公路隧道“零进洞”施工工艺探讨.docx

公路隧道“零进洞”施工工艺探讨摘要：本文以某高速公路隧道工程为例详细阐述了隧道“零进洞”施工工艺要点即在隧道进洞时采用超前管棚注浆等先进技术手段通过利用超前管棚预支护未开挖仰坡未破坏原始地貌成功实现了零开挖进洞。关键词：公路隧道；零进洞；施工工艺中图分类号：U455.4文献标识码：A1引言近年来随着高等级公路向内地山区的延伸发展隧道工程逐渐成为高等级公路施工建设中质量控制和评定的重要环节隧道进洞是隧道施工的第一道工序其设计及施工方案的选择直接影响到工程施工准备期的长短和下一步的施工质量、费用和安全环保工作。在传统的隧道施工中一般要求在洞口先开挖成“仰坡”再进行大范围防护在保证隧道洞口稳定的前提下再掘进施工。这一传统的方法不但破坏了山体的自然平衡、扩大了征地范围、增加了施工成本而且对隧道洞门区域内的生态环境造成了不可恢复的破坏对一些自然景观造成致命的伤害。“零进洞”也就是“零开挖”通过采取特殊的开挖方法和正确的支护措施使隧道在最小的工作面实施安全进洞在进洞过程中结合洞口的地形条件采取必要的加固措施减少或不开挖边仰坡形成附合自然改变自然的洞口最大限度地减少洞口施工对自然仰坡原始植被的破坏程度。这一方法大幅度减少了隧道洞口土石方开挖量和堆弃量避免了因为水土流失对林地造成的污染保护了天然植被。在“零进洞”施工过程中遵循的原则是“少破坏、多保护少扰动、多防治”。2隧道地质概况某高速公路隧道地处低山丘陵区地势陡峻沟谷纵横以“V”型沟谷为主地势坡体表面植被良好林木茂盛。隧道穿越主要围岩级别为Ⅲ级围岩岩石类型为微风化英安岩、钾长花岗岩岩石节理裂隙不发育岩石完整呈大块状砌体结构。地表水主要为常年流水山区河流；地下水为基岩裂隙水分布于沿线的丘陵和中、低山区涌水量小。隧道洞口段为强一弱风化英安岩以弱风化层为主节理较发育岩体呈碎石、碎块状有裂隙滴水、渗漏稳定性较好围岩级别为V级。3“零进洞”施工工艺3.1工艺流程制作管棚钢架测设中线及水平基点钻管棚钢管孔眼打设管棚钢管环向掏槽开挖断面安设钢拱架套拱混凝土浇注中部开挖向前分层掘进架设钢架喷射混凝土3.2超前管棚支护施工用φ42钢管搭设工作平台复测隧道中线、拱顶及拱脚水平基点沿坡面画出管棚轮廓线在管棚轮廓线钻孔安装φ120(L=2.0m)用作超前注浆管棚钻孔导向管随后套打d989超前注浆导管并注浆。管棚超前支护采用外径~89mm、壁厚6ram的热轧无缝钢尖管钢管前端呈尖锥状尾部焊接cp8加劲筋管节长5～9m管壁四周钻2排ψ8mm压浆孔压浆孔间距15cm。每节用长15cm的丝扣连接管棚长度为15m管环向间距40cm。施工前采用φ120钢管按超前导管设计位置沿隧道周边以1～3°外插角打人围岩作为导向孔口管用于控制φ89超前导管钻孔方向及高程从而有效地控制导管围岩注浆加固范围防止洞身开挖超欠挖。施工要点：施工时应用全站仪量测钢管钻进的偏斜度及倾角确保钻孔方向准确。钢管接头应错开避免钢管接头在同一断面。注浆采用1:1水泥浆注浆压力控制在1.0～2.0Mpa终压2.0Mpa终压维持时间一般为5～10min。注浆参数应在施工中不断调整以尽量保证钢管之间浆液充填饱满形成稳定壳体。超前管棚布置见图1、图2。3.3工字钢钢拱架安装待管棚注浆液达到设计强度后采用挖掘机清刷洞身范围内边坡松散土层重新测量放样画出套拱轮廓线环向开挖套拱弧线并按山体自然坡度(1:1)斜向安装118工字钢钢拱架通过五榀钢拱架逐渐调整到竖直安装钢拱架间距拱部为50cm拱脚为200cm在拱架落脚处增设两根ψ22L＝4.0m锁脚锚杆确保拱架稳定。具体拱架布置见下图。隧道洞身环向系统锚杆为ψ5中空注浆锚杆L=4.0m@75×100cm；拱架锁脚锚杆采用ψ22L＝4.0m砂浆锚杆；钢架与系统锚杆和管棚牢固连接钢架间纵向连接采用ψ20L＝1.0m的钢筋连接。此种方法施工选择鉴于拱部埋深较浅岩体对拱架的正压力较小而拱脚进洞里程开挖长度较长直接开挖后洞身侧压力较大为防止边墙开挖后失稳坍塌故斜向安装钢拱架通过管棚、钢拱架及C25套拱砼稳固围岩从而有效地防止坍塌。3.4套拱混凝土施工钢架架设完毕后沿设计混凝土外边缘(考虑15cm预留沉降量)安装套拱内模、端模及外模。拌和站集中拌制C25喷射混凝土由混凝土运输车运送混凝土到洞口采用模喷混凝土的方法施工。4结束语该山区高速公路原始植被良好隧道工程通过采用以上介绍的“零进洞”施工工艺未开挖仰坡最