不良地质隧道施工技术

不良地质隧道施工技术

不良地质地段施工技术

中铁20局集团高速铁路（客运专线）筹备工作组

隧道综合施工技术课题组

一、洞口浅埋、断层破碎带及软弱围岩地段施工

(一)施工方案

浅埋及软弱围岩地段以台阶法掘进为主，开挖一般采用钻爆法。遵循“弱爆破、早封闭、强支护，勤量测”原则，采用超前支护先行，初期支护靠紧掌子面，二次衬砌衬早施工的施工方案。

(二)施工方法及工艺

超前支护施工，采用YT-28气腿式凿岩机或水平潜孔钻打孔，孔径比型钢或钢筋直径大4cm为宜，型钢在洞外加工梅花形注浆小孔，间距10cm 为宜，型钢头处加工成尖形，型钢尾处用Ф8钢筋加工一个箍筋且与型钢焊接牢固。注浆前，进行注浆试验，以确定浆液最佳浓度，注浆压力必须达到1～1.5Mpa，且浆液初凝后，必须在拱部打孔检查注浆效果，注浆效果充满裂隙时，可进行隧道开挖，否则再打孔注浆。

每循环掘进长度由钢性支护（型钢钢架或格栅钢架）的间距确定，每循环进尺不应超过一榀钢架的间距，隧道掘进采用钻爆法施工，炮眼分捣槽眼、崩落眼及周边眼三种，捣槽眼一般采用菱形捣槽，炮眼深度可比崩落眼及周边眼深10～20cm，主要控制周边眼间和装药量，周边眼遵循多打眼少装药的原则。爆破采用分段爆破方式，爆破顺序为：捣槽眼到崩落眼后周边眼。

放炮后，安全员检查是否存在瞎炮，人工清除拱部危石及欠挖部位，先喷射混凝土封闭岩面，施工柔性支护（径向锚杆及钢筋网），打径向锚杆及挂设钢筋网片，然后出渣。

钢性支护施工，必须检查墙脚处基底承载力，当承载力不符合设计要

求时，可在墙脚处下挖50cm，施作浆砌片石或片石混凝土基础。下台阶开挖后且开挖长度2～3榀钢性支护间距为宜，钢性支护应及时落底接长，封闭成环，在钢性支护可点焊一些钢筋头，以便检查喷射混凝土厚度。

喷射混凝土施工，分干喷及湿喷两种;隧道施工一般要求湿喷;混凝土宜采用自动计量配料、强制搅拌机拌和;混凝土搅拌运输车运输;喷射混凝土作业应分片依次进行，喷射顺序应自下而上，分段长度不宜大于6m。

二次衬砌混凝土施工，应一次浇筑成型，采用混凝土泵送车进行输送混凝土。在纵向及环向施工缝处应埋设注浆式中埋止水条，环向施工缝应与防水板焊缝错开且设置遇水澎胀止水条。混凝土宜采用自动计量配料、强制搅拌机拌和，混凝土搅拌运输车运输;二次衬砌台车应根据直线及曲线选择台车长度，直线选用9～12m长台车，曲线宜选用6m长台车，二次衬砌混凝土应自下而上、左右对称浇筑，拱顶部位预留注浆孔。

(三)质量控制要点及主要检测手段

⑴超前支护采用的型钢及钢筋进场必须按批抽取试件作力学性能（屈服强度、抗拉强度和伸长率）和工艺性能（冷弯）试验，其质量必须符合国家有关规定及设计要求。检验方法：施工单位检查每批质量证明文件并进行相关性能试验，监理单位检查。搭接长度保证1～1.5m，检验方法：

采用尺量，监理单位检查。注浆配合比应符合设计、规范及施工要求，检验方法：施工单位进行配合比试验，选定合适配合比，监理单位检查配合比选定单，并进行见证试验。注浆压力必须符合设计要求，浆液应型钢、周围空隙及岩体裂隙，检验方法：注浆压力表及注浆量，打孔取岩芯观察。超前大管棚钻孔允许偏差应符合下表要求。

