偏壓、小凈距隧道進洞該如何施工？

　　引言： 

 

　　中山頂隧道因地址地形原因，穿越區(qū)域雖巖層單薄，巖性單一，構(gòu)造簡單，但為高度角逆斷層，破碎帶中以碎裂巖為主體。受斷裂構(gòu)造帶及影響帶的影響較大，巖體破碎，裂隙發(fā)育，因此工程地質(zhì)條件較差，開挖易失穩(wěn)。

 

且中山頂隧道左右洞進口均位于直線上，隧道內(nèi)縱坡基本為單向坡，坡率為0.94%，僅出口段140米為逆向-0.5%坡。這就使隧道在開挖時容易造成洞口坍塌等安全問題。在隧道施工中，如何開展安全、快速、經(jīng)濟的偏壓、小凈距施工方案，已成為高等級公路建設(shè)的重大課題。 

 

 

　　1.1設(shè)計概況 

 

　　中山頂隧道左右洞進口都位于直線上，左洞出口位于半徑1800m的圓曲線上，右洞出口半徑為1850m。兩隧道設(shè)計間距離為17至25m范圍內(nèi)，距離較近。所以為小凈距隧道。為保證安全，施工前應(yīng)先施作截水天溝，在開挖邊仰坡，并作邊仰坡防護。搭建完長管棚后，再建設(shè)明洞防護，后開挖暗洞。 

 

　　1.2隧道地質(zhì) 

 

　　1）工程地質(zhì)。進出口圍巖巖層單薄，構(gòu)造簡單，以松散低液限粘土及強風(fēng)化泥巖為主，巖層產(chǎn)狀280°以上。中部圍巖為泥質(zhì)粉砂巖，屬于軟質(zhì)巖，巖體破碎，裂隙發(fā)育。下部基巖為灰?guī)r，仰坡由于覆蓋層厚度較大，巖體較破碎，為極強巖溶化巖組，施工條件差，開挖易失穩(wěn)。

 

局部地段較破碎，呈塊狀砌體結(jié)構(gòu)及塊石狀鑲嵌結(jié)構(gòu)。破碎帶中以碎裂巖為主體，隧道出口段位于F3斷層上盤，離斷層破碎帶較近，受斷裂構(gòu)造帶及影響帶的影響較大。經(jīng)分析層面及節(jié)理的不利組合對隧道開挖影響較大，開挖時易產(chǎn)生局部的塊石坍塌。 

 

　　2）水文地質(zhì)。中山頂隧道路線區(qū)熱帶、亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，受季風(fēng)影響，氣候溫暖濕潤，雨量充沛，夏季濕熱，多臺風(fēng)暴雨。所以中山頂隧道整體地段地下水豐富，且附近有三處泉眼，且有一處常年出水。因此局部地段在雨季施工時會產(chǎn)生涌水。仰坡由于覆蓋層厚度較大，巖體破碎，因此隧道工程地質(zhì)條件差，開挖易失穩(wěn)。仰坡低液限粘土在施工時應(yīng)全部清除，保證施工安全。 

 

 

　　2.1總體方案簡述。隧道出入口相向同時施工，左右洞進出口相對施工，即可同時有四個施工作業(yè)點，這樣可提高施工速度，加快工期。隧道為偏壓、小凈距工程，為確保施工安全，右側(cè)暗洞首先施工，待施工稍大于50米時，同側(cè)另一洞方進洞可施工。

 

并保持施工距離。施工時采用復(fù)合襯砌，以管棚、注漿小導(dǎo)管為超前支護，以錨桿、掛鋼筋網(wǎng)、濕噴混凝土等為初期支護，并輔以鋼拱架、中空注漿錨桿、自進式錨桿等支護措施，充分調(diào)動和發(fā)揮圍巖的自承能力，在監(jiān)控量測信息的指導(dǎo)下施作初期支護和二次模筑襯砌。施工期間以機械開挖為主、局部爆破為輔的開挖方式。人工利用作業(yè)臺架成孔裝藥、光面爆破的方式進行開挖。隧道出渣由挖掘機配合裝載機及自卸車運送。 

 

　　2.2部分具體方案 

 

　　1）隧道進洞前做好洞頂防護。隧道口地勢陡峭，上部有裸露的碎石和基巖，在施工時會產(chǎn)生較強震動，所以在進行施工前要首先清除危石，確保無巖石掉落。并對易出現(xiàn)碎石區(qū)進行圍欄防護。建議采用長矛桿或錨索加柔性網(wǎng)防護措施。并在洞口上方再次進行攔網(wǎng)設(shè)置。 

 

　　2）防排水設(shè)施。防排水設(shè)施包括兩部分，一部分是洞口上方要開挖防水溝，防止下雨時洞口上方坡地的雨水流如洞中。另一部分是在洞口布置排水管道。以防止雨水在洞口集聚。另外還要注意在雨季時洞內(nèi)滲水，需要要用水泵把洞內(nèi)水抽出。 

 

