小净距隧道洞口浅埋段的开挖支护施工工艺及控制要点

[摘 要]本文以老边山隧道进口端工程实例为背景，对施工过程中采取的一系列保证洞口浅埋段施工安全的技术措施进行总结，使读者更加清楚的了解施工过程中的施工工艺和质量控制要点，为以后施工类似工程提供一些借鉴。

[关键词]小净距隧道 洞口浅埋 套拱及大管棚 交叉中隔壁法

中图分类号：TU533 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）14-0084-01

一、工程概况

大连普兰店安波至俭汤公路改扩建工程施工隧道标段全长0.98km。标段内设老边山隧道1座，左线长623m，右线长630m。本隧道平面线位间距为15.4m～24.9m，为小净距隧道。

老边山隧道进口端洞口岩体节理裂隙发育，透水性较弱。地下水以第四系孔隙水及碎屑岩风化裂隙水为主，水量随大气降水量及节理裂隙变化而变化，围岩富水性不均一。洞口处围岩为软岩，极破碎～破碎，结构面发育，碎、裂结构，隧道开挖时，围岩受振动易发生掉块，甚至塌落。

二、 洞口段总体施工方案

老边山隧道左、右线安波端设计采用55米明洞，明暗交界处设置超前大管棚，隧道开挖采用交叉中隔壁法。本文对管棚施做及交叉中隔壁法进洞的施工技术进行探讨。

三、施工过程

3.1 套拱及大管棚施做

①、进行套拱中线、边线及标高放样，在平面位置及高程确认无误后即可安装I20a工字钢，工字钢架设完成后，测量其标高及位置是否准确。工字钢之间采用Φ22mm螺纹钢筋连接，环向间距1.0m。

②、导向管采用Φ127×5钢管，安装导向管之前进行测量放样，定出每根导向管的位置，然后用Φ22钢筋制作的U型箍将导向管焊接在工字钢上。

③、套拱模板采用竹胶板，现场加工制作。模板安装位置准确、线条圆滑、拼装紧密、不漏浆，浇注前在模板面上均匀涂刷脱模剂。

④、采用输送泵浇筑套拱砼，由底部对称向上浇注，两侧高差不得大于50cm。混凝土振捣应密实。浇筑结束后，应进行混凝土养生，养生时间不得少于7天。

⑤、管棚采用Φ89×6无缝钢管，每根长35m，入岩端应加工成锥形，钢管壁周围应钻直径1.2cm的花眼，花眼间距20cm，钢管尾端3.5m范围内不设花眼，以免注浆时发生漏浆现象。

⑥、钻孔采用地质钻机，钻孔直径为110mm。钻机立轴方向必须准确，以保证孔口的孔向准确，钻进过程中应经常采用测斜仪量测钢管钻进的偏斜度，及时纠正。清好孔后进行钢管安装，由钻机旋转顶进将其装入孔内。钢管完全装入后在管的外露端装止浆阀，并密封管与岩面接触的周围，使注浆时浆液不外漏。

⑦、注浆顺序是由下而上向钢管内注浆，注浆泵选用4.0Mpa以上。注浆时当每孔注浆终压达到2.0Mpa？且注浆量达到设计值的95%以上时，可以结束注浆。注浆结束后及时用M30水泥砂浆紧密充填，增强钢管的刚度和强度。

3.2 交叉中隔壁法开挖

隧道采用交叉中隔壁法进行开挖支护，分两层四部开挖（分左上、左下、右上、右下台阶开挖初支），左上台阶长度为3～4m，每次开挖1榀，进尺为0.5m/榀，左下每次开挖2榀；右上台阶长度为3～4m，每次进尺1榀，进尺为0.5m/榀；右下台阶台阶每次开挖2榀；右上台阶掌子面落后左上台阶掌子面不超过15m。开挖采用挖机开挖弱爆破配合的方式进行。交叉中隔壁法施工工序如下：

3.3 初期支护

初期支护应在开挖后立即进行，以避免围岩由于暴露时间过长造成围岩风化失稳产生垮塌等事故。老边山隧道进口端初期支护采用锚喷支护，采用I20a型钢拱架，间距0.5m，拱架之间使用Ф22钢筋连接，钢筋环向间距1m；拱墙设置Ф25中空注浆锚杆，长3.5m，间距1.0m，呈梅花型布置；拱架背后采用φ8单层钢筋网片，网格间距20×20cm，26cm厚C25喷射混凝土。钢拱架施工时采用提前预制混凝土块，拱脚清理后安放预制块，拱架安放在预制块之上能有效地减少沉降。两侧拱脚处原设计打设两根φ25锁脚锚杆，锚杆尾端制作成L型焊接于拱架临空面翼缘上。隧道开挖后发现围岩极其破碎，掉块严重，局部初期支护表面表面有开裂现象。为增加钢架支护结构的整体刚度，后期对施工锁脚进行了改进，锁脚采用φ42×4无缝钢管代替φ25螺纹钢筋，用φ25螺纹钢筋制作成的L型钢筋将锁脚锚管与钢拱架连接在一起，并在原来每处拱脚2根锁脚锚杆增加到4根锚杆。此种方法极大地提高了锁脚锚杆对钢架的锁定作用，并很好的控制了钢拱架的下沉变形。

3.4 衬砌

为保证施工安全，隧道施工中步距要求极为严格。隧道开挖后初期支护及时施作封闭，封闭位置距离掌子面一般不大于30m（由于仰拱初支紧跟掌子面，此要求可满足）；二次衬砌距掌子面距离Ⅳ级围岩不得大于90m、Ⅴ、Ⅵ级不得大于70m。衬砌采用复合式防水衬砌。隧道衬砌采用C30防渗砼，抗渗等级不低于P8。

在进行仰拱及二次衬砌混凝土浇筑前，需要对临时支撑进行逐段拆除，临时支撑的拆除时间应根据监控量测结果而定，当初期支护变形基本稳定时即可拆除临时支撑，一次拆除长度应根据二次衬砌台车长度进行控制，本工程二次衬砌台车长12m，进行临时支撑拆除时，每次拆除长度为15m。拆除临时支撑的过程中应注意观察钢拱架的变形情况，当发生变形时，应停止拆除，查明原因后继续拆除。拆除完毕后及时施做仰拱及二次衬砌混凝土。

3.5 地表沉降观察及洞内监控量测

依据量测数据，洞内及地表均未出现异常情况。

四、结束语

隧道洞口段面临浅埋、围岩节理裂隙发育等特点，施工中存在着沉降大、变形速率快、容易发生掉块、坍塌等问题，困难较大。施工时应根据其特点采取有效的施工方法，依据短进尺、弱爆破、强支护、紧封闭的原则，保证安全进洞。同时在小净距隧道段落中开挖顺序的选择，应先开挖远离中间岩柱的一侧，先行、后行隧道的相邻洞室的掌子面距离应控制在2倍隧道开挖宽度以上，先行洞二次衬砌应落后于后行洞初期支护（落地成环后）1倍开挖宽度以上。老边山隧道洞口段在根据实际的围岩情况采用了合理的施工参数后，顺利地进洞并保证了安全。

参考文献：

[1] 梁建中.浅埋黄土隧道洞口段施工技术探讨.[J].山西建筑，2012.3.

[2] 《公路隧道施工技术规范》JTG F60-2009人民交通出版社.

[3] 《公路隧道设计规范》JTG D70-2004 人民交通出版社.

[4] 王国春. 浅埋暗挖隧道CRD法施工技术[J].山西建筑，2010，（06）：303-304.