某軟弱圍巖淺埋偏壓連拱隧道的施工方法隨著我國高速公路和城市道路建設的不斷發展,雙連拱隧道以其接線難度小、占地少、環境保護好等優點而被普遍采用。但從目前國內在地質及地形條件十分復雜的山嶺重丘區已建成的連拱隧道來看,在開挖過程中均不同程度地出現了圍巖坍塌、襯砌產生大面積裂縫、襯砌接頭處嚴重漏水等問題。隨著連拱隧道的大量出現,對連拱隧道的綜合修建技術開展研究已是刻不容緩的重要課題。本文以常吉(常德—吉首)高速公路殿會坪隧道為例,通過對隧道施工過程實時監測分析,總結軟弱圍巖淺埋偏壓條件下的連拱隧道施工方法。工程概況常吉高速公路殿會坪隧道位于湖南省沅陵縣荔枝溪鄉境內 ,設計為一座雙向四車道連拱短隧道。左洞長193m,右洞長168m,單洞建筑界限凈寬9.75m、凈高5.0m。運用新奧法原理設計,采用復合式襯砌。該隧道區為低山丘陵地貌,地形起伏大,切割較深,沖溝較發育。洞口端地表覆蓋松散坡積土,厚度10?20m;在松散坡積土與強風化板巖之間含3?5m土夾石層。洞頂圍巖易坍塌，圍巖為弱透水層，涌水量小，圍巖級別為W?Vo施工方法及過程1洞口部施工在洞口部邊、仰坡施工前，先做好截水溝。截水溝在刷坡線5m以外根據地形布置。用挖掘機每2m一層自上而下逐層開挖并布設砂漿錨桿、掛鋼筋網、噴射砼進行邊、仰坡防護施工。石方采用鑿巖機處于穩定狀態 ，說明采用半明半暗的結構形式、坡腳反壓擋墻、邊坡小導管注漿、噴射砼及大管棚等措施進行綜合治理是成功的。參考文獻:[1]張志沛,劉旭,覃羨安.常家山隧道的地質病害及防治對策研究[J].西安科技大學學報,2006,26(2).[2]馬同驤.隧道的地質災害及其防治[J].鐵道建筑技術,1990(1).[3]于寧,朱合華,蘇生瑞.公路隧道施工中的地質災害及相應措施的分析[J].地下空間,2003,23(2).[4]賴錦興,陳曉鉅.坑面蘭進口“一暗一明”連拱隧道方案[J].公路,2003(11).[5]易震宇,熊建軍,劉義虎,等.半明半暗連拱隧道設計研究[A].2003年全國公路隧道學術會議論文集[C].北京:人民交通出版社,2003.[6]施成華,彭立敏.半明半暗連拱隧道合理施工方法研究[J].巖石力學與工程學報,2007,26增(1).[7]JTGD70-2004,公路隧道設計規范[S].收稿日期:2008-03-09鉆孔、淺孔控制爆破以減少振動，防止邊坡、仰坡崩坍、剝落。在邊、仰坡坡面設置＜42PVC塑料泄水孔，泄水孔呈梅花形布置，間距5mX5m,土質孔深5m,石質孔深2m洞口邊、仰坡采用4m長＜22砂漿全長粘結型錨桿,呈梅花形布置,間距為100cmX100cm錨桿端部設墊板，錨桿和墊板預先按設計要求加工制作，施作時根據巖體節理面確定其最佳方向。鋼筋網采用金屬擴張網,在錨桿及初噴砼后施作,隨被支護巖體的實際起伏形狀鋪設,并與被支護巖面之間留出3cm保護層,可設置砼墊塊。鋼筋網與鋼筋網連接處、鋼筋網與錨桿連接處點焊在一起,使鋼筋網在噴射時不易晃動,噴射砼時將其覆蓋。主洞進口段采用半明半暗襯砌,右洞明洞邊墻處在松散坡積土上,土層較厚,基礎下承載力不足,其中小塊區域因為臨近陡坡,覆蓋層更薄,采用C15片石砼換填邊墻基礎以下8.5m土體(如圖1所示),達到提高邊墻位置基礎承載力的目的圖1 洞口部基礎換填示意圖（單位:cm）洞口K102+395?420段圍巖松散程度高，中導洞施工到K102+408處，掌子面圍巖為風化板巖，夾有粘土，同時左側板巖風化嚴重，拱部左側位置處于風化板巖和仰坡覆蓋土交接處，中導洞開挖后覆蓋土壓塌風化板巖薄殼造成地表塌陷。采取回填處理，并在洞內拱部附近圍巖進行壓漿加固。 但由于回填強度不夠，該段地表多次出現裂縫和發生較大沉降。因而在初期支護工字鋼基礎部位采用6.5m長錨固鋼筋束與工字鋼焊接，避免工字鋼下沉，并對右洞進行環向注漿，加固拱部圍巖,提高圍巖的自身承載能力，并為初期支護提供足夠的水平抗力。