隧道内景观带快速掘进技术

隧道内景观带快速掘进技术

摘要：针对隧道内景观带断面大、跨度大、长度短等特点，结合大断面硬岩隧道钻爆法的施工经验，总结了下导洞法在隧道内景观带施工中的应用，通过实践证明该方法可提高施工进度、降低施工成本，值得类似工程借鉴。

关键词：隧道景观带快速掘进

abstract: aiming at the characteristics of tunnel landscape such as large cross section, large span and short length, this paper, by combining the construction experience of tunnel drilling and blasting of large section hard rock, summarizes the application of pilot-tunneling method in tunnel landscape construction. it proves through practice that this method, which can improve the construction progress and reduce construction costs, is worthwhile for similar projects.

keywords: tunnel,landscape area,speedy drivage

中图分类号：u45 文献标识码：文章编号：

1 引言

随着国家高速公路路网逐步向山区深入，特长隧道出现的频率也越来越高，虽然隧道大大缩短了地区间的距离，但是隧道为封闭空间且环境单一，人长时间在封闭空间里容易产生疲倦、烦躁或恐

惧，从而使驾驶员注意力不集中，给运行安全带来较大隐患。在隧道内设置景观能给人以视觉刺激，有助于再次集中精神，并提高行车的安全度和舒适性。然而景观带断面大、跨度大、跨高比大，施工难度也大。如何在保证安全和质量的前提下加快施工进度成为急需解决的技术问题。

2 施工概况

长平高速公路虹梯关隧道位于山西省平顺县境内，隧道设计为双行四车道分离式单洞，左线全长13.122km，右线全长13.098km。我标段承担虹梯关隧道进口左线7212km、右线7226.77km和1、2号通风斜井施工任务，其中左线景观带位于我标段k17+770～

k17+970段，长200m，景观带设计净宽19m，净高5m，内轮廓净空断面积为141.36㎡，设计围岩级别为ⅲ级，设计支护参数为14号工字钢架，纵向间距1.0m，φ22砂浆锚杆l=4.0m，环纵间距为1.2×1.2m，φ8钢筋网，网格20×20cm，喷射c20混凝土20cm，二次衬砌为55cm厚c25钢筋混凝土。

3 施工方案比较及优化

由于景观带开挖断面面积达182.82㎡，开挖跨度21.25m，开挖高度10.51m，与隧道正常段ⅲ级相比跨度加宽9.45m高度增高

2.16m，针对景观带施工实际情况，项目部成立了科技攻关小组对全断面和台阶法施工方案进行研究论证认为分别存在以下问题：

3.1 采用全断面法施工

(1)材料设备投入较大，仅加一部作业台车就需20余万元，且景观带仅有200米，摊销不合理

(2)景观带断面太大，岩体坚硬，起爆药量过大，对岩体扰动明显不利于施工安全。同时弃碴量大，出碴时间长影响施工进度。

(3)型钢拱架架设困难。

3.2 采用台阶法施工

(1)景观带跨高比大，分台阶开挖，各台阶矮而宽，开挖进尺短且不利于大型机械施工。

(2)掘进进尺短，各工序转换频繁，施工进度慢。

基于全断面法和台阶法存在的问题及现有施工机械设备等可用资源，结合下导洞先行及光面爆破预留光爆层的启发，决定采用化整为零的办法：先利用隧道正常段作业台车开挖下导洞、同时开挖中心水沟，再采用台阶法进行二次扩挖。

4 施工步骤

施工步骤见图4.1

图4.1施工步骤图

4.1下导洞开挖

下导洞采用全断面开挖，开挖断面采用隧道正常段开挖断面，利用隧道正常段施工作业台车，已有前期以有施工隧道正常段6公里多的施工经验，因此下导洞开挖按照正常段开挖方法及操作要点

按部就班即可。

下导洞放炮后，人工辅助挖机排险，利用碴堆喷射6cm厚c20混凝土封闭岩面作为临时初期支护（临时初期支护参照设计ⅱ级围岩初期支护施做），并根据围岩自稳情况，局部加设锚杆、钢筋网进行补强。

4.2台阶法扩挖

(1)上台阶扩挖：在下导洞掘进完成以后，以实际揭露的围岩地质情况为依据再次确定景观带的实际施工段落，在确定施工段落后先利用石碴堆砌扩挖平台如图4.2所示，在堆砌的平台上搭设方便拆卸的多功能临时施工台架进行上台阶扩挖、架设工字钢架及施做系统锚杆和锁脚锚杆等完成上台阶初期支护；同时利用上台阶扩挖石碴向前堆砌扩挖平台。

图4.2上台阶扩挖平台示意图

(2)左右侧中、下台阶扩挖：因为此时具有良好的爆破临空面，各台阶每循环计划进尺均为4m，所以在上台阶扩挖三个循环以后上台阶已向前推进12m以上，就有足够空间搭设临时作业台架，此时即可开始中、下台阶扩挖，中、下台阶扩挖左右侧台阶必须错开4～6m，以保证每榀拱架不悬空。上、中、下台阶工作面开辟之后，实现多个工作面同时向前推进。

5 施工机具配置

主要施工机具配置见表5.1

表5.1 主要施工机具配置表

6 实施效果

采用该施工方案后，有效的缩短了工期，保证了隧道左线提前贯通。其中下导洞开挖每天可完成3.5个循环，循环平均进尺3.5m，18天就完成了下导洞的掘进任务。扩挖阶段在各扩挖台阶打开施工面之后，每日保证1.3个循环，每循环掘进进尺均超过4m，每循环保证架设4榀拱架，总计经过60个日夜的奋战完成了景观带的开挖及初期支护。

7 结束语

通过该施工方案在景观带施工中的应用，笔者总结出以下几点体会；

(1)在隧道断面变化较多的隧道掘进施工中，要尽力利用一切可用资源，减少非必要投入，做到开源节流，提高经济效益。

(2)下导洞为二次扩挖提供了临空面，爆破效果显著提高，同时降低了一次起爆药量，减小了对围岩的扰动且光爆效果良好。

(3)下导洞起到了超前地质预报、排水卸压的作用，有助于确定景观带的实际施工段落，保证了施工安全。

(4)二次扩挖可多工作面同时平行作业，各工序持续时间也较长，工序转换次数少，像出碴和架设拱架还可以同时作业，施工进