摘要：軟弱圍巖隧道淺埋段施工是隧道施工的難點(diǎn)。本文結(jié)合某鐵路大跨度隧道工程的成功實(shí)踐，詳細(xì)闡述了軟弱圍巖隧道淺埋段施工方案和施工方法，并成功償試了全斷面施工方法，有效的保證了隧道施工進(jìn)度、質(zhì)量和安全，可供同類工程施工參考。

　　關(guān)鍵詞：軟弱圍巖; 隧道; 施工

　　Abstract: weak rock tunnel construction stage is shallow buried tunnel construction of difficulty. This paper based on a large span railway tunnel engineering practice of success, and expounds the weak rock tunnel construction scheme in the shallow section and construction method, and successfully tried to rein in the whole section construction method, the effective guarantee the tunnel construction progress, quality and safety, for similar project construction reference.

　　Keywords: weak rock; Tunnel; construction

　　中圖分類號： U455 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

　　1、 工程概況

　　某鐵路隧道全長3635m，出口端Ⅱ類圍巖長達(dá)246m，埋深20～30m之間，該段地層巖性主要為太古界太華群片麻巖夾片巖，大部分巖體受構(gòu)造影響較重、節(jié)理發(fā)育、風(fēng)化頗重，表層5米風(fēng)化嚴(yán)重、圍巖松散破碎。隧道開挖寬度為13.0米，開挖斷面達(dá)130m2。洞口段風(fēng)化嚴(yán)重，巖層自穩(wěn)能力極差。

　　2、 施工方案

　　(1)洞口加固。隧道出口仰坡坡率約為1：0.75，與設(shè)計(jì)坡率相當(dāng)， 勿需作大量的仰坡清刷，只需除去坡面植被和浮土，使仰坡坡面平順。洞口采取錨、網(wǎng)、噴砼聯(lián)合加固。(2)洞身開挖。隧道出口圍巖軟弱，洞身開挖采取半斷面法。上半斷面以起拱線下1米控制，下斷面以邊墻底控制，最后進(jìn)行仰拱開挖，見圖1，圖中1為上半斷面開挖，2為下半斷面中槽開挖，3為下半斷面馬口跳挖，4為微仰拱開挖，開挖采取弱爆破、短進(jìn)尺，上半斷面循環(huán)進(jìn)尺0.8～1.0米，下半斷面循環(huán)進(jìn)尺1.0～2.0米，強(qiáng)支護(hù)、及時(shí)支護(hù)措施，臺階長度15～20米。在隧道襯砌輪廓線以外的周邊，按開挖循環(huán)所需長度，將小導(dǎo)管打入圍巖，利用注漿機(jī)的泵壓使?jié){液通過小導(dǎo)管管體的注漿孔滲透、擴(kuò)散到圍巖孔隙中，封閉地層中的縫隙、填充地穴，從而使圍巖的物理力學(xué)性質(zhì)得到改善和提高。施工支護(hù)為：超前小導(dǎo)管長l=4.0米，環(huán)向間距0.4米，外插角8～10°。φ22砂漿錨桿，長度為l=3.0米，隧道每米27根;鋼筋網(wǎng)沿隧道縱向采用φ10圓鋼，橫向采用φ6圓鋼;格柵鋼架每3榀/2米，拱墻均設(shè)，噴射砼厚15厘米。

　　3、施工方法

　　(1)洞口加固。洞口邊仰坡采用φ22錨桿、鋼筋網(wǎng)及噴射砼防護(hù)。錨桿長l=3.5米，間距為1.2×1.2米，梅花形垂直巖面布置，錨桿外露5cm。錨桿安裝后，在坡面上初噴5 cm厚的200#砼，然后布設(shè)鋼筋網(wǎng)覆蓋，同時(shí)在錨桿頂部設(shè)25cm×25cm厚10mm的錨桿墊板，將鋼筋網(wǎng)焊接在錨桿上，以形成統(tǒng)一的受力體系，最后復(fù)噴砼10 cm，見圖2。進(jìn)洞前，在隧道拱部開挖弧形以外布設(shè)超前小導(dǎo)管，小導(dǎo)管的安設(shè)采用鉆孔打入法。將風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)回轉(zhuǎn)爪拆除，借助沖擊錘將小導(dǎo)管導(dǎo)管打入巖體，外插角為8～10°。對強(qiáng)行打入的小導(dǎo)管在注漿前要用高壓風(fēng)沖洗管內(nèi)砂石。注漿前，首先進(jìn)行壓水試驗(yàn)，以便檢查機(jī)具設(shè)備是否正常，管路連接是否正確。注漿壓力控制在0.5～1.5Mpa之間，單管注漿量達(dá)到0.05m3時(shí)，應(yīng)立即停止注漿。注漿漿液采用單液注漿，水泥為425#普通硅酸鹽水泥，水泥漿液水灰比為1：1～0.8：1，單管注漿量為：Q=π×R2×L×n×a×β，式中 R為漿液擴(kuò)散半徑，拱部為20cm;L為小導(dǎo)管長度，3.5米;n為巖體空隙率，經(jīng)測試為0.11; a為漿液充填率，取0.85;β為漿液損耗系數(shù)，取1.15，單根小導(dǎo)管注漿量為0.05m3，注漿結(jié)束8小時(shí)后即可進(jìn)行開挖施工。

