泥质岩隧道施工技术研究

摘要：结合赣龙铁路长汀段大山坪隧道施工，通过对现场监控量测数据分析，总结了泥质岩隧道施工中弧形导坑法、CRD法、双侧壁导坑法的不同适用范围，指出其具体施工工艺步骤、质量控制要点及围岩的变形规律，同时指出隧道洞内泥质岩基底处理的措施。

关键词：泥质岩 , 隧道 , 施工技术

Abstract: combining the dragon jiangxi railway tunnel construction for changting mountains ping, through to the site monitoring data analysis, this paper summarizes the shale rock tunnel construction DaoKeng CRD method, the arc meshshotcreting firstly method, the method of different applicable scope, points out its specific construction process step, quality control points and the deformation law of surrounding rock, and points out that the tunnel hole shale rock basal processing measures.

Keywords: shale rock, tunnel, construction technology

中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：

1引言

泥质岩是我国南方地区——福建省常见的一种特殊土，是第四纪干旱半干旱气候条件下形成的，其基本色调是棕灰色，垂直节理发育。

在泥质岩地区修建隧道有两个显著的特点：(1) 泥质岩地基的处理；(2隧道开挖后拱顶及局部应力集中过大，拱顶沉降较大，造成隧道结构易失稳。因此在不同的地质情况—下研究适宜的开挖方法，减小隧道拱顶沉降，有效抑制隧道围岩变形，在保证隧道施工安全的基础上加快施工进度，寻求一种克服洞内空间受限消除安全隐患的方法，对泥质岩大断面隧道施工有重要意义。

2开挖方法的选择

泥质岩隧道施工控制重点主要是要有效地控制围岩变形，因此围岩的情况决定了隧道施工方法的选择。

开挖控制变形，保证围岩稳定的原则就是化大为小，采用分部开挖支护，仰拱、二衬、步距要合理。

对于埋深较大的不同级围岩，在适用短进尺的条件下，有一定的围岩稳定时间，保证在围岩未有大的变形掉块的情况下有足够的立架和喷锚作业时间，从而保证施工安全，采用弧形导坑法。

Ⅳ级围岩深埋软质岩、浅埋段以及V级围岩深埋地段，围岩自稳能力差，土体受扰动后产生应力重分布，上部土体宜沿破裂面形成楔形漏斗，造成拱顶失稳，为了保证安全开挖断面应尽量缩小，采用CRD法。

V级围岩浅埋、偏压等要求地表沉降小的地段，采取双侧壁导坑法施工。

3开挖方法

3．1弧形导坑法

3．1．1工艺原理 弧形导坑预留核心土施工是将整个隧道断面划分为上、中、下和仰拱4部分，以前后6个不同的开挖面相互错开开挖，然后分部进行支护，形成支护整体，缩短作业循环时间，逐步向纵深推进的作业方法。拱部采用环形导坑开挖，利用核心土施压掌子面。施工工序横断面见下图1

图1 弧形导坑法施工工序横断

3．1．2优缺点（1） 优点：充分利用开挖空间，机械利用率高，施工速度快；工序简单，初期支扩和二衬闭合成环时间早。（2）缺点： 隧道围岩扰动大，应力集中、拱顶沉降大，造成结构易失稳。

3．1．3主要施工方法(1)测量人员：对掌子面进行测量放样，根据隧道施工监控量测分析预留沉降量控制在10-15cm.。(2)上弧导开挖支护：拱部120度范围内施作超前小导管，待浆液达到一定强度后，采用机械开挖。上弧导核心土顶面距拱顶1．5—2．0m，核心土两侧距开挖面约2m，上导坑开挖高度约4．9 m，每循环进尺控制在一榀钢拱架的间距，上台阶长度控制在3-5 m，开挖后及时初喷，架设钢架、施作系统锚杆及钢筋网片，复喷混凝土至设计厚度。(3)左侧中部和右侧下部开挖：待上弧导超前阶3—5m时，在承载拱的支护下，交错开挖左侧中部和右侧下部马口，左右错开1—2m，先后按同样方法进行支护，使同一断面处暴露开挖面仅限于单侧。(4)右侧中部和左侧下部开挖(方法同上)。

(5)仰拱开挖长度一次不能超过5 m，施作仰拱支护，及时进行仰拱及填充施作。

(6)仰拱及混凝土。填充长度达到一组衬砌长度，利用衬砌模板台车一次性灌筑衬砌。

3．2双侧壁导坑法

3．2．1工艺原理 双侧壁导坑法施工采用化整为零的原理，利用临时中隔壁和横撑把整个隧道断面分割成9个小洞室分部施工，每个小洞室分别形成封闭的环形结构支护体系，施工工序横断面见图2。

图2双侧壁导坑法施工工序横断面

3．2．2优缺点（1）优点：各部开挖及支护自上而下，步步成环，及时封闭，各分部封闭成环时间短；隧道围岩扰动较小，沉降较小，是开挖方法中最安全的一种开挖方法。（2）缺点：施工工序分部较多，施工速度慢，不利机械化作业；同时作业面多施工干扰大；拆除临时支护时存在安全隐患；工程造价高。

3．2．3主要施工方法(1)测量人员对掌子面进行测量放样，根据黄土隧道施工监控量测分析预留沉降量控制在20—25 Cm。(2)施作两侧上台阶超前小导管，预留核心土，人工开挖两侧上台阶，即①部，施作初期支护：初喷混凝土4cm，然后施作锚杆、挂设钢筋网，架立周边钢架及临时横撑钢架，施作锁脚锚管，周边(含底部)喷混凝土至设计厚度。(3)待①部超前一段距离后(3 m左右)，机械开挖两侧下台阶，即②部，施作初期支护：初喷混凝土4cm，然后施作锚杆、挂设钢筋网，架立周边钢架及临时横撑钢架，施作锁脚锚管，周边(不含底部)喷混凝土至设计厚度。(4)待②司5超前—段距离后(3 n1左右)•，施作中部上台阶超前小导管，预留核心土，机械开挖中部上台阶，即③部，割除双侧壁导坑支护露出的锚杆，施作初期支护：初喷混凝土4 cm，然后施作锚杆、挂设钢筋网，架立拱部钢架。喷射拱部混凝土至设计厚度。(5)待③部超前一段距离后(3 m左右)，开挖隧道中部下台阶，即④部。(6)待④部超前一段距离后(9 m左右)，拆除双侧导坑底部的临时横撑，开挖隧道两侧仰拱土体，即⑤部。施作初期支护：初喷混凝土4cm，架立仰拱钢架，接长临时钢架，喷混凝土至设计厚度。(7)开挖隧道中间剩余的土体，即⑥部施作初期支护：初喷混凝土4cm，架立仰拱钢架，喷混凝土至设计厚度(8)及时绑扎仰拱钢筋，浇筑隧道仰拱，浇筑仰拱填充混凝土。(9)根据监控量测结果分析。待时机合适，拆除 剩余临时支护及横撑。施作防排水、二衬钢筋，利用衬砌模板台车一次性灌筑衬砌混凝土。

3．3CRD导坑法

3．3．1工艺原理 以岩体理论力学为基础，监控量测为依据，按“化整为零”的原则用中隔壁和横撑将整个隧道断面划分左右两侧共5部分，各部分开挖后及时初期支护，合理确定工序之间的关系，施工工序横断面见图3。