马垭口隧道施工

马垭口隧道施工
新运公司冉荃方
【摘要】马垭口隧道全长107m, V级围岩，距离隧道中线约27m处有一大型蓄水池，约95m 处还有一同等蓄水量的水池，水池距隧道洞顶垂直距离约21m。

本文主要介绍如何采取有效措施以确保隧顶水池及大型水管安全。

【关键词】浅埋隧道施工技术
1 工程概况
马垭口隧道全长107m，为电气化单线铁路隧道。

该隧道为曲线隧道，所在曲线半径为800m,进口段位于圆曲线上,出口段位于缓和曲线上,隧道线路为平坡.隧道通过地段较单一，风化不均,节理较发育，岩层单斜，地下水不发育,上覆2～4m粘土层，其下为夹杂风化泥岩、角砾状灰岩,稳定性差，围岩定性为V级.该隧道平面位置位于816厂区406高地,高地顶部距离隧道中线约27m处有一大型蓄水池,其蓄水量为1000m3，稍远处还有一同等蓄水量的水池，供给整个816厂及白涛镇工业、生活用水.该水池建于1976年，属生产用装配式储水池（406水池),距隧道洞顶垂直距离约21m，据隧道侧壁水平距离约22米。

且在隧道进口处有2条输水管（Ф1200、Ф530为A3钢，2。

3m卷焊管)通过，影响隧道开挖进洞。

2 施工方案及措施
根据《爆破安全规程》规定和以往施工经验及水池鉴定情况，马垭口隧道的爆破垂直振速控制在1。

5cm/s。

考虑到进口端围岩情况较差，且进口位置就有两根大型水管，出口端的岩层情况较好，因此，施工时采用从出口单向掘进.
2。

1 洞口施工
洞口仰坡加固处理、地表注浆，隧道拱部设双层超前管棚并注浆。

为防止开挖后仰坡坍滑，对仰坡还需进行超前小导管注浆加固，并在仰坡面辅以钢筋网并喷射混凝土保护层以稳定整个仰坡面，其方式见图示：
其仰坡之超前管棚采用3.5长Φ42钢管，钢管前端2。

5m范围内按梅花形布设Φ6注浆孔，超前管棚之钢管打入仰角为8~10º，下层与开挖轮廓线间距为0.1m，钢管间距取下层0.3m，上层0 .4m,层间距0。

4m。

2。

2洞身开挖
洞身采用正台阶法施工,如下图所示。

因本隧道洞门施工安排在隧道贯通后进行，因此在进行洞身施工的时候,要做好洞口端的临时排水沟设施,并与永久排水设施综合考虑。

洞身开挖采用短（微)台阶法(如图），原设计采用格栅刚架，为增加加固的刚度,改换为14号工字钢架,间距80cm.
微台阶法开挖示意图
开挖时，先开挖拱部（1），形成台阶,然后拱脚、墙部（2）同时开挖,一次爆破成型，爆破进尺控制在0.8m~1.0m以内,施工中视围岩具体情况而定。

爆破后，通风找顶（不允许出现欠挖，以保
证隧道净空）,清除松动石块,并清洗岩面后，随即初喷混凝土封闭岩面，I部采用人工将碴翻出，由装碴车集中出碴。

装碴完成后，即作挂网锚固，及时做好喷混凝土初期支护护面,后续工字钢架支护及时紧跟在喷射混凝土后，并做好围岩变形监控，以作及时处理。

在作工字钢架支护时，衬砌立模施工亦可同时进行,但衬砌循环进尺应保证有9m以上。

施工过程中要及时做好排水设施,以防积水影响各项工作的顺利进行。

其施工工序见隧道开挖工序图。

3 控制爆破设计
针对本隧道围岩破碎、节理发育、围岩自稳能力差，且旁边有两座大水池等特点,爆破设计严格按短进尺、弱爆破原则进行.为减少爆破作业对围岩和对地表建筑物的扰动,按软岩隧道减轻地震动控制爆破、微台阶法开挖方案进行设计。

