隧道進洞施工技術摘要：新奧法是以巖土力學原理為基礎，視圍巖為支護體系的一部分，并依據監控量測信息指導施工的一種動態方法。圍巖的性質直接關系到支護方式的選擇。以具體工程為例，對隧道進洞時新奧法施工技術的整體施工方法進行分析。關鍵詞：隧道；進洞施工Abstract:NewOrleansmethodisbasedontheprincipleofgeomechanicsbased,dependingonthesurroundingrockforsupportingpartofasystem,andbasedonmonitoringmeasurementinformationtoguidetheconstructionofadynamicmethods.Thenatureofthesurroundingrockdirectlyrelatedtothechoiceofthewaysofthesupport.Withspecificengineeringasanexample,thetunnelintotheholeoftheconstructiontechniqueofnewarcaneoverallconstructionmethodforanalysis.Keywords:tunnel;Holeinconstruction隧道施工通過不同級圍巖地段，應充分考慮到圍巖的特點和新奧法理論的基礎，而隧道進洞是施工工況最復雜、質量及安全隱患最多的部位。因此合理選擇進洞方案從而保證安全進洞是實現隧道順利施工的前提，尤其是對隧道洞口情況復雜的隧道。本文就藍商高速公路山底村隧道、白家坪1#隧道在坡積土、偏壓強風化巖等地段進洞時采用的新奧法施工技術作一簡單闡述。1、工程概況藍商高速公路山底村隧道和白家坪1#隧道皆為上、下行分離式隧道，其中山底村隧道左線全長為400m，右線全長為356.7m，白家坪1#隧道左線全長為589m，右線全長為652m，其最大開挖跨度為12.36m,開挖斷面積107.5m2，屬于大跨度隧道。其中山底村隧道位于陜西省藍田縣輞川鄉山底村東南，隧道進口段為坡積物覆蓋，出口基巖出露，為強風化花崗巖；白家坪1#隧道位于陜西省藍田縣輞川鄉支家灣村北至白家坪一帶，隧道進出口巖體為全風化花崗巖巖體，進洞口上覆坡殘積物，植被發育。隧道進出口圍巖工程性質：隧址區分布的地層主要為中生代燕山期侵入花崗巖，坡、殘積物。花崗巖：灰紅色、灰白色、中粗粒結構，塊狀構造。強風化巖,風化、卸荷裂隙發育，呈張開?微張狀、泥質或綠泥石化充填，巖體破碎。坡、殘積物：褐黃色亞粘土含角礫、碎石夾碎石土薄層，松散。隧道圍巖的穩定性評價：坡殘積物：圍巖穩定性極差，洞室開挖時，可產生大坍塌，可能失穩。強風化巖：圍巖穩定性差，洞室開挖時拱部無支護，可產生大坍塌，雨季有降水入滲時，有滴水、線狀水流滲入。隧道進出口圍巖分類：山底村隧道左線進口為40m長V級圍巖，右線進口36mW級淺埋圍巖，隧道出口為III級圍巖；白家坪隧道進出口皆為W級淺埋圍巖，長度各自在30m左右，其中隧道左、右線進口段洞身均存在一定的偏壓現象。2、隧道進洞施工技術2.1洞口仰坡及截水溝施工根據測量放設的范圍清理洞口仰坡位置的植被、松散的表層土和坡面浮石，以使仰坡外露，然后開挖出隧洞進口位置，同時把隧洞口的兩邊邊坡視土質情況刷至穩定的坡度。邊、仰坡開挖完成后即可按要求采用梅花形布置的間距為1.5x1.5m的4m長①22砂漿錨桿、厚度為8cm的申8@150網噴砼對邊、仰坡進行加固防護，以使邊、仰坡穩定。仰坡上方應及時做好臨時截水溝，使仰坡上方的山體上的雨水排到洞口兩側的原有水系，避免隧洞口上方山體的雨水直接沖刷洞口邊、仰坡，造成地表水對洞口段圍巖穩定性的影響。