容許值為500～1"000kPa。

中風(fēng)化花崗片麻巖：棕紅色，粗粒變晶結(jié)構(gòu)，片麻狀構(gòu)造，主要礦物成分為石英，長石等，節(jié)理裂隙發(fā)育，取芯呈柱狀、短柱狀及少量碎塊狀，錘擊聲脆，不易碎，承載力基本容許值為1"200～2"500kPa。

2 施工方案

工程施工需做好相關(guān)準(zhǔn)備工作，其核心是為了確保工程施工的安全、高效，關(guān)鍵原則包括充分勘察與設(shè)計，確保施工方案科學(xué)可行，以及工程的順利展開[1]。

2.1 明洞仰拱施工技術(shù)

進行明洞仰拱施工時，明洞仰拱與仰拱填充混凝土全幅分段澆筑，仰拱與仰拱之間的填充不得同時澆筑，按照設(shè)計厚度一次澆筑成型，澆筑長度不大于9m。要注意的是在進行仰拱填充澆筑時兩邊需預(yù)留臨時水溝。仰拱及仰拱填充施工工藝流程如圖1所示。

2.2 明洞襯砌施工技術(shù)

（1）襯砌模板

明洞襯砌是在地下工程中為保障洞口穩(wěn)定所進行的內(nèi)壁加固工作。明洞襯砌模板是一種臨時性的模板系統(tǒng)，其要素包括耐壓鋼板或復(fù)合材料構(gòu)成的模板板材、支撐結(jié)構(gòu)（如鋼支架）、連接系統(tǒng)（如螺栓連接）、排水系統(tǒng)、操作平臺和安全設(shè)施。模板的設(shè)計和安裝需根據(jù)工程和地質(zhì)條件制定，確保施工過程中模板穩(wěn)定支撐，保證洞口內(nèi)結(jié)構(gòu)安全。此外，在進行模板拆除時也需要合理規(guī)劃，以免損害結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。明洞襯砌模板在地下工程中作用關(guān)鍵，可確保工程施工的安全、高效[3]。

（2）襯砌鋼筋

明洞襯砌施工中的明洞襯砌鋼筋是嵌入洞口內(nèi)壁混凝土中的鋼筋，用于提升結(jié)構(gòu)強度，防止出現(xiàn)裂縫，延長耐久性。襯砌鋼筋的作用是增加洞口內(nèi)壁的抗壓、抗彎和抗拉性能，支撐模板，連接混凝土結(jié)構(gòu)，分散力量，確保施工安全和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。鋼筋的數(shù)量和規(guī)格需根據(jù)工程設(shè)計和地質(zhì)情況來確定，其正確地安裝和固定是施工的關(guān)鍵[4]。

（3）襯砌混凝土

襯砌混凝土是通過噴射或涂抹的方式，將混凝土均勻地施加在洞口內(nèi)壁上，以增加結(jié)構(gòu)的強度使洞口內(nèi)壁的抗壓、抗彎和抗拉能力得以顯著提升。這不僅確保了施工過程中的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，還為后續(xù)使用階段提供了更可靠的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)[5]。為確保效果，必須嚴(yán)格控制混凝土的配合比例、施工質(zhì)量以及與其他工程要素的協(xié)調(diào)。只有合理規(guī)劃并做好襯砌施工，才能夠達到預(yù)期的效果，確保后期工程的成功實施[6]。

為滿足混凝土澆筑及振搗的需要，在模板上豎向設(shè)置3～4個作業(yè)窗口，作業(yè)窗口縱向不大于3m，橫向不大于2.5m，窗口尺寸50cm 50cm，作業(yè)窗口周邊加強，防止變形，窗門平整嚴(yán)密不漏漿。澆筑時，混凝土自模板窗口灌入，由下向上、對稱分層澆筑，傾落自由高度不超過2.0m。在澆筑過程中，嚴(yán)格觀察模板、支架、鋼筋、預(yù)埋件和預(yù)留孔洞的情況，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有變形、移位時，及時采取措施進行加固處理[7]。

2.3 防排水施工技術(shù)

隧道明洞結(jié)構(gòu)防水采用雙層400g/m²的無紡布+1.5mm厚的EVA板組成柔性防水夾層，無紡布外，隧道拱背設(shè)環(huán)向50mm彈簧排水管，隧道側(cè)壁設(shè)與路面縱坡一致的縱向160mmHDPE雙壁打孔波紋管，排水管上部鉆間距為5cm的5mm孔，并呈梅花形布置。環(huán)向盲管與縱向排水管采用三通連接，通過每10m設(shè)置的160mm橫向排水管排至隧道中心排水溝。明洞與洞門端墻之間需涂刷遇水膨脹膠，然后覆蓋雙層400g/m²的無紡布+1.5mm厚的EVA板的防水層。

防水板的安設(shè)要正確選擇防水板材料、嚴(yán)格執(zhí)行安裝步驟并在安裝完成后進行測試，以確保排水時不會有滲透現(xiàn)象，更好地保障洞口結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和工程的順利施工[9]。此外，止水帶的安裝是防止地下水滲透的關(guān)鍵步驟。止水帶是一種具有防水功能的彈性材料，能夠緊密封閉洞口周圍，有效隔絕水的滲透，保護洞口結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。止水帶及其安裝如圖2和圖3所示。

2.4 洞門施工技術(shù)

車場隧道大小里程端洞門均為削竹式洞門。削竹式洞門在明洞襯砌完成、暗洞施工3個工序循環(huán)后，避開雨季，采用C40鋼筋混凝土適時進行施工。洞門基礎(chǔ)開挖時，土質(zhì)地段采用機械開挖，石質(zhì)地段采用松動爆破，人工清底?；A(chǔ)的部位尺寸、形狀埋置深度均按設(shè)計要求進行施工，基地承載力[] 300kPa。洞門墻內(nèi)外側(cè)采用HRB400鋼筋，豎向及水平鋼筋間距為20cm×20cm，主筋保護層厚度為5cm。內(nèi)外側(cè)鋼筋采用HPB300鋼筋連接，并布設(shè)成間距為20cm×20cm的梅花形狀。

1. 洞頂回填技術(shù)

明洞襯砌澆筑完成后，需進行基面處理，修鑿平整混凝土表面凹凸不平之處。處理防水層時，要先涂刷一層防水材料，再鋪設(shè)一層無紡布 +1.5mmEVA防水板 一層無紡布，并做2cm的M20砂漿保護層，以免回填土石方時破壞防水板[8]。施工完成后開始明洞端墻澆筑及明洞回填施工，如圖4和圖5所示。

回填時，在明洞兩側(cè)邊墻與兩側(cè)邊坡之間澆筑一層高7m的C15素混凝土。當(dāng)拱墻及仰拱混凝土強度達到設(shè)計強度的100%且C15素混凝土回填強度達到70%后，即可進行夯填碎石土施工。

3 結(jié)論

通過對臨臨高速公路車場隧道工程的軟弱圍巖隧道明洞施工技術(shù)分析，為解決軟弱圍巖環(huán)境下的隧道工程問題提供了重要的理論和實踐指導(dǎo)。通過不斷改進和應(yīng)用先進技術(shù)，能夠更好地應(yīng)對軟弱圍巖帶來的挑戰(zhàn)，確保隧道工程的安全、高效和可持續(xù)發(fā)展。

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