隧洞开挖和初期支护施工技术要点分析

丁 华

(毕节公路工程处)

隧洞开挖和初期支护施工技术要点分析

丁 华

(毕节公路工程处)

主要阐述了毕节市关门山隧道改扩建工程隧洞开挖和支护施工技术要点。

关门山;隧道;工程;隧洞;开挖;支护

1 工程概况

关门山隧道位于贵州省毕节市市区，属贵州省级重点项目。隧址区地处贵州西北部高原侵蚀、溶蚀型低中山地貌区，位于毕节市区西出口关门山，地势起伏不大，隧道区附近海拔1500.7 ～1 559.80 m，相对高差59.1 m。隧道进出口地形较平缓，坡度15～33°，地表植被为农作物和少量灌木;本项目路基和隧道构成，隧区所在地域属亚热带湿润气候区，冬春半干燥夏季湿润型，冬长而冷，夏短而凉。年平均气温12.8℃，极端最低气温 －10.9℃，极端最高气温33.8℃。多年平均降雨量954.2 mm，多集中于夏季。场区主要气候灾害为干旱、冰雹、雪凝等自然灾害。其中路基长558.371 m，隧道长297.226 m、三车道宽13.75 m、单位负责关门山隧道改扩建工程项目施工，其中，左线施工桩号K0+000～K0+852.371，右线施工长度250 m，右线施工桩号K0+000～K0+250，右线施工长度250 m。根据设计图，进出口洞顶覆盖较薄，采用40 m长管棚超前支护，K0+244～K0+264段为明洞，K0+264～K0+345.259段为V类围岩，采用双侧壁导坑法，K0+345.259～K0+395.743段为IV类围岩，采用中隔壁法，K0+395.743～K0+445.019段为V 类围岩，采用双侧壁导坑法，K0+445.019～K0+464.729段为IV类围岩，采用中隔壁法，K0+464.729～K0+538段为V类围岩，采用双侧壁导坑法。右线部分利用老路，路基长250 m、黄线宽10～18 m、左线长852.371，左线隧道测设线位于设计中线左侧7.35 m的位置，隧道，左洞进口位于半径500 m的圆曲线内，左洞出口段位于半径800 m的圆曲线内，隧道进口向出口端位于2.245%的上坡段;我单位施工的关门山隧道进口段主要穿越围岩级别为IV、V级，隧道衬砌类型采用复合式衬砌。

2 洞身开挖施工技术要点

2.1 V级围岩开挖

V级围岩采用双侧壁导坑法开挖，隧道进出口洞口40 m段在大管棚护顶下进行施工。循环进尺控制在1.0 m左右，每天安排1.3个循环。局部地段需要爆破时，采取浅眼，少量装药预裂爆破。

开挖时，左、右侧壁导坑和中下部核心土采用长臂挖掘机开挖，长臂挖掘机的最大开挖高度达8 m，完全满足侧壁导坑的开挖高度要求。拱部核心土采用人工开挖、人工翻渣至下部。装渣采用装载机，运渣采用自卸汽车运输至路基填筑或弃渣场。每循环进尺0.8 m，设计每方用药量0.4～0.71 kg，总每循环总用药量 157.584 kg。

遇到个别孤石或局部围岩需要爆破时，人工搭设临时支架工作平台，采用风动凿岩机打眼，浅眼松动爆破。

2.2 Ⅳ级围岩开挖

Ⅳ级围岩段洞身开挖采用中隔壁导坑法开挖，循环进尺控制为1.5 m，每天安排1.5个循环。开挖时，能采用挖掘机开挖的，直接采用挖掘机开挖，减少爆破对围岩的扰动，提高围岩的自身稳定。当挖掘机不能直接开挖时，采用自制拼装式型钢台架作为工作平台，实施钻爆作业。台架分两层，每层高度为2 m，层面上铺设5 cm厚木板，台架长度采用3m。为便于安装和拆除，台架采用18#槽钢加工成定型构件，构件最小跨度控制为1.5 m，构件间以钢板螺栓连接成整体。

采用光面爆破、楔形掏槽，爆破后用长臂挖掘机或人工翻渣至下部后，装载机装渣，自卸汽车运输至路基填筑或弃渣场。

余三部按周边孔0.6 m、掘进孔0.8 m的间距布置爆孔，装药集中度按0.4～0.7 kg/m钻孔爆破开挖。爆破时必须充分考虑二次衬砌砼的龄期，确保爆破震动速度满足设计要求。

3 初期支护施工技术要点

3.1 钢支撑

(1)制作加工

初期支护钢架由洞口加工场加工，型钢钢架采用冷弯成型，按设计要求分单元加工，并且利用汽车将钢架运输到现场进行安装。确认型钢钢架设计图无误后，按1∶1比例进行实地放样，设置型钢钢架加工平台，将加工好的各个单元放在样台上试拼，沿大样周边轮廓误差不大于3 cm，连接各单元的螺栓孔中心距公差不超过±0.5 mm，钢架平放时，平面翘曲小于2 cm。

(2)钢架架设工艺要求

安装前清除底脚下的虚碴及杂物。检查开挖断面净空，合格后即安装型钢钢架，型钢钢架与隧道中心线垂直，连接要做到上、下端螺栓孔对齐。各单元型钢钢架拼装完并检查无误后，按设计要求打φ42锁脚小导管，焊接Ф22纵向连接筋，环向间距0.6m，拱脚(或墙脚)超挖时，采用钢垫板调整。

3.2 锚杆

本隧道Ⅳ级围岩设计为Ф22药卷锚杆。施工采用风动凿岩机按设计间距钻孔，孔深达到标准后，用高压风清除孔内岩屑;药卷填充锚杆孔后插入锚杆，安装锚杆垫板。Ⅴ级围岩设计为Ф25中空注浆锚杆，施工采用风动凿岩机按设计间距钻孔，孔深达到标准后，用高压风清除孔内岩屑;用注浆泵将水泥砂浆注入孔内，砂浆填充锚杆孔体积的2/3后停止注浆;及时将锚杆杆体插入孔内，砂浆强度等级为M30。

3.3 钢筋网

Φ8钢筋网网格间距按设计要求施作。投入使用的钢筋必须进行拉直处理，并且要保证钢筋表面的清洁，不能出现锈蚀以及污染等现象。在进行钢筋网的安装时，必须保证钢筋焊接的长度为1～2个网格。铺挂钢筋网时，沿环向压紧，钢筋网随受喷面起伏铺设，与受喷面的间隙一般不大于3 cm。与锚杆或其它固定装置连接牢固。开始喷射时，缩短喷头至受喷面的距离，并调整喷射角度，钢筋保护层厚度不得小于4 cm。喷射中如有脱落的石块或混凝土块被钢筋网卡住时，应及时清除。

3.4 喷射混凝土

在进行混凝土的喷射时，采用的主要喷射方法是湿喷，为了保证混凝喷射的质量以及工作效率，因而在每一个掌子面都配备一台湿喷机器。混凝土的拌和应该是在洞外进行拌合，在拌和中必须对混合料的配合比进行严格的控制。

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［2］赵存.武广客专隧道喷射混凝土施工技术总结［J］.科技资讯，2009，(18):34 －35.

［3］惠彬永.刘建锁.特殊地段隧道开挖施工技术研究［J］.山西建筑，2010，(7):78 －79.

U442

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1008－3383(2014)04－0115－01

2013－11－11

丁华(1979－)，男，贵州毕节人，中级工程师，从事交通土建施工管理研究。