软岩地区公路隧道施工方法与技术论文

浅谈软岩地区公路隧道的施工方法与技术【摘要】本文结合工程实例,对软岩地区公路隧道的施工方法与技术进行了探讨，并提出自己的体会以及建议，希望能对此类工程有参考意义。

【关键词】软岩地区；公路隧道；施工技术

在公路隧道的设计和施工中,对围岩的正确认识是进行合理设计、安全施工的必要前提。对于软岩地区的隧道工程,施工前应对软弱围岩认真调查,严格执行隧道施工的有关规范和标准进行施工。

1 工程概况

某隧道单跨净宽为9.55m,净高为7.1m,采用三心圆曲墙拱;中隔墙为直线,厚度呈线性变化,由0.57m过渡到2.82m,隧道净空为21.8m。ⅱ类软岩开挖跨度为24.495m。隧道区域地貌类型属构造剥蚀溶蚀中-低中山峡谷。地表覆盖层厚约17～30m,属浅埋。根据开挖后观察到的情况,地层岩性为薄层泥质灰岩,产状160°～173°∠27°～36°。节理发育,节理间距5～8条/m,泥质充填。围岩破碎,完整性差,呈碎石状松散结构,地下水较发育,岩溶强烈发育。根据隧道施工揭示的岩层情况推断,此段属于ⅱ类围岩。

2 施工方法

2.1 施工工艺

该隧道主要工程特点是跨度大,地质条件差,不良地质现象主要是隧道洞口围岩裂隙发育,岩溶影响大,引发的工程灾害主要是冒

顶、塌方等。基于安全、优质、高效、经济考虑,摒弃了已取得成功经验的“双侧壁导坑—中导坑的三导坑半断面先墙后拱法”施工工艺,而是结合实际情况,研究确定了“中导坑先行、主洞两侧壁导坑的正台阶半断面先拱后墙法”施工工艺。ⅱ类软岩段施工程序见图1。

图1ⅱ类围岩连拱隧道施工工序图

1—中导坑开挖；2—中导坑初期支护；3—中隔墙混凝土浇筑；4—开挖左侧主洞上半断面；5—施作左侧拱部初期支护；6—开挖左侧下导坑；7—施作左侧下导坑初期支护；8—浇筑左侧二次混凝土衬砌；9—拆除中导坑左侧支护,开挖核心土；10—开挖右侧主洞上半断面；11—施作右侧拱部初期支护；12—开挖右侧下导坑；13—施作右侧下导坑初期支护；14—浇筑右侧二次混凝土衬砌；15—拆除中导坑右侧支护,开挖核心土。

2.2 洞身开挖

2.2.1 每次用全站仪准确绘出开挖轮廓线,定出周边眼、掏槽眼的位置；周边眼位置距开轮廓线5cm,严格控制钻孔外插角度,以达到规范规定的允许超挖量；每次爆破后及时检查效果,并将测量数据输入计算机处理后及时修正爆破参数,以达到最佳效果。

2.2.2 采用“中导坑先行、取洞两侧壁导坑的正台阶半断面先拱后墙法”,由进口方向独头施工。先开挖中导坑,开挖尺寸为4.5m ×6.5m,其支护后的净空刚好满足徐州产zl50装载机出碴。开挖完成后对中导坑进行锚喷网支护,局部地段架设14工字钢架,再浇筑

中隔墙混凝土,为平衡一侧隧道拱圈推力,要求在主洞开挖前即完

成中隔墙顶部防水层、回填混凝土,并在中隔墙另一侧用圆木支顶。中隔墙施工完后进行正台阶上半断面环行开挖并保留核心土。上半断面开挖尺寸为10.35m×5.05m,严格控制循环进尺,每次进尺

0.6～1.0m。为避免弯矩过大造成初期支护变形、开裂以至冒顶、塌方等严重后果,隧道开挖先由左洞进行,先开挖的主洞与中隔墙

回填方向一致,左右洞工作面距离为20～30m,并且确保右线工作面落后左线二衬及仰拱已施作完地段。正台阶上、下断面间距为20m。

上半断面初期支护施作完毕,通过对隧道洞身收敛和位移的监

测并确认稳定后,再集中机械进行下半断面开挖。下半断面分部开挖,先开挖侧墙,采用对称马口跳槽法。根据围岩的情况,马口开挖每次控制在3m以内,同时在开挖过程中严格控制炮眼的深度、眼数和装药量。再拆除中导坑左侧支护,进行下半断面核心土开挖。

