浅谈西镇公路拴马岭隧道施工

李尚

摘 要：本文结合国道西镇公路拴马岭隧道的施工实践，就我国西南山区隧道施工的关键工序和技术控制进行了简要介绍。

关键词：公路隧道；关键工序；技术控制

国道210西乡至镇巴二级公路改建工程位于陕西汉中境内，全长68.308公里。中铁十九局集团六公司承建的F标拴马岭隧道全长2077.2m，净宽10.0m，限高5.0m。隧道采用新奥法设计，支护体系结构为复合衬砌，即以锚杆、喷射混凝土、钢拱架、格栅钢架等为初期支护，二次衬砌采用模筑混凝土，并在两次衬砌之间敷设土工布及防水板。现就主要工序和技术控制进行介绍。

1.地质条件

拴马岭隧道为越岭长隧道，最大埋深210m，隧道地处大巴山腹地，属地壳运动褶皱地带，与隧道平行200米有一条岩层断裂带，围岩主要为软质和硬质围岩，或软硬岩互层。

1.1软质围岩多为泥岩、泥灰岩，受地质构造影响极破碎，临空后快速风化，极易坍塌，地应力大，初支结构变形、破坏严重，实测收敛与沉降变形可达到1000mm和800mm，造成初支结构破坏，型钢拱架扭曲变形，喷射混凝土剥落。开挖时，局部地下水发育部位常产生大规模塌方；

1.2硬质围岩多为棕红色泥质页岩和灰色砂岩。泥质页岩质地较软，层间夹粘土，岩隙多含水，层间结合差，极易滑塌。受地质构造影响，岩体破碎，塌方体多呈碎石、粉末状。此类围岩地应力大，实测初支结构沉降、收敛变形大，单侧常超过400mm，初支结构拱架扭曲变形，喷射混凝土剥离脱落；灰色砂岩质地坚硬，岩隙富含水（承压水），整体呈碎石大块镶嵌结构。层间结合差，有临空面或受震动沿节理面常产生塌方。

2.洞口工程

2.1首先对洞口仰坡、边坡按设计一次性刷坡到位，且立即施做支护。边仰坡支护采用ф22砂浆锚杆，长3.5m，间距1.2m，分层梅花形布置。沿开挖轮廓线外10cm以8-12°的外插角布置锚杆，边仰坡面用网喷砼封闭，同时做好洞顶截水沟施工。

2.2洞口长管棚施工

在明洞外轮廓线以外施作C25混凝土套拱作长管棚导向墙，然后用电动钻机沿设计位置施工，钻机立轴方向必须准确控制，保证孔向正确，每钻完一孔便顶进一根钢管。钻进中，应经常测钢管钻进偏斜度，发现偏斜超过设计要求，及时纠正。

长管棚作业，应先打入φ89mm热轧无缝有孔钢花管，壁厚5mm，环向间距40cm。注浆后再打入无缝钢管，无缝钢管可以作为检查管，检查注浆质量；钢管接头采用丝扣连接，丝扣长15cm。为使钢管接头错开，编号为奇数的第一节管采用6m钢管，编号为偶数的第一节钢管采用4m钢管；然后进行长管棚预注浆，注浆采用水泥浆，进行分段注浆。

2.3开挖

Ⅴ级围岩采用预留核心土法开挖，工序为：开挖上断面→进行初期支护→开挖下断面核心→开挖下断面左右边墙→左右边墙底部支护→开挖仰拱部分→浇注仰拱→拱墙一次性衬砌。

Ⅳ级围岩正台阶开挖上半断面采用风枪钻孔，下半断面采用自制钻孔台车，人工装药。为了保证开挖轮廓圆顺、准确，维护围岩自身承载能力，减少对围岩的扰动，为下步工序创造有利条件，拱部采用光面爆破，边墙采用预裂爆破。

Ⅲ级围岩全断面开挖采用钻孔台车钻孔，人工装药。

3.超前支护

3.1大管棚施工工艺

施工时，对钻机立轴准确控制，以保证孔口的孔向正确，钻进中经常测钻进的偏斜度，如偏斜超过设计要求，及时纠正。

管棚注浆按固结管棚周围有限范围内土体设计，浆液扩散半径≥0.5m。注浆采用分段注浆。

注浆前进行注浆现场试验，注浆参数及缓凝剂掺入量通过现场试验按实际情况确定，以利施工；注浆结束后及时清除管内浆液，并用30号水泥砂浆紧密充填，增强管棚的刚度和强度。