2 中導洞施工2.2.1襯砌段施工襯砌段施工,施工循環時間為630min,進尺1m,每循環主要工程數量：開挖29.2m3，噴砼2.38m3,超前錨桿17.1m,中空注漿錨桿14m,系統錨桿和鎖腳錨桿54m,14號工字鋼335kg,20cmx20cm<6鋼筋網33.08kg。2.2.2 爆破施工方法1） 一次進尺根據圍巖條件控制在1?2m。2） 嚴格控制周邊眼裝藥量，并使藥量沿炮孔長度合理分布。周邊眼用小直徑藥卷和低爆速炸藥，可借助傳爆線實現空氣間隔裝藥。周邊眼雷管與內圈眼雷管跳段使用。3） 周邊炮眼與輔助炮眼的眼底在同一垂直面上，保證開挖面平整，但掏槽炮眼應比輔助炮眼眼底深10cm當開挖面凸凹較大時，應根據實際情況調整炮眼深度,并相應調整裝藥量。4） 周邊眼宜一次同時起爆，軟弱圍巖段或斷層處須對爆破震動加以控制時，可分段起爆。5） 斜眼掏槽的炮眼方向，在巖層層理或節理發育時，不得與其平行，應呈一定角度,盡量與其垂直。6） 開挖斷面底板兩隅處時，應合理布置輔助眼，適當增加藥量和導向空眼，消除爆破死角。2.2.3中隔墻施工中導洞開挖完成，中隔墻基地承載力經檢驗合格后，即開始中隔墻的澆筑。中隔墻施工應嚴格按照設計圖紙進行。2.3長管棚施工2.3.1 施工方法長管棚采用熱軋無縫鋼管,直徑108mm,壁厚6mm,節長3m、6m,環向間距40cm,平行線路上仰1.15°（包括線路縱坡）,縱向與路線中線平行。管棚按設計位置施工，有孔鋼花管和無孔鋼管交替布置，先打有孔鋼花管，注漿后再打無孔鋼管。無孔鋼管作為檢查管，檢查注漿質量。用C25鋼筋砼套拱作長管棚導向墻,采用電動鉆機，鉆進并頂進長管棚鋼管；鉆孔由高孔位向低孔位進行，鉆孔孔徑比鋼管直徑大30?40mm;鉆機立軸方向必須準確控制，以保證孔口的孔向正確；每鉆完一孔便頂進一根鋼管，鉆進中應經常采用測斜儀量測鋼管鉆進的偏斜度,發現偏斜超過設計要求時，及時糾正。鉆機安設要牢固，防止擺動位移、傾斜和下沉,鉆機與工作面的距離不小于2m;開鉆時,先低速低壓，待成孔幾米后，再加速加壓。測斜采用羅盤儀，測量鉆孔方位角，控制水平偏差，成孔一半時，用＜127套管測量控制上仰或下垂側斜，確定偏斜情況。2.3.2 注漿參數綜合考慮凝結時間、固結強度、施工現場、成本以及操作等因素 ，確定采用雙液注漿。水泥標號為P.O.42.5; 水泥漿與水玻璃（體積）比為1:0.5;水泥漿水灰比（重量）為1:1;水玻璃模數取2.4,水玻璃濃度為35Be。注漿壓力,初壓0.5?1.0MPa,終壓2.0MPa。注漿前,先進行現場注漿試驗,參數通過試驗后可適當調整。2.3.3 注漿順序注漿盡量在全環管棚完成后進行。注漿順序為從兩側自下向上，施工工藝流程見圖2。[■托T井節M人冠ft清骨孔，敦人蘢、填光C3O砂縈圖2 注漿施工工藝流程2.4 主洞施工2.4.1初期支護參數主洞段圍巖為土夾石或全風化的板巖，圍巖自身承載能力差，屬于V級圍巖。左洞較右洞靠近山體，相比右洞稍好，但從中導洞和右洞圍巖推斷左洞拱頂圍巖也是松散的坡積土，加上中導洞K102+408位置冒頂偏向左洞,因此,左洞在有管棚支護的前提下，增加30°傾角的超前注漿管對拱墻部圍巖進行加固。圍巖稍好部分采用雙層小導管,10。?15°傾角的小導管作為超前預支護，30。小導管作為超前注漿管,對拱、墻部圍巖進行注漿加固,提高拱部圍巖的自身承載力,并為初期支護縱向間距為50cm的20b工字鋼提供必要的水平抗力。環向注漿時，注意施工順序應該是由下到上、由外到內,左右對稱注漿。4.2主洞施工順序及工藝流程在中隔墻施工及主洞長管棚施工完成后開始主洞施工。主洞采用側導坑和留核心土上下臺階法開挖,以保證施工安全和結構安全,嚴格控制進尺,遵循短進尺、弱爆破的施工原則。首先掘進上臺階,其后掘進下臺階。上下掌子面距離保持在3?5m,嚴格控制超挖現象。如果出現超挖，嚴禁采用片石回填,應用砼噴填密實。對于大的超挖,考慮采用模筑砼。架設工字鋼。開挖一個進尺后,立即掛＜8鋼筋網并噴射5cm厚C20砼封閉掌子面及拱部,以最大限度地減少圍巖暴露時間。