[12-11 17:00:56] 来源：http://www.tmgc8.com 隧道工程 阅读：3274次
1、工程概况
南秦河隧道是蓝商高速公路中的一座（分离式双洞）长3467m的隧道，位于商州市境内。隧道进口段位于3座大山的环包之中，以30°角斜穿302省道，斜交长度40米。隧道拱顶距省道路面（覆土厚仅8~9m）。
隧道进口段120m范围的主要地层为残破积粘性土、碎石质粘性土、人工填土（石）、山涧冲沟淤积层、强风化晶屑熔岩、弱风化晶屑熔岩，地下水发育。
2、设计方案
原设计采用大开挖设计方案，截断302省道，施作明洞，然后再恢复省道；在施工期间，修建临时便道维持通车。经反复论证，为最大限度地保证公路通行，最后决定改用“大管棚超前支护，暗挖施工”的方案。
大管棚采用 ￠108热轧无缝钢管（壁厚6mm）施作，沿隧道拱部150°角范围设置38根，间距45cm。小导管采用￠50热轧无缝钢管（壁厚5mm) 制成，长度为5m。在大管棚穿过地段，小导管沿隧道纵向每2m设置一环，小导管相对隧道中轴线的外插角为14°；在大管棚没能达到的地段，采用双向小导管作为补充，小导管沿隧道纵向每1m设置1环，相邻两环小导管的外插角分别为14°和30°环向间距50cm. 依次交替其成梅花状设置。
初期支护设计为系统锚杆，双层钢筋网，工字钢支撑，湿喷混凝土。湿喷射混凝土采用C20，厚度为25cm 。锚杆采用 ￠25中空注浆锚杆，长350cm, 沿隧道全断面布设，纵横间距为50cm ×100c m,锚杆中注水泥浆。钢筋网采用￠６钢筋制成20cm×20cm的钢筋网片。钢支撑采用18号工字钢，沿隧道纵向0.5 m设置1榀，每榀之间采用￠22螺纹钢筋连接，连接筋环向间距为1.0m。二次初砌采用Ｃ25防水钢筋混凝土，衬砌厚度50cm。采用整体模板台车施工防水混凝土的综合措施。防水采用在岩壁和初期支护中设置多重半圆管，二次衬砌背后设置EVA复合防水板，施工缝设置止水条，变形缝设置止水带。
３、施工组织及措施
3.1 管棚的施工
在隧道进口段特殊的水文地质环境下，若采用大管棚通常的施工方法，即“先施工明洞，在明洞上施作套拱，利用明洞作平台再施作大管棚”，势必要将302省道边坡开挖至隧道底部高程，省道路肩路基明显偏压，加上雨水、地下渗水浸泡冲刷，极易导致洞口路基失稳而滑塌，引起行车道断裂，危及行车进洞安全，甚至导致整个变更方案的失败。为避免意外，施工时采取了超“常规”的做法，即在省道路基边坡上，在管棚位置轮廓下，开挖台阶式小平台，安装钻机，施工大管棚。
为避免钻孔不侵入隧道开挖限界，在测量放线时特意将大管棚的孔位，在开挖轮廓线上放大了25cm，开钻时，钻杆与隧道中轴线成5°角施钻。采用MJG --50型和CIR--90型地质钻机钻孔，从拱脚开钻，依次从两侧向拱顶施工。施工中，为避免在大管棚全部安装后注浆出现浆液穿至相邻孔位，堵塞钢管，导致部分钢管注浆困难的情况发生，采取了钻１孔，安装１孔，注（浆）１孔的施工方法。
大管棚设计成奇数，孔位安装有孔钢管，偶数孔位安装无孔钢管，但在施工时发现，注浆量达不道设计量，由此推测钢管四周扩散半径难以达到设计值。后通过在相邻孔位打孔，佐证了这一点。为使大棚尽可能发挥设计的作用，施工时将偶数孔的钢管改成了有孔注浆钢管，作为对奇数孔注浆的补充。
钢管采用3m和6m两种长度，奇数孔位和偶数孔位第一节钢管分别采用3m和6m管，以使相邻孔位的钢管接头不在同一横截面上。钢管利用悬锤和挖掘机推入孔内，通过对口焊接加帮条（5mm钢片）焊接连接。
注浆采用UBJ3型挤压式灰浆汞施工。注浆液为纯水泥浆。注浆自钢管底部向口部分段进行。注浆量以设计参数为基础，通过试验确定最佳注浆量。在注浆压力达到3Mpa，并稳定10~15min后，终止注浆。每根钢管注浆完成后，及时用压力水清除钢管内的浆液，随后将钢管内注满M30水泥沙浆，以增强钢管的刚度和强度。
3.2 双向超前小导管施工
南秦河隧道斜穿302省道路基长达40m。而大管棚超前支护施工长度仅26m，要在洞内继续施工大管棚，必须先要设置大管棚工作室，势必在隧道设计开挖轮廓线外扩大1m以上开挖，长度至少3m。这样做不仅在公路下方停留的时间长，加大了不安全因素，且费工费时。鉴于此，施工中采用设置“双向超前小导管”部分替代大棚管。www.tmgc8.com