　　(2)洞身開挖。 隧道開挖采用手持風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)鉆孔，眼孔直徑為φ43mm，周邊眼間距為30cm，采用直眼掏槽法，非電毫秒雷管起爆。開挖爆破設(shè)計(jì)見圖3。在上半斷面開挖進(jìn)尺55m左右，進(jìn)行下半斷面拉槽進(jìn)洞。首先組織機(jī)械將洞口路基土石方完全挖掉。根據(jù)設(shè)計(jì)情況，將下導(dǎo)坑邊仰坡一次刷夠，并將開挖輪廓線外部分用噴射砼噴覆。下半斷面進(jìn)洞采取先拉中槽，再分段跳挖馬口，形成多個(gè)工作面，加快施工進(jìn)度。中槽開挖寬度為5～6米，便于機(jī)械化作業(yè)。跳挖馬口相互錯(cuò)開，馬口長度以2～3米為宜，間隔10米左右。每開挖完一個(gè)馬口，立即組織人力進(jìn)行初期支護(hù)，使格柵鋼架閉合成環(huán)，以形成強(qiáng)有力的初期支護(hù)，防止圍巖大范圍變形形成坍塌，見圖5。初期支護(hù)手段采用格柵鋼架、噴砼和錨桿、鋼筋網(wǎng)相結(jié)合。根據(jù)支護(hù)成形至砼襯砌前這一段時(shí)間噴砼表面觀察情況，僅有少數(shù)幾條微小裂縫，說明強(qiáng)有力的初期支護(hù)對隧道施工安全，特別是軟弱圍巖地段具有重要的作用。其中，隧道DK83+536~+520段，由于圍巖松散破碎，節(jié)理發(fā)育，爆破效果并不理想。爆破后，隧道拱部出現(xiàn)了較大面積超挖，其中拱頂最大超挖達(dá)80cm。又因作業(yè)人員為圖方便，節(jié)約材料，加之施工現(xiàn)場監(jiān)管不力，采用了掛板砼支護(hù)，甚至在格柵鋼架背后采用干砌片石回填，由于巖體應(yīng)力重分布，致使該段掛板砼出現(xiàn)開裂現(xiàn)象，后采取了注漿加固，才幸免坍塌事故的發(fā)生。其后施工立即進(jìn)行拱部初噴作業(yè)，以盡早封閉巖體，減緩圍巖變形。然后施作錨桿、鋼筋網(wǎng)、格柵鋼架和復(fù)噴砼至設(shè)計(jì)厚度，使錨桿、鋼筋網(wǎng)、格柵鋼架和噴射砼形成了統(tǒng)一的受力整體，抑制了圍巖變形，確保了施工安全。施作格柵鋼架的同時(shí)，在拱腳需施工鎖腳錨桿，以保證下部開挖時(shí)巖體的穩(wěn)定。隧道上半斷面開挖110米左右時(shí)，現(xiàn)場圍巖地質(zhì)調(diào)查，圍巖節(jié)理由發(fā)育逐漸變?yōu)檩^發(fā)育，無涌水，僅有少量滲水，圍巖裂隙明顯減少，完整性較好，輕微風(fēng)化，且隧道埋深約為25～35米，對此后的開挖采用全斷面掘進(jìn)施工，循環(huán)進(jìn)尺控制在1.5～2.0米以內(nèi)。在施工中，嚴(yán)格爆破用藥兩則是控制爆破效果的重要環(huán)節(jié)，掏槽采用斜眼掏槽方式，光面爆破技術(shù)?，F(xiàn)場做好圍巖地質(zhì)調(diào)查，一旦巖層變差，立即采取有效措施，如改變開挖方法、超前錨桿等，施工支護(hù)必須及時(shí)施作，保證其施工質(zhì)量。全斷面開挖施工，盡管光爆效果不是很理想，但杜絕了軟弱圍巖容易發(fā)生坍塌事故的出現(xiàn)，經(jīng)斷面檢測，開挖端面均控制在規(guī)范允許范圍內(nèi)，保證了快速施工生產(chǎn)、安全和工程質(zhì)量。

　　4、結(jié)語

　　軟弱圍巖大跨淺埋地段施工，施工支護(hù)起著關(guān)鍵性的作用，及時(shí)施作強(qiáng)有力的施工支護(hù)，能減緩或阻止圍巖變形，避免坍方事故;軟弱圍巖施工現(xiàn)場管理尤為重要，施工生產(chǎn)管理者工作責(zé)任心的強(qiáng)與否，管理力度的強(qiáng)與弱，將直接影響工程質(zhì)量的好壞和施工安全;軟弱圍巖大跨淺埋地段施工應(yīng)勤于現(xiàn)場地質(zhì)勘查，準(zhǔn)確掌握圍巖地質(zhì)情況以及變化規(guī)律，認(rèn)真分析、研究，及時(shí)調(diào)整施工方案，合理安排各道工序，有條件時(shí)采用全斷面施工是提高軟弱圍巖施工生產(chǎn)進(jìn)度的有效途徑。

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