泥岩隧道开挖施工技术

泥岩隧道的开挖施工技术研究

摘要：合理有效的开挖施工技术是确保泥岩隧道施工的一个

值得研究的关键施工技术问题，结合某泥岩隧道的开挖施工实例，通过开挖施工方案对比，介绍三台阶七步开挖技术在泥岩施工中的优势，详细分析了三台阶七步开挖技术的施工工艺、施工技术等；开挖施工完成后的监测结果表明，三台阶七步开挖技术在泥岩隧道开挖施工中具有可行性，可有效地缩短开挖施工工期，具有良好的安全性与经济性，该开挖施工技术可为同类隧道的开挖施工提供参考借鉴。

关键词：泥岩隧道三台阶七步开挖法开挖技术施工技术

中图分类号：tu74文献标识码：a 文章编号：

abstract： reasonable and effective excavation construction technology is to ensure that the mudstone tunnel construction is a worthy research key construction technology, combined with a mudstone tunnel excavation construction examples, through excavation scheme comparison, the three step seven step excavation technology in mudstone construction advantage, a detailed analysis of three step seven step excavation technology, construction technology construction technology of excavation; after the completion of the monitoring results show that the three step, seven step excavation technology in mudstone tunnel excavation

construction has feasibility, can effectively shorten the excavation construction time limit for a project, has good safety and economy, the excavation construction technology for similar tunnel excavation construction provides the reference.

key words：mudstone tunnel; the three step and seven step excavation method; excavation technology; construction technology.

1引言

目前国内高速公路发展迅猛，丘陵地区中大量建设有短隧道，而且短隧道大部分为浅埋、偏压，围岩条件差，一般为土质岩层，土质遇水易泡软，容易造成泥岩隧道出现垮塌，这给快速、安全施工带来难度。对于泥岩隧道来说，合理有效地开挖施工是确保泥岩隧道施工中不造成塌方的一个有效方法，可想而知，泥岩隧道的开挖方法以及施工技术是一个值得研究的问题。鉴于此，本文结合某泥岩隧道工程的开挖施工，对各开挖施工方案进行对比，探讨适合泥岩隧道开挖的施工方案，同时分析该开挖施工方案的施工工艺以及关键施工技术，旨在为同类泥岩隧道工程的开挖施工提供参考借鉴。

2工程概况

某泥岩隧道起标为dk274+745，终标为dk274+925，隧道全长为180米，为双线泥岩隧道。隧道纵坡为单面下坡，线路进口至出口

坡度为-5.816 ‰。围岩等级ⅴ级位于右偏圆曲线上，线间距4.6米。进口采用斜切式洞门、出口采用端墙式洞门，洞身最大埋深约17m。本隧道设计行车速度80km/h。

2.1工程地质特征

本泥岩隧道工程地质变化多样，以围岩破碎为主。整个泥岩隧道的围岩类别主要以ⅳ、ⅴ级围岩居多，表层岩石质地以碳质片岩为主，而且呈现破碎、松散状态，左右侧岩石质地也呈现不均匀状态，这种岩石较易遇水成泥而造成隧道塌方事故。下层基岩为呈褐黄色的泥质粉砂岩，但泥质粉砂岩的节理裂隙较为发育，岩石较为破碎而且结构面之间结合较差，可以说整个泥岩隧道的地质情况并不利，为开挖施工带来较大难度。

2.2水文特征

由于泥质粉砂岩的节理裂隙较为发育，本泥岩隧道工程所在线段的地下水主要为基岩裂隙水，受到大气降水补给，同时泥岩粉砂属于中等透水层。根据有关标准检验，该地下水对混凝土结构未造成腐蚀性，而且对钢筋混凝土结构的钢筋也未造成腐蚀性。

3泥岩隧道开挖方案对比

对于泥岩隧道的开挖方法，目前主要有crd法、cd法、明挖法，对于三台阶七步开挖法并没有较为得到重视。crd开挖法是在泥岩隧道中，采用自上而下分为两步再开挖隧道的第一侧上、中部，从而完成预期支护。而cd开挖法是在泥岩隧道中分部开挖、钢架支撑、仰拱先行的施工方法，分两至三步骤开挖隧道的一侧，从而完

成隧道预期支护。

三台阶七步开挖法在隧道开挖过程中总共分有上、中、下以及仰拱4个部分，以前、后、左、右7个不同的开挖面相互错开同时开挖，故由七部分共同组成，七部份开挖完毕后再同时支护，最后形支护整体。隧道一段开挖完毕后，再逐步向隧道纵深推进开挖施工作业。显然，三台阶七步开挖法为台阶开挖法的一种，拱部采用环形开挖预留核心土，目的是利用预留的核心土来施压给掌子面；为了保证掌子面的稳定，中下部开挖时先开挖隧道两侧，保持中部土体不动，这种开挖方法关键是保持掌子面的稳定。

与crd开挖法等相比较，三台阶七步开挖法由于七个部分同时开挖，显然具有缩短开挖施工工期优点，施工进度得到有效提高。而对于泥岩隧道来说，由于围岩软弱，节理裂缝较发育，因此隧道开挖时间不宜过长，宜选用三台阶七步法进行泥岩隧道开挖。另外，crd开挖法等由于拆除支护会对所形成的力学平衡体系造成影响，对于泥岩隧道来说，围岩应力状态的不断改变会导致围岩的大变形。因此，本泥岩隧道的开挖方案适宜采用三台阶七步开挖法，具体（见表1）所示。

编号起始里程终止里程长度(m) 辅助施工措施工

法

1 dk274+745 dk274+761 16 明挖法

2 dk274+761 dk274+801 40 洞口管棚，长40m（φ108，壁厚6mm）三台阶七步开挖法