网路采用多段位非电豪秒雷管爆破网路设计方案。

1、掏槽方式：中间掏槽眼采用直眼掏槽，外围装药掏槽眼采用斜眼掏槽，其余均为直眼。

2、设计循环进尺为0.8m，进洞后根据围岩实际情况及爆破效果再行对爆破设计进行调整。

3、隧道拱部采用光面爆破，边墙采用预裂爆破，核心采用控制爆破，掏槽采用抛掷爆破，洞身开挖通风找顶后，立即进行喷锚支护作为临时支护。

4、爆破时布点对爆破震速进行测定，并据此对爆破布眼方案及装药量予以修正,以控制爆破时的震动速度不至于给水池带来不利影响。

5、采用分段起爆，达到“干扰降振"；爆破布眼方案见下图（马垭口隧道开挖爆破设计图)。

4 施工测量监控
针对本隧道实际情况，确定以下列各项为本隧道的施工监控量测项目：洞内外观察、拱顶下沉、
5.1地表下沉及爆破振动
5。

1。

1地表下沉及爆破振动测点布置：
如图所示：1、2、3、4、5、6、7、8各点为地面下沉观测点,1、2、3，6、7、8按10m间距布置，3、4、5、6按20m间距布置，测点直接布置在裸露的岩层或石头上。

.a、b、c、d、e、f各点为爆破震动观测点，分别布置在水池四周基础顶混凝土面上，其中e点在水池顶盖之上，监测水池位置的爆破振动。

5.1。

2 测量成果 1、地表下沉
-5
5
15
25
35
-5
515
25
35
45
2、爆破振动观测
测点a、b、c、d、e、f振速距离曲线
00.5
1
1.5
20
40
60
80
100
振速（cm/s）
5。

1。

3 测量成果分析
1、测量点垂直位置虽然尚未开挖,但是已经存在下沉，在目前的地质情况及施工条件下，预下沉量约为总下沉量的18％;
2、隧道开挖之后，约3天出现地面下沉，开始为加速下沉，下沉到一定时间之后稳定，稳定之后的地面下沉量在测量时值较小，约为总下沉量的5％，下沉稳定的时间为7～14d ；
3、隧道开挖之后20天进行衬砌，衬砌之后，3个月的总下沉量较小，为1～2mm ；
4、上导坑开挖完毕之后，下导坑对地面的振动影响较小，本隧道下导坑装药量为36kg ，上导坑为18kg,实测结果：下导坑爆破时地面最大振速为0。

456cm/s ，为上导坑的32％；
5、爆破装药量对振速的影响不是线性分布,最小装药量为9kg ，最大装药量为18kg ，装药量增大9kg ，实测实际振速增大不到2％；
6、围岩情况对振速影响较明显，围岩较好的地质条件下，振速衰减较慢，反之,则较快；
7、距离及埋置深度对振速影响较大； 5。

2 拱顶下沉量
1、拱顶下沉量测断面间距为10~20m，测点水平位置与地面下沉观测点相对应，每个断面3个拱顶下沉测点，分别布置在拱中及两侧拱腰；
3、测量成果
4、测量成果分析
挂网喷锚、钢拱架未施工前，拱顶变形速度较快，挂网喷锚施工结束之后2天，拱顶速度放慢，拱顶下沉速率最大值出现在挂网喷锚之后1天，由于施工要求强支护，未等围岩变形收敛就早衬砌，钢拱架的安装对拱顶下沉值未见明显影响（本隧道设计不是复合衬砌）；
与地面下沉相反，拱顶总下沉值与埋深成正比；
仰拱、衬砌施工之后，拱顶位移立即停止，地表沉降则缓慢发展。

6 结束语
本隧道长度较短,围岩较破碎，埋置深度较浅，隧道顶部有水池等大型建筑物。

通过采取一些必要的施工爆破措施，施工监控手段之后,使爆破振速控制在1.5cm/s范围内,施工结束后,通过对水池的观测，水池的裂缝未见发展，水池未见新增渗漏点，对水池未造成任何影响。

连接水池的两根大水管也未受影响,隧道顺利建成。

［参考资料］：
1.《隧道》铁路工程施工技术手册上下册·铁道第二工程局主编·中国铁道出版社·1998年·北京.。