超前大管棚钻孔允许偏差表

超前小导管施工允许偏差应符合下表要求。

超前小导管施工允许偏差表

⑵隧道开挖断面的中线和高程除应符合设计要求外，并预留足够的变形量，检验方法：采用仪器及钢卷尺检查。拱脚和墙脚以上1m范围内断面严禁欠挖，检验方法：采断面仪检查。隧道开挖后应及时核对隧底地质情况，检验方法：技术人员观察。

⑶锚杆数量及长度除满足设计及规范要求外，锚杆头最不露出喷射混凝土面，以免影响防水板铺设，检验方法：现场旁站安装，用尺量测。锚杆孔内灌注砂浆应饱满密实，检验方法：现场旁站施工。锚杆孔方向应符合设计要求，一般要求径向，锚垫板与基面密贴，检验方法：技术人员肉眼观察。锚杆应平直、无损伤，表面无裂纹、油污、颗粒状或片状锈蚀，检验方法：技术人员肉眼观察。钢筋网使用的钢筋品种、规格等应符合设计要求，检验方法：技术人员肉眼观察，尺量。钢筋网安设位置应符合设计要求，并与锚杆或其他固定装置联结牢固。钢筋网的混凝土保护层厚度

不得小于5cm，检验方法：技术人员肉眼观察。钢筋网网格尺寸应符合设计要求，检验方法：尺量。钢筋网搭接长度，一般采用绑扎联接，长度不得小于40cm，检验方法：技术人员肉眼观察，尺量。

⑷制作钢架的钢材品种和规格应符合设计要求，检验方法：技术人员肉眼观察，尺量。格栅钢架钢筋弯制和末端的弯钩及型钢钢架的弯制应符合设计要求，钢架结构尺寸也应符合设计要求，检验方法：技术人员肉眼观察，尺量。钢架安装不得侵入二次衬砌断面，底部不得有虚碴，相邻钢架及各节钢架间的连接应符合设计要求，检验方法：技术人员肉眼观察，尺量。钢筋、型钢等原材料应平直、无损伤，表面不得有裂纹、油污、颗粒或片状锈蚀，检验方法：技术人员肉眼观察。型钢、钢架节点焊接，应采用双面焊且双面采用钢板对称焊接加强，格栅钢架不允许焊接，检验方法：技术人员肉眼观察。钢架安装允许偏差检验应符合下表要求。检验方法：测量、尺量。

钢架安装允许偏差表

⑸喷射混凝土应优先采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥，水泥进场应检测水泥安性，检验方法：施工单位做安定性试验。喷射混凝土外加剂进场时，必须按批对减水率、凝结时间差、抗压强度比进行检验，其质量必须符合现行国家标准《混凝土外加剂》（GB8076）、《混凝土外加剂应用技术规范》（GB50119）和其他有关环境保护的规定和设计要求，检验方法：施工单位检查产品合格证、出厂检验报告并进行试验。喷射混凝土拌合宜采用饮用水。当采用其他水质时，应符合现行国家标准《混凝土拌合用水标准》（JGJ63）有关规定，检验方法：施工单位做水质分析试验。喷射钢纤维混凝土中的钢纤维应满足下列要求：①钢纤维的品种、规格、性能应符合设计要求，②钢纤维抗拉强度不得小于600Mpa，③钢纤维应能承受一次弯折90°不断裂，④钢纤维长度和直径允许偏差应为设计的±10%，⑤钢纤维不得有明显的锈蚀、油渍和其他妨碍钢纤维与水泥粘结的杂质，也不得混有妨碍水泥硬化的化学成分，检验方法：施工单位检查产品证、出厂检验报告，在每批中分别随机抽取10根进行抗拉强度、弯折性能试验和用精度不低于0.02mm的卡尺测量长度、直径;喷射合成纤维混凝土中的合成纤维应满足下列规定：①合成纤维的品种、规格、性能应符合设计要求，②合成纤维抗拉强度不宜小于280Mpa，③合成纤维长度和直径允许偏差应为设计尺寸的±10%，④合成纤维不得有妨碍纤维与水泥粘结的杂质，也不得混有妨碍水泥硬化的化学成分，检验方法：施工单位检查产品证、出厂检验报告，在每批中分别随机抽取10根进行抗拉强度、弯折性能试验和用精度不低于0.02mm的卡尺测量长度、直径;喷射混凝土的厚度和表面平整