　　3）確保小凈距安全距離，做好偏壓段反壓回填。在施工中最小安全距離為左右通道相差50米。為確保進洞安全，需要對覆土層教薄弱段建造受力翼墻，采用水泥碎石混凝土進行反壓回填。若左線隧道洞口偏壓嚴(yán)重，且洞口加固工程量大，則需要優(yōu)選右側(cè)隧道先開挖，待開挖超過左線隧道暗洞施工處30米時，且右側(cè)支護結(jié)構(gòu)穩(wěn)定后，左方隧道方可開挖。右側(cè)偏壓嚴(yán)重時，施工原理相同。 

 

　　2.3施工方法和要領(lǐng) 

 

　　1）洞口工程開工前首先要清理好施工上方的碎石和基巖，開挖好防水排水溝。 

 

　　2）隧道開挖后首先應(yīng)檢驗地基承載力是否滿足設(shè)計要求，套拱施工時，先將鎖腳錨桿打入基巖并注漿，然后安裝鋼拱架一端于基巖內(nèi)，并檢查調(diào)整鋼拱架與孔口管準(zhǔn)確對齊，然后進行混凝土澆筑。初期支護、超前支護及徑向系統(tǒng)錨桿由人工利用多功能作業(yè)臺架、手持風(fēng)鉆成空、安設(shè)。人工利用器械安裝鋼筋網(wǎng)及腳手架，進行噴繪作業(yè)。 

 

　　3）確保鋼拱架兩腳之間的定位和連接，以及澆筑完混凝土后在回填以前將腳架處封閉，以確保兩腳之間的定位準(zhǔn)確，并能防止拱腳處積水。 

 

　　4）在以上工作完成后，施做防水隔水層，然后進行洞內(nèi)開挖。施工中要時刻關(guān)注周圍巖層情況，必要時可增加支撐拱或者建立受力翼墻。 

 

　　5）施工中如果圍巖情況較好，整體穩(wěn)固，具有較強的自穩(wěn)能力，則雙側(cè)壁導(dǎo)坑法可改為三臺階預(yù)留核心土法施工。雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工適用軟弱圍巖。當(dāng)巖質(zhì)較硬不易開挖時，可以采用爆破施工，在狹小的空間內(nèi)爆破時對臨時支撐桿和永久支護都有較大的影響。而且對山體表面和內(nèi)部結(jié)構(gòu)都會產(chǎn)生較大影響，會影響后期施工和安全性。 

 

　　6）爆破施工時，偏壓小凈距段隧道施工要遵循進尺長度為50cm，按照“短尺寸、弱爆破、勤測量、早封閉、多觀察”的原。嚴(yán)格控制爆破和進尺，施工中加強沉降和穩(wěn)定的監(jiān)控量測，及時反饋，為修改設(shè)計、優(yōu)化施工方案提供依據(jù)。

 

分塊開挖整個橫斷面，初期支撐應(yīng)近照形成封閉結(jié)構(gòu)。同排分塊開挖縱向間隔應(yīng)處于8至10米，上下分塊開挖間隔在10到15米之間。前期檢測要勤，到后期巖層穩(wěn)定后可適當(dāng)放緩檢測時間間隔。 

 

　　隧道拱部開挖循環(huán)進尺長度大約在50厘米左右，周邊眼間距也在50厘米左右。爆破裝置用巖石乳化炸藥、非典毫秒雷管、電雷管起爆，不耦合裝藥。拱部開挖一次性到位。偏壓、小凈距段步開挖進尺10米后，開挖中臺階，中臺階開挖12米后開挖下臺階，并根據(jù)檢測測量數(shù)據(jù)和施工情況進行合理調(diào)整。 

 

　　7）若隧道洞口偏壓嚴(yán)重，則進行隧道洞開挖前邊仰坡錨噴支護，在拱部110度處，用超前小導(dǎo)管注漿。對偏壓覆蓋層厚度小于96厘米的情況，在明洞左側(cè)設(shè)抗偏壓擋墻，暗洞口部建設(shè)長度為十二米、厚半米的鋼筋混凝土套拱，以確保施工安全。

 

隧道拱部在進洞前加固支撐措施，然后才可以開始破口。破口第一環(huán)爆破時，周邊眼鉆孔后不裝填炸藥，以保護巖體。 

 

 

　　采用大跨偏壓小凈距隧道方案，不僅能很好的滿足特殊地質(zhì)及地形條件，線橋隧銜接方式，總體路線線型的特殊要求，而且有利于公路整體線型規(guī)劃和線型優(yōu)化，取得良好的經(jīng)濟和技術(shù)效果，具有顯著的經(jīng)濟，社會和環(huán)境效益.在這類隧道的施工過程中有很多技術(shù)控制要點，部分在上文中已提到，當(dāng)具體施工中難免會遇到各種情況，要視具體地形條件情況而定.所以在偏壓小凈距隧道的施工方法問題上，我們還要花費更多的精力去研究.在具體施工中要選取何種施工方案還需要視具體地形條件而靈活運用. 

 

 

　　[1]重慶交通科研設(shè)計院.公路隧道設(shè)計規(guī)范[M].北京：人民交通出版社.2007. 

　　[2]王斌.公路隧道施工監(jiān)測檢測技術(shù)及實踐[M].北京：北京交通大學(xué)出版社.2010.