小导管管壁四周钻￠8小孔，作为压浆孔；钢管前端加工成尖锥状，尾部焊上加劲箍。超前小导管采用风枪打眼。利用冲击锤置入孔中。管内注浆采用UBJ3型挤压式灰浆泵。小导管尾部尽可能同钢拱架或系统锚杆焊接，以便共同受力。
3.3 施工明洞和套拱
右洞进洞开挖前，为避免洞口右侧挖除边坡后的公路路基滑塌，分次施作明洞；在明洞之上施作了套拱，将大管棚外露端包裹其中。
左洞进洞口拱部右半部⒊5m高范围位于302省道的挡墙内。经过挡墙下探孔观察，发现挡墙墙体仅60cm厚为浆砌，其余皆为干砌片石。为防止开挖洞口引起挡墙垮塌，在开挖洞口之前，对挡墙墙体下部5m高范围压注了水泥浆。压浆即加固了挡墙，又堵住了挡墙5m高度范围缝隙的渗水。挡墙开挖后，沿开挖弧面及时设置了4根工字钢支撑，并浇注混凝土，形成一个有钢肋的混凝土拱，确保了挡墙的安全。之后，施工明洞和套拱。
４、正洞的施工
经过技术经济比较，确定采用较经济可行的“留核心土开挖法”进行施工。结合初期支护中钢支撑的分节弯制长度，将隧道开挖分为3个台阶，六部分施工法，开挖每完成1部，即初喷混凝土5cm，封闭岩面；接着架立钢拱架，同时，在钢拱背后张挂钢筋网，利用干硬混凝土填充钢支撑与开挖轮廓间的空隙；随后打孔安装系统锚杆，再分2次完成喷混凝土。
施工中，把公路路面沉降观测、超前地质预报、拱顶下沉、收敛量测、钢支撑受力量测作为围岩量测的重点。依据量测数据和时间位移坐标图分析，作出了分小段及时初砌的决策，有效阻止了围岩和初期支护的过量形变，保证了施工安全和施工质量。
由于二次衬砌设计为钢筋混凝土，从钢筋绑扎到完成立模有一个时间过程，洞口段偏压明显，加之边墙基坑中积水难以完全排除，同时偏压的土体受公路行车动载的影响，变形速度和量值明显加大。为确保施工安全和质量，采取了每开挖1段，即及时衬砌1段的措施。因而在洞口段，先后施作了4、4、6、6m共4个小段衬砌。
５、施工技术安全保障措施
开工之前，在分析地质、比选方案，确定施工步骤时，充分认识到该段工程采用暗挖施工的风险和可能出现的意外，针对各种不利条件和种种可能的意外，施工单位制定了应对措施。
5.1 成立“监控量测小组”，专职负责对洞内外量测项目的监控量测，随时整理分析数据，反馈信息。
5.2 施工中严格遵循以下８项原则：不打眼（对土质或强风化层，采用挖掘机或风镐开挖）；多打眼（对开挖面中局部存在的硬岩，加密打眼）；打浅眼（炮眼深取50~75cm,满足架立1榀钢支撑）;放小炮(严格控制1次放炮孔数);弱爆破(爆破以松动岩石为目的);强支护(开挖后各种初期支护及时完成,速度快,措施强);勤量测(加大围岩量测频率,及时反馈信息);紧衬砌(在条件许可的情况下,力争早完成二次衬砌)。
5.3 为减弱地下水对隧道施工的影响，开工前，在302省道内侧增建截水沟，改排山沟内地表水流方向，大大减少了地表水的下渗。
5.4 右洞口明洞施工，为确保受偏压和动载的省道路基不滑塌，采用依次分小段开挖，分小段及时施作明洞的做法。右洞进洞开挖前，锚杆挂网喷混凝土保护坡面；左洞进洞开挖前，对挡土墙进行注浆和设置钢支撑混凝土拱，完善挡土墙下部受力。
5.5 由于隧道顶距省道路面覆盖层厚仅８～９m，为减少重载汽车驶过隧道时产生的动载，在取得公路和交警部门的同意后，派专人指挥交通，对过往车辆限制车速和行驶路线（半幅行车），减少了动载对洞口段的影响。
6、结束语
6.1超前大管棚的设置长度 ，在2倍洞高长度较有利于施工 ，并能充分发挥其作用。
6.2 大管棚注浆扩散半径，在不同地层中明显不一样。在弱风化~微风化岩石裂缝发育地层，扩散较为理想；在土层和弱风化地层，扩散范围很小，一般仅为钢管直径的2倍。
6.3 采用双向小导管部分替代大管棚，在一定条件下使用有其合理性，可以节约造价，方便施工。 www.tmgc8.com
6.4 在隧道围岩为土体和强风化的岩体时，初期支护采用中空注浆锚杆，注浆困难，短时间内很难达到设计要求的拉拔力，且费工费时。在满足同样设计要求的前提下，换用特制的￠ 22螺纹锚杆，利用药管状锚固剂做固结物，可缩短施工时间，且固结速度快，对及早发挥锚杆的作用十分有利。
6.5 该段隧道施工时正值雨季，地下水丰富，开挖面渗露水明显，甚至出现股流。为此 ，开挖初喷混凝土后，没有先打设锚杆，而是先架立于工字钢支撑，同时完成钢筋网片的张挂，并充填密实钢支撑与岩面的空隙，有利于控制局部坍塌。在钢支撑和钢筋网的防护下，施工锚杆更为安全。
