九龙隧道左洞进口段施工技术

摘 要：介绍九龙连拱隧道左洞进口段施工采取的开挖、钢拱架支护加固、二次衬砌等措施

关键词：连拱隧道；施工；措施

中图分类号：TU文献标识码：A文章编号：1672-3198（2008）08-0363-02

1 工程简况

九龙隧道位于赣（州）――定（南）高速公路信丰县境内，穿越九龙林场的一座高山，里程桩号为K75+742～K76+070，全长328m，双孔连拱式隧道，翼墙式洞口，洞内纵坡为+1.0%-1.4%的人字坡，最大埋深76m。隧道进出口端有近120m施工隧道穿行在全、强风化岩层内，风化裂隙发育（破碎），岩质软化，岩石结构松散的强风化层，增加了本隧道的施工、支护难度。

截止2003年6月1日，左洞进口端开挖还剩138m（K75+750～K75+888），为兑现对业主工期的庄严承诺，通过对中导坑及右洞开挖后的实际地质情况监控测量资料的分析研究，决定取消左洞侧壁导坑。

2 取消左洞侧壁导坑的可行性探析

为掌握围岩在开挖过程中的动态和支护结构的稳定性，对右洞净空收敛、拱顶下沉现场监控量测数据进行了分析和判断（图1、表1）。拱顶下沉的最大值为3～5cm，净空收敛、拱顶下沉在第1～5日速度较大，6～15日逐渐变小，16～30日基本趋于稳定。中导洞及右洞开挖揭示的地质情况表明，K75+750～K75+800段属Ⅰ类围岩，K75+800～K75+870段属Ⅱ类围岩，与设计相符。

图1 右洞监控量测断面布置图

3 左洞施工

中导坑开挖支护中隔墙衬砌全部完成，左洞进口段2m套拱及16m大管棚施工完成并达到一定强度后，进行左洞施工，其施工顺序为：上弧洞超前支护（超前小导管+注浆）

表1 九龙隧道右洞监控量测数据统计表

里程桩号收敛值(mm)拱顶沉降(mm)

1～5天平均速度6～15天平均速度16～30天平均速度1～5天平均速度6～15天平均速度16～30天平均速度最大值

K75+7503.531.310.233.321.130.1330.8

K75+7603.861.410.263.681.350.1536.2

K75+7703.511.210.203.361.120.1231.8

K75+7803.951.450.273.671.310.1736.0

K75+7904.131.610.304.021.390.2142.3

K75+8003.631.260.213.411.100.1632.9

K75+8103.951.350.243.681.260.2035.8

K75+8203.931.230.223.591.120.1732.2

K75+8303.911.390.253.681.260.2136.5

注:开挖后1～5天每天测两次,6～15天每天测一次,16～30天每3天测一次

上弧洞开挖和初期支护中部右侧开挖（开挖到中隔墙基础标高）中部左侧开挖与支护左侧落底开挖与支护右侧落底开挖仰拱衬砌二次衬砌（图2）。右洞二衬完成50m以上，且混凝土强度达到设计强度85%以上时开挖左洞，同一洞内上弧洞开挖与落底拉开15～20m，落底后及时施作仰拱及填料，形成闭合承载环，防止侧墙因受力过大产生滑移变形，发生掉拱、塌方。

图2 左右洞施工方案对照图

3.1 洞口套拱和大管棚施工

隧洞进口强风化以上松软岩层较厚，防止山体偏压，先施工厚60cm长2m的套拱，预埋φ127*4mm导向管，并用全站仪对导向管进行准确定位，然后施工大管棚。

（1）用潜孔钻钻孔并顶进钢管，倾(仰)角为1°，随时用测斜仪进行跟踪测量。

（2）采用热轧无缝钢管φ108mm*6mm，节长4m、6m，环向间距50cm，同一横断面内的接头数不大于50%，相邻钢管的接头至少错开1m，有孔钢管与无孔钢管相间布置。

（3）先打有孔钢花管，并注浆，按固接管棚周围有限范围内土体设计，浆液扩散半径应大于0.5m，水泥浆水灰比1∶1（水泥浆与水玻璃体积比1∶0.5），水玻璃浓度35波美度，水玻璃模数2.4，注浆初压为0.5～1.0MPa，终压2MPa，持续15～20mim时结束注浆，及时清除管内浆液，用C30水泥砂浆紧密充填，增强管棚的刚度和强度。

（4）无孔钢管作为检查管，当发现注浆质量未达到设计要求时，可将无孔管改为有孔管进行补注浆。

3.2 上弧洞超前支护

采用注浆小导管φ4.2×3.5mm的热轧无缝钢管，钢管前端呈锥状，尾部焊上φ6加劲箍，管壁四周钻8mm压浆孔，尾部1m不设压浆孔，钢管与衬砌中线以14°仰角打入拱部围岩，环向间距40cm，保持1m以上的搭接。

3.3 洞身开挖与支护加固措施

（1）采用人工、机械、钻爆相结合的开挖方式，遵循“短进尺、少爆破、弱爆破，快支护”的原则。拱部采用光面爆破，边墙采用预爆破，尽量减少减弱施工过程对围岩的扰动。

（2）一旦开挖后不出碴，先初喷5cm厚混凝土封闭围岩，防止风化。

（3）施工定位锚杆，安装I16工字钢拱架，I类围岩拱架间距0.5m，φ22锚杆长4m，梅花型布置，间排距0.6m*0.6m；II类围岩，拱架间距0.8m，φ22锚杆长3.5m，梅花型布置，间排距0.8m*0.8m。钢拱架纵向用φ22钢筋焊接固定，环向间距1m。最后喷射20cm厚C25混凝土。

（4）将原设计的4根拱架锁脚砂浆锚杆（长3m，φ22钢筋）改为4根φ42mm×6mm长4m的锁脚注浆小导管，在钢拱架两侧错位（间距0.5m)布置，卡住钢拱架并焊牢，注浆压力为0.5～1.5MPa.

（5）开展QC小组活动，确保初期支护质量万无一失。

3.4 二次衬砌质量控制措施

（1）当水平收敛位移速度为0.1～0.2mm/天、拱顶位移速度为0.1mm/天以下时一般可认为围岩已基本稳定，此时可施作二次初砌。防止衬砌后因收敛、拱顶下沉过大将混凝土挤裂。

（2）洞口浅埋段尽快施作二次衬砌，以保证初期支护安全，发挥二次衬砌的承载能力。

（3）初期支护与二次衬砌之间铺设防水板前应截去出露的锚杆端头，修整喷射砼表面过大的凹凸不平之处，以防刺破防水板，防水板要松。

（4）在初期支护与二次模筑砼之间的拱顶部，设置纵向的φ5cm的有孔PVC管，孔眼沿圆周向按120°均设3孔，纵向压浆间距3m，注浆填塞模筑砼因泌水、收缩产生的月牙形空隙。

4 结束语

通过对中导坑及右洞侧壁导坑法的施工实践分析、研究后，取消左洞侧壁导坑（170m），对施工队伍来说是一次大的挑战，施工中做到了掘进无塌方，缩短工期15天，节约了成本，摸索出了一套成功的施工方法，为今后类似结构型式、类似地质情况的隧道施工积累了经验。