十天线金洞隧道大变形段施工技术

摘 要：本文结合十天线金洞隧道实际工程情况，对在此类地质、工程情况下的隧道大变形施工技术进行了总结、探讨，并提出相应对策建议，对隧道工程的施工具有一定的实际参考价值。

关键词：隧道 大变形段施工 技术

中图分类号：U45 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）06（c）-0093-02

隧道工程是一项设计复杂、施工复杂、质量要求严格、且隐蔽性很强的系统工程，尤其对于某些工程地质较差地段，隧道施工尤为艰难，且易造成塌方等严重的工程事故。本文结合十天线金洞隧道的实际工程情况，对在此类地质、工程条件下的隧道大变形施工工艺进行了总结、探讨，并提出相应对策建议，对隧道工程的施工具有一定的实际参考价值。

1 工程概况

1.1 工程简介

金洞隧道位于国家高速公路十堰至天水联络线，陕西境内汉中至略阳（陕甘界）公路段，隧道全长2380 m，是略阳连接线上最长的一座隧道。

1.2 工程地质

金洞隧道原设计围岩为中风化片岩，裂隙较发育，岩体呈碎石压碎状结构，基本为V级围岩。但在具体施工中，发现围岩极差、洞内岩层含水量大、富水岩层暴露空气有泥化现象、初支下沉量大、局部地方有偏压现象，开挖易造成塌方。

2 工程难点

针对金洞隧道工程地质原因，隧道施工采用了双层I18、I20、I22型钢，φ50 cm，锚杆23根Φ42×4×4.5 m注浆小导管。但在此种强支护下，仍出现了初支表面开裂、钢支撑变形、左侧拱腰出现喷射混凝土剥落、局部初支下沉倾线等现象，因此将施工方法变为大变形段施工。

3 大变形段初支施工工艺

3.1 超前钢管施工

该段掌子面围岩为强风化绿泥石片岩，岩体破碎，拱顶围岩呈绿色，用手即可剥落。两侧围岩呈灰白色，手捏呈粉末状，有弱膨胀性，开挖即会引起拱顶就大范围的塌落现象。因此在开挖前对掌子面进行封闭，再打超前注浆小导管，根据围岩的实际好坏隔一循环打一次，不断的调节插入的角度，小导管从拱架腹部穿过并焊接。以此来减少围岩的塌落，同时也构成一个安全的施工空间。

由于岩层含水量大，在注浆时遇到了注浆量少的问题。现场采用注浆口设止浆塞，注浆顺序从两边拱脚到拱顶对称向上注浆，对每根管在第一次注浆后两三分钟进行二次注浆的方法，保证注浆量。

3.2 掌子面开挖

开挖采用三台阶开挖、预留核心土法。开挖顺序为先进行上弧导坑开挖，拱部初期支护；再进行预留核心土开挖，下台阶中部开挖；然后进行下台阶侧壁部开挖，下台阶初期支护。开挖时尽量避免放炮造成的岩体扰动，拱顶采用人工开挖，两侧采用机械开挖，开挖后立即对岩面进行初喷。

3.3 钢支撑安装施工

为保证拱架弧度满足设计要求，踩用两台冷弯机分别对两种型刚进行加工。在钢支撑安装前进行成品拼装检查，符合设计要求，拱架焊接点要错开，不能出现在同一截面，严禁钢支撑加工拱架焊接点和法兰盘连接处出现在隧道拱顶，在钢材实验合格方可使用。初支采用双层钢架，内层为H175型钢，外层为I20型钢，拱间距为50 cm。在钢支撑安装时，要留有足够的变形量，先进行内层H175型钢安装，螺栓要上齐全，法兰盘骑缝焊接，拱脚垫设钢板。为了使钢支撑更好的受力，现场根据实际情况，对Φ25连接筋进行“[”形加工，让连接筋和拱架腹部有足够的焊接面，间距0.5 m，同时在两侧拱脚处采用I16型钢对两钢支撑的腹板连接进行焊接。为了使双层拱架更好的受力，减少施工难度，在H175型钢施工一段后，根据现场监控量测资料，待H175型钢下沉趋于稳定后进行外层I20型刚施工，施工方法同H175型钢施工工艺。

