小间距隧道浅埋段进洞施工工法.doc

小间距隧道浅埋段进洞施工工法YNGF（2010）胡建全吕俊王春华沈家文张友培【中国云南路建集团股份公司云南建工水利水电建设有限公司】1前言在高速公路进入山区后，由于受到路线走廊带内各种条件的制约，出现了连拱隧道、小间距隧道和浅埋、偏压隧道。小间距隧道左、右幅相距较近，施工相互影响大，工程措施相对特殊。尤其是小间距隧道浅埋段的施工常与浅埋、偏压问题交织在一起，更是隧道施工中的重点、难点。因此，找到一种适合于小间距浅埋隧道安全进洞的施工工法至关重要。我公司通过云南元武高速公路B7合同段波支隧道的施工实践，结合以往隧道的施工经验，在浅埋、偏压隧道的基础上总结提炼了本工法。本工法通过了2010年度中国云南路建集团股份公司企业级工法评审，认为其关键技术总体达到了国内领先水平。2工法特点2.1洞口及明洞开挖方量小，对地表的扰动少，能减少对地表生态环境和植被的破坏。2.2克服了小间距、浅埋、偏压、不良地质隧道安全进洞的难题，避免了因洞口大面积开挖诱发的山体滑坡，进洞安全。2.3可实现隧道的零开挖进洞。2.4适用于多种复杂的地质环境，在软弱围岩中应用更体现其优越性。2.5采用台阶分步法开挖，进洞后可根据地质条件灵活调整施工方法，加快施工进度。3适用范围本工法主要适用于洞口土质或围岩松散、破碎、偏压的不良地质隧道浅埋段，特别是≥0.75b（b为单洞隧道的开挖宽度）的小间距浅埋隧道的进洞施工。4工艺原理隧道开挖前通过砌筑套拱在洞口浅埋段隧道外缘打设一环纵向钢管，并通过钢管注浆加固围岩，提高围岩的自承载能力。然后采用台阶分步法开挖洞室，并通过架设钢支撑、挂网喷锚形成柔性支护控制围岩变形，最终形成隧道结构。5施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程进洞施工一般按洞口及明洞开挖、边仰坡防护、截水沟施工、套拱施工、大管棚施工、明洞衬砌、开挖进洞、洞门施工、明洞回填等步骤完成，见图5.1。洞口开挖边仰坡防护截水沟施工套拱施工大管棚施工明洞衬砌开挖进洞明洞回填洞门施工图5.1施工工艺流程图5.2施工操作要点5.2.1洞口及明洞开挖为避免洞口及明洞开挖造成周围环境的破坏，应结合设计方案和实地地形尽量减少洞口和明洞的开挖。图5.2.1洞口开挖洞口采取明挖法开挖。开挖前，首先由测量人员按设计和实际地形放出边、仰坡的开挖桩，然后利用挖掘机自上而下分层开挖，每层开挖深度1.5～2m。石质地层仰坡开挖需要爆破时，应以浅眼松动爆破配合挖掘机开挖为主，局部辅以人工修整。开挖时应随时检查边坡和仰坡，如有滑动、开裂等现象，应适当放缓坡度。当开挖至拱顶管棚位置时，应注意预留核心土作为管棚施工的工作平台。明洞不宜采用大面积开挖，只要清除洞口与上方有可能滑塌的表土、灌木及山坡危石即可。浅埋偏压明洞可采用夯填碎石土增加浅埋侧覆盖层厚度，缩短明洞衬砌，以达到减少开挖土方及回填方量、及早进洞的目的。开挖时必须严格按照设计坡比进行开挖。开挖后立即用坡度尺进行检查，发现误差，及时纠正。洞口开挖见图5.2.1。5.2.2边仰坡防护图5.2.2边仰坡防护洞口开挖完毕后，采用人工及时修整坡面，清除虚土、危石，然后立即喷射混凝土封闭坡面，喷层厚度应符合设计要求。由于洞口段埋深浅，岩体多为坡积物或弃土覆盖，自稳能力差。因此，从开挖到支护时间间隔不能太长，同时要加强边仰坡的变形观测。遇软弱破碎围岩，经采用喷射混凝土防护不能有效稳定坡面时，应在相应部位增加砂浆锚杆，并铺挂φ8钢筋网，加强对坡面的支护。挂网完成后立即喷射混凝土，并反复喷射直到达到设计厚度为止。边仰坡防护见图5.2.2。5.2.3截水沟施工根据地形情况，在距仰坡坡口5米处开挖截水沟，将边坡水引出隧道区，进入天然沟中排走。截水沟采用人工开挖基坑，7.5号浆砌片石支砌，10号砂浆抹面。5.2.4套拱施工图5.2.4-2套拱混凝土浇筑图5.2.4-1立架施工首先进行施工放样确定套拱位置，立架安放4榀套拱工字钢支撑。然后在钢支撑外侧按大管棚的设计间距安放φ140×6mm导向管，并将导向管与钢支撑焊接成为整体。因为导向管的安装质量直接影响到大管棚的施工质量，因此施工中应对导向管的平面位置、顶面高程及外插角进行准确定位，安装完毕应对其安装质量进行逐一检查，检查合格方可吊模浇筑套拱混凝土。待混凝土强度达到设计强度的85%以上，才能开始大管棚的施工。立架施工见图5.2.4-1，套拱混凝土浇筑见图5.2.4-2。5.2.5大管棚施工图5.2.5大管棚施工大管棚采用水平钻机施工，施工前必须在加工场内制作好管件。钢管采用节长5～6m的φ108×6mm无缝钢管，第一节钢管应加工15cm长的尖锥头，钢管上按梅花形间距50cm钻6-8mm的小孔，以便入孔和浆液渗入破碎岩体。1.布孔：开挖洞口及明洞土石方时应预留下部台阶，满足钻机就位工作，拱顶部位则通过搭建脚手架使钻机就位