2.3 初期支护施工

2.3.1 中导坑由于洞径小,覆跨比大,支护参数为:喷射c20混凝土,厚度80cm；钢筋网采用 8圆钢,网孔尺寸20cm×20cm；系统锚杆采用d25中空注浆锚杆,每根长3.5m,1.2m×0.75m,梅花形布置;钢支撑采用i14工字钢,间距100cm/榀；

2.3.2 主洞埋深浅、跨度大,部分存在山体偏压,主要以刚性支护为主,其主要支护参数为:喷射c20混凝土,厚度25cm;r32n超前自进式锚杆,锚杆与衬砌中线平行以8°～12°仰角打入拱部围岩,长6m,环向间距50m,纵向间距4.5m;钢筋网采用 8圆钢,网孔尺寸

20cm×20cm;径向锚杆采用3.5m长 22药卷锚杆及6m长 25预应力(钢筋)锚杆长短结合；当钢支撑垫板下或拱墙结合部基础较软且有地下水时,增设2~3根锁脚锚杆,每根长4m;钢支撑采用i20b工字钢,间距50cm/榀;采用上下台阶施作钢支撑时,为避免拱部初支结构下沉、拉裂,又对立好的拱架采取对撑、斜撑及内拉等方法进一步加固。并在墙拱结合处,打wtd25锁脚锚杆或 42×4无缝钢管进行注浆及先施作纵向托梁的方法进行支撑；

2.3.3 在这里需要提及的是,喷混凝土采用湿喷工艺,喷射机械采用成都产zp—vb2型湿喷机,三峡42.5级水泥,rh液态速凝剂掺量4%,最大掺量7%。湿喷工艺与干喷相比粉尘较小,有效地减少了回弹,节约了成本,提高了工作效率;

2.4 监控量测技术

通过对施工过程中围岩和支护状况的监控量测,运用力学计算

法或经验法,进行信息反馈及预测预报,优化施工组织设计,指导现场施工,确保隧道施工的安全和质量,及时掌握围岩和支护的动态,为修改设计提供数据,为调整施工方法提供依据。为此,专门成立监控量测小组,负责对周边位移、拱顶下沉、地表下沉进行监测,对地质及支护情况进行观察。

2.5 二次衬砌

在漆树槽隧道施工过程中,既要重视监控量测的信息反馈及预

测预报的时效性,又要考虑到山区高速公路复杂地质条件下在设计时经验类推法所带来的局限性。软岩隧道早期变形快,如果等围岩

收敛变形趋于稳定时再进行二衬,假如设计时支护刚度和强度不够,很可能导致初期支护变形、开裂甚至冒顶或塌方,后果不堪设想。因此采取了二衬紧跟、仰拱及时封闭成环的施工措施,有效地控制了围岩变形。在进行二衬时须注意以下几点: (1)左、右两洞及中墙二衬三者施工缝不能重合在一个断面上,相互错开至少2m；(2)

为了避免拱部衬砌混凝土结构下沉、拉裂等现象发生,在隧道的二次衬砌中,不宜采用先拱后墙法施工混凝土衬砌； (3)衬砌采用整体式液压钢模台车一次完成；(4)根据规范的要求预留变形量,进一步保证隧道净空设计要求。

3 体会与建议

实践证明,只有充分灵活运用“新奥法”的施工原则,才能牢牢掌握主动权，且连拱隧道混凝土衬砌不宜采用先拱后墙的施工方法,其拱墙结合部所带来的渗漏水问题、沉降问题、混凝土外观问题等不能忽视。另外，连拱隧道施工过程中必须要加强对监控量测结果的分析,尤其是要以拱部垂直位移、中隔墙以上的拱部水平收敛为重点。

参考文献

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社,2003.

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