噴射完后快速地按設計間隔50cm架設20b工字鋼拱架并用＜22縱向連接筋連成整體,增大穩定性。施作超前小導管。小導管采用＜42無縫鋼管,前端加工成錐形便于頂進,桿體加工梅花形孔眼利于漿液擴散。根據拱頂圍巖情況,對掌子面拱部予以封閉,避免漿液沿掌子面流出;超前注漿管與超前小導管或長管棚環向相錯,注意布孔位置和方向,小導管沿工字鋼拱架周邊布設,并與已架立好的鋼拱架焊接牢固。小導管注漿參數：采用雙液漿,注漿壓力0.5?1.0MPa,水泥標號P.O.32.5,水泥漿與水玻璃體積比1:0.5。噴射砼并施作護拱。超前小導管施工后,按設計要求補噴C20砼至28cm厚,為開挖掘進形成一個牢固的后方。從中導洞的地下水徑流可以看出,地下水十分豐富,因此主洞往里掘進過程中,為了防止地下水對洞內支護結構的負面作用,要及時排出積水。監控量測與分析主要針對洞口部及主洞中部W、V級圍巖設置多處監測斷面 ，對隧道拱頂下沉、周邊收斂及水平位移進行量測與分析。1中導洞監測對于中導洞進口圍巖極差的情況,施工開始時就對洞口段進行地表沉降量測沉降值比較大,加上洞內收斂值很大,所有的量測結果顯示中導洞支護強度不夠,也直接造成中導洞進口處的地表塌陷。對拱部塌方采取相關的處理后,對該斷面繼續進行沉降量測。圖3、4為YK102+402監測斷面的沉降-時間曲線圖和收斂-時間曲線圖。由監測結果可知,拱頂下沉趨于穩定,塌方得到抑制。2主洞監測殿會坪隧道中段(V級圍巖部)圍巖相對洞口段日期nV520OWM-292006-06-162OO60-M2006-05-202006-06-072006-06-25OnV520OWM-292006-06-162OO60-M2006-05-202006-06-072006-06-25O圖3YKIS+402測點沉降-時問曲線日朝2006-05-2&2006-06-152006-07-032OO*M)5-I92006-06-052006-06-242006^-07-122圖4YK102+402斷面收斂■時間曲線稍微穩定,埋深非常淺，偏壓不是非常明顯，裂隙水一般發育，在隧道施工過程中，通過對隧道拱頂、兩側的位移進行量測，發現本段地表沉降依舊比較大，拱頂位移達到107.23mm,側部位移達到21.01mm,拱頂變形仍比較嚴重。施工中通過洞口段監測結果分析，對V級圍巖段的支護措施進行了加強。因此，整段隧道的施工過程中，雖然拱頂的位移還是比較大，但在規范允許的范圍之內，而且隧道從施工到穩定的時間也大大縮短。圖5及圖6為YK102+413監測斷面的沉降-時間曲線圖和累計沉降曲線圖。

測點娠號Z6Z4Z2ZDY2K4Y6Z8Kf測日期：2QO6-D7-12圖5YK102+413拱頂沉降-時間ill!線三2006-05^292006-06-162006-07-04

冷^5-202006-0^072006-06-25三TOC\o"1-5"\h\zZ5 -^25 -^Z4 -^-Z2Z1 -?-ZD Y\ -*-r2\o"CurrentDocument"F4 f-托 t-% -u-^7 -^Vfl圈6YK1O2+413各測點累計沉降曲線結語1） 在淺埋偏壓連拱隧道的施工過程中，洞口部及中導洞的施工是關鍵，施工進度上不能急于求成，支護措施也要加強，防止由于支護措施過弱或者施工不當而引起地表塌陷。2） 確定軟弱圍巖進洞方案時要十分慎重。實踐證明，本隧道采用的半明半暗進洞、邊坡和仰坡加固、明洞邊墻基礎處理、回填反壓、長管棚和小導管超前支護等處理措施是行之有效的。3） 本隧道采用側導坑和留核心土上下臺階法開挖，能較好控制軟弱圍巖的變形,尤其是對控制拱部下沉效果明顯，確保了工程質量和施工安全。4） 隧道施工中應加強和重視監控量測工作。監控量測是施工中動態管理的核心,有效及時的監控量測能夠很好地反映圍巖及其襯砌狀況，能有效保證施工質量及安全。參考文獻：

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