3.2小导管注浆施工工艺

采用φ50小导管进行超前预注浆加固，其工艺流程为：钻孔→清孔→打入小导管→密封钻孔→注浆→堵塞注浆口。

小导管采用壁厚4mm的无缝钢管制作，长度5.0m，前端加工成尖锥形状，管壁四周按15cm间距梅花形钻设四排φ8mm压浆孔（尾部80cm不打孔）。小导管外插角7°，搭接长度1.0m以上，环向间距40cm，拱部120°范围布置。

注浆采用425普通硅酸盐水泥，水灰比1：1，注浆压力控制在0.5-1.0Mpa。为保证注浆不停顿进行，注浆前应认真检查注浆泵状态是否良好，配件是否齐全。

3.3锚杆施工工艺

工序：钻孔→清孔→插入药包、杆体 。钻孔采用YT28型风枪，锚杆预先在洞外加工制作。施工时，杆钻孔位置及孔深必须精确，锚杆要除去油污、铁锈和杂质；药包要浸水湿润后填满锚杆孔并捣碎。

4.初期支护

4.1φ22砂浆锚杆施工

系统锚杆及锚杆采用φ22砂浆锚杆，工艺流程：钻孔→清孔→安装锚固剂→插入杆体。钻孔采用风枪钻孔。施工时锚杆间距、钻孔深度必须满足设计要求，锚杆要除去油污、铁锈和杂质。

4.2钢筋网安设

钢筋网应随受喷面起伏铺设与受喷面的间隙一般为3cm，钢筋网的喷射砼保护层厚度不小于2cm；向钢筋网喷射时，喷头应稍微倾斜，以使钢筋网背后喷射密实；钢筋网应与锚杆连接要固，在喷射混凝土时不得晃动；钢筋在地面预制成网片后进行安装。

4.3钢支撑施工

钢支撑求预先在洞外结构件厂加工成型。钢支撑加工后试拼，允许误差：沿隧道周边轮廓误差≤3cm；螺栓孔眼中心间误差≤±0.5cm；钢支撑平放时，平面翘曲<±2cm。

4.4湿喷砼工艺

选用42.5号普通硅酸盐水泥；细度模数为2.5～3.0中砂，洁净质硬；粒径为5～10mm的碎石，要求级配良好；。

湿喷砼配合比：严格按照试验室提供配合比施工。砼喷射机安装调试好后，在料斗上安装振动筛（筛孔10mm），以避免超粒径骨料进入喷射机；用高压水冲洗干净受喷围岩面，而后即可开始喷射砼。

喷射时，喷嘴与岩面的距离控制为60～100cm；喷射方向尽量与受喷面垂直，拱部尽可能以径向方向喷射，风压控制在0.45～0.7MPa之间。一次喷射厚度不宜超过10cm，若需喷第二层，两层喷射的时间间隔为15～20min。喷射作业分片进行，按照先边墙后拱脚，最后喷射拱顶的顺序施喷。喷前先找平受喷面的凹处，再将喷头成螺旋形缓慢均匀移动，力求喷出的砼层面平顺光滑。

4.5临时支护措施

根据围岩监控数据的体现，如发现隧道初支收敛变化增大，及时采取增设临时护拱及临时仰拱进行支撑。

5.复合式衬砌

隧道衬砌采用12m长穿行式全断面液压衬砌台车，砼由洞外拌合站按配比生产砼，由砼输送车运至灌注地点，由砼输送泵泵送砼入模，插入式振捣器人工捣固。砼两侧对称灌注，两侧灌注高差不超过1m。砼灌注过程中注意振捣，防止过振或漏振。封顶由封顶口倒退逐一泵送砼，以确保拱顶砼回填密实，预埋注浆管。砼灌注完成后，按规范进行养生。防水板铺设的施工程序流程：施工准备→设盲沟、固定复合式防水板→焊接防水板搭接缝→质量检查→移动作业架→下一循环。

6.施工监控量测

6.1进、出口地表沉降观测

监控点布置按规范及设计要求进行布设。

注意事项：

布置测点时注意在位移量较大的地段将测点适当加密布置；地表量测与地下洞室监测同步进行，便于资料的相关分析；找出位移-时间回归曲线，求出最终净空位移量；量测数据及分析结果全部纳入竣工资料，备查。

6.2全断面施工法监控量测

监控点布置按规范及设计要求布设，详见上下台阶施工法监控量测部分内容。

7.结语

通过对以上关键施工环节进行了严格的技术控制，中铁十九局集团六公司施工的拴马岭隧道施工合格率100%，完全满足了设计要求。