3.4 中空自进式锚杆施工

由于隧道复杂的围岩情况，采用中空自进式锚杆施工。中空自进式锚杆主要用于断层破碎带开挖支护施工，在复杂地质条件下取代普通砂浆锚杆，克服了普通砂浆锚杆诸如塌孔、无法插杆、注浆不饱满等难题，发挥了锚杆支护的作用，提高了围岩的承载能力，保证了围岩的整体稳定，具有较好的应用价值。

锚杆的安装如下。

（1）使用前，检查钻头、钻杆是否通气，如有堵塞应处理通畅后使用。

（2）连接钻头和锚杆、钻机和钎尾、钻机连接套和钎尾、锚杆和钻机连接套。

（3）锚杆对准设计的锚空位置，钻机应先给水，然后钻进，由于岩体破碎，在钻进时钻头易堵塞，因此应放缓钻进速度，做到多回转，少冲击，时刻注意水从钻孔流出的状况。在遇水堵塞时，后撤锚杆50 cm左右，反复扫孔后等水通畅后慢慢推进。

（4）用钢管将止浆塞通过锚杆外露端打入孔口10 cm左右作为封孔进行注浆，锚杆根数应符合设计要求。锚杆注浆应在喷射混凝土完后进行，注浆前应对注浆设备进行检查，调节好浆液的水灰比，整个注浆过程应连续灌注、不停顿，必须一次完成，观察浆液从止浆塞边缘流出或压力表达到设计值，即可停泵。

3.5 喷射混凝土施工

喷射混凝土具有支护及时、强度高、密实性强、操作简单、灵活性大等优点，特别是在软弱围岩地质条件下，配合钢拱架和系统锚杆作为联合支护，其优点更为明显。就新奥法原理而言，容许围岩产生变形，同时在围岩变形过程中，通过围岩自承体系和支护结构对围岩变形进行控制，达到让围岩变形的适度释放而不是彻底释放的目的。喷射混凝土的风压、水压、喷头与喷面的距离、喷射的角度、喷射的粒径影响着对喷射混凝土的强度和厚度的控制。由于该段是富水岩层，岩层含水率大，造成围岩粘结性差，在开挖时有小范围的塌落，喷射混凝土时仍有小块不停跌落，在喷射混凝土施工中遇到回弹率过大和局部受自重影响拉掉岩层的现象，这给施工带来了一定的难度。在喷射过程中应严格按施工配合比拌料，尽量保证骨料的连续级配。在喷射过程中不断调整喷射参数，保证混凝土的强度和厚度。

3.6 衬砌施工

仰拱单层施工拱架成环布设，为增加仰拱地基的承载力，在钢筋混凝土施工时，预埋Φ160PVC管，管口外裹土工布，防止管内堵塞。待仰拱施工完后，采用Φ89×6钢管桩加强仰拱地基承载力，管长8 m，环×纵=2m×3m垂直打入仰拱，采用高压注浆。二衬主筋采用Φ28钢筋，厚度为80 cm，待初支下沉平稳后方可进行二衬施工。

4 施工工程质量保证措施

（1）认真审核图纸，领会设计意图，做好技术交底，明确质量要求及注意事项。

（2）施工方法采用环形核心土开挖方式，掌子面与仰拱距离应控制在15 m左右。

（3）加强洞内排水，打超前排水孔，采用橡皮管引至离掌子面30 m外的中心排水沟，中心排水沟前端设挡泥坝，及时清理泥化的底层，保持中心排水沟排水畅通，仰拱底禁止积水。

（4）加强现场监控量测，多设监控点，分别对初支、二衬、仰拱测量，做到水准仪一天一测，全站仪三天一测，初支应每天做收敛测量。同时，做好测量和收敛现场记录，及时对测量资料进行整理、分析，对出现变形较大的及时上报。

5 结语

上述是本人对十天线金洞隧道大变形段施工技术的简单总结，由于各地地质差异、隧道施工复杂，大变形段施工技术在不同地质条件、施工环境等情况下的应用、改进还有待进一步的总结、探讨。

参考文献

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[4]公路隧道施工技术规范.北京：人民交通出版社，2009.