关于三车道断面公路隧道软弱围岩施工方法探讨

2018-03-29

四川水泥 2018年1期

(四川川交路桥有限责任公司市政分公司, 四川广汉 618300)

随着当前我国的经济发展越来越快，可以有效推进各项基础设施建设，其中公路作为交通运输中重要的枢纽，在当前经济发展态势下得到大力推进，由此出现需要高等级的公路建设工程，最为显著的特征就是车道由双车道逐渐向三车道方向发展。而在三车道建设工程中，公路隧道的矢跨比比较小，而且在开挖之后会对其围岩稳定带来一定的不良影响，尤其是隧道需要穿越软弱围岩的情况下，此时就需要在施工中采取量化的开挖方法以及良好的施工方法[1]，从而有效保障施工过程中的安全性。在本文中重点分析隧道软弱围岩的施工方法。

一、工程概况

在本文中选取某公路建设项目作为案例进行分析，此公路隧道属于一项重要的工程。公路需要穿过某山，将之前的双车道扩至三车道隧道，其中需要的开挖的最大宽度是20m，而设计的时速是100km／h，其中隧道的左线全长手术3703m，而右线的全长是 3672m，隧道所经过地区的位置属于剥蚀低山类型的地貌和岩溶地貌，隧道洞身所穿越的地质情况有：泥质灰岩，页岩、泥岩、泥灰岩以及砂岩，而在泥灰岩区段中，呈现处较为松散的情况，同时其地下水也十分丰富，此段路的施工难度比较大。

二、分析特殊地段的施工情况

（一）大溶洞的充填区施工情况

由于公路所通过的隧道其左线的开挖位置一直达到LKl2+882，在此段工程中，周围的岩石都是夹角砾碎石和孤石，其稳定性较差，再加上该地区的地下水较为丰富，在左侧还出现较多股涌水的情况，此外，此拱部和右侧的地下水还呈现出淋雨状，在向前开挖过程中，其粘土的含量会越来越高，大约是80%。在施工中就需要实施超前探孔以及探明等方式处理这一大型的溶洞，即对此区域实施填充。而在本次施工中，运用的是超前地质的预报技术[2]，并在开挖施工中采用自进式的锚杆和小导管作为重要的超前预支护方式，具体情况如下：

1超前地质的预报技术施工

在此公路建设中，超前地质的预报方式运用的是物探和地勘相结合的手段进行辅助施工，其中物探技术主要运用的是TSP以及地质雷达手段；而在地勘技术中则主要运用的是地质钻机进行施做探孔，并能够保持其深度和基岩面之间形成垂直。而施工人员在开挖的过程中就需要保持每个循环的补打工具是短探孔，其中探孔长度大约为5m，同时在拱部和两腰位置分别打设，从而不断提升探孔的预报精度。

2分析超前支护情况

在施工过程中，施工人员主要考虑大管棚的工作间开挖工作由一定的难度，而且LKl2+884至LKl3+046段许多设置76自进式的锚杆超前预支护。其中自进式的锚杆长度大约是20m，而环向的间距大约为40咖，其纵向的搭接为5m，一共设置 4环。但是为了能够更好地防止其在开挖中不会导致溶洞中的充填物滑出，此时在管棚间可以设置超前的小导管进行辅助注浆以及加固，这就有效保证开挖的轮廓线外可以形成大约1至2m注浆的加固圈。此外，在施工时需要保障小导管能够沿着隧道开挖至轮廓线的周边，其角度大约为15度至30度外插角实施打入岩层当中，其中小导管的长度为4.5m，而环向的间距是40cm。在中下层中实施超前支护的方式，主要采用的是42号注浆小导管实施超前预注浆以及加固。

（二）具体开挖方法分析

在开挖过程中，主要运用的是三台阶实施开挖，在上台阶的环形中掏槽并预留核心土，而在中下层则需要左右错进进行施工，而且开挖过程中则可以运用的是微台阶施工，同时控制好台阶的长度，大约为4至6m，而中下层和左右错进的距离可以控制在3至5m的范围中。具体的支护参数情况如下：初期的支护中采用的是小导管(其中943注浆导管中可以采用勉5中的空注浆锚杆作为系统锚杆，其中 L=4.6m，而的梅花型布置)、喷射的混凝土其厚度为28cm、钢筋网(Ф6．5，@=20cm)，在初期支护中，20b的工字钢可以起着加劲的措施，纵向的间距是 0.5m，而在上层和下层中，其拱脚的每个侧面都能够运用 2根Ф实施注浆的小导管。

（三）分析仰拱和衬砌施工情况

1、在该段施工中，仰拱需要尽早的落底成环形状，而且仰拱的施工面中其距离通过下层开挖的方式，保持其断面低于5m，而仰拱的错进中则采用左右方式进行错进，其错进的距离控制范围为3至5m。

2、在仰拱完毕之后，需要尽早十四衬砌，而且衬砌中的每组沉降缝的设置都需要给予高度重视，并控制好沉降缝的大小。

3、衬砌面需要埋设一个永久观测点，同时可以保持每组衬砌都埋设一组桩，能够长期实施观测隧道发生沉降的情况。

二、总结软弱围岩的施工技术

在三车道建设工程中，断面公路中的隧道经过软弱围岩的情况，在施工过程中存在一定的风险，而且施工的难度也比较大，通过选用科学施工方案以及良好的组织范式，能够提升施工的安全性。

（一）择用施工方法

在三车道的公路隧道建设中，由于断面较大的情况，而且通过软弱围岩实施开挖，此时就需要优先三台阶的临时仰拱方式进行施工，或者采用侧壁的导坑法，此方法的机械化程度非常高，而且施工的速度比较快，尤其在富水的地层中能够发挥超前降水作用。而在三台阶的临时仰拱施工方法可以在少水或者是贫水地层中运用。但是在岩溶的地层中则可以实施迂回导坑方法而绕过工程所经过的危险区，同时也可以有效增开工作面，提升施工的速度。

（二）技术手段

1在施工前，需要超前对地质条件进行预报工作。在这一过程中可以采用的是长、中、短距离的系统实施预报，并将地质预报情况作为施工的工序。其中长距离可以采用的是TSP以及地质雷达方式，有效掌握地质情况；而在短距离中，则可以采用的是地质钻探方法实施勘察地质[3]，如钻孔5m、30m以及50m而有效揭示出地质的实际情况。

2认真做好监控量测的工作，可以不断总结发生变形的规律，进而给施工方法良好的指导，并根据实际情况而不断完善措施方案。

（三）做好施工的支护措施

首先，根据实际的监控量而测数据，可以掌握增大预留中的沉落量，并且对大断面中隧道V级的围岩而给予良好的控制，其范围大约是20cm至25cm；其次，自身刚度的施工需要给予良好的支撑结构，其中格栅中的钢架主筋需要大于25cm，而内衬则实施“8”字节；最后，加强超前的支护，即通过超前的大小管棚进行改良以及加固地层，消除地层中的塑性变形问题。此外，还需要加快封闭初期的支护，此时可以运用微台阶方法进行控制其初支悬臂的长度。