2.2護拱施工山地村隧道進口為坡、殘積物，坡勢緩，為保證暗洞工作面的開展，我單位采用拉槽進至隧道暗洞口的開挖方式，即在隧道進洞位置開挖土槽，留置分離的左右隧道之間及隧道兩側的土體以保證整個隧道進口上方坡體的穩定性。同時為確保洞口位置施工超前支護及隧道洞身開挖時的安全性，在開挖的掌子面位置即明暗交接樁號位置向小樁號方向設置3m長、30cm厚C25混凝土護拱，護拱鋼架（I22a）間距60cm，拱腳位置設60x70cm寬擴大基礎；護拱頂部回填M7.5漿砌片石，回填高度至拱頂以上1.0米。隧洞口護拱圖見圖1。白家坪1#隧道進口偏壓，原地面走勢見圖2。隧洞口為全風化花崗巖巖體，洞口上覆坡殘積物，植被發育。根據施工需要，隧道左線進口設置6m長、右線進口設置2m長、30cm厚C25混凝土護拱，左、右線護拱鋼架（I20a）間距分別為75cm和60cm，護拱設置的其它參數執行W級淺埋圍巖支護參數，拱腳位置設60x70cm寬擴大基礎；護拱頂部回填1.0m高的M7.5漿砌片石，回填走向以隧道方向為準直至平接山體，以平衡自然地勢對隧道洞口段洞身造成的偏壓現象。隧洞口護拱圖見圖2。圖1山底村隧道混凝土護拱立面圖圖2白家坪1#隧道混凝土護拱立面圖2.3超前支護隧道進洞輔助施工措施的選擇是否得當是工程良好開端的關鍵。為確保隧道進洞的施工安全，在V、W、III級圍巖開挖之前均須設置超前支護，以加固隧道進口段圍巖，從而提高進洞后施工的安全性。2.3.1布孔及小導管（砂漿錨桿）安裝操作人員在超前小導管（砂漿錨桿）施作之前須按設計要求在鋼拱架（格柵鋼架）上做好孔位標記，鉆進過程中應用羅盤測定鉆桿偏角，以使超前小導管（砂漿錨桿）形成管棚（與巖體有效結合）。實際施工時由于個別施作人員鉆進速度太快，使得部分鋼管（砂漿錨桿）仰角過大，造成管棚末端超挖嚴重，因此開挖時未到施作循環的末端又加設了超前小導管（砂漿錨桿），從而有效控制了洞身圍巖的超挖。超前支護隧道進洞口的V級、W級淺埋段軟弱圍巖，須按設計要求沿型鋼拱架的外輪廓線周圍環向布設47根小導管的位置，孔深4.5m、環距30cm，小導管與隧道頂縱向夾角6°。小導管采用申50x4mm、長4.5m的熱扎鋼管，每3m一個循環，縱向相鄰兩排鋼管的搭接長度147.5cm，管壁上每隔15cm交錯鉆直徑為8mm的注漿孔。超前小導管的布設具體見圖3、圖4、圖8,申50注漿小導管大樣圖見圖5。圖3V級圍巖超前支護縱斷面圖圖4W級淺埋圍巖超前支護縱斷面圖圖5申50注漿小導管大樣圖超前支護隧道進洞口的III級圍巖，須沿格柵鋼架的外輪廓線周圍環向布設31根申22、長4.3m的超前砂漿錨桿，錨桿與隧道頂縱向夾角6。。超前砂漿錨桿的設置每3m—個循環，縱向相鄰兩排錨桿的搭接長度127.6cm。具體見圖6、圖10。圖6III級圍巖超前支護縱斷面圖2.3.2圍巖加固超前支護小鋼管在V級、W級淺埋圍巖按要求設置完成后，為加強洞口段被開挖洞身四周的圍巖整體性進而提高圍巖的自承能力，須對支護位置的圍巖進行注漿處理，以使坡積土或強（全）風化巖進行固結。為防止第一次注漿過程中注漿壓力導致漿液溢出土體或巖隙，在注漿之前，須對洞口的邊、仰坡及掌子面先行錨噴處理，以確保漿液能夠充分滲透土體或巖隙從而固結加固圍巖。（1）注漿材料水灰比：0.45?0.5的單液漿，水泥選用42.5#普通硅酸鹽水泥。注漿壓力注漿最終壓力為0.5?l.OMpa。必要時可在孔口設置止漿塞，以使注漿效果達到最佳。注漿量Q=vna式中:v—注漿有效圍巖體積；n—孔隙率；a—漿液充填率，這里取0.6。當注漿達到下列條件之一時即可結束注漿：進漿量小于5L/min；總注漿量達到設計進漿量；注漿壓力達到設計終壓并穩定10min。注漿工藝流程注漿工藝流程見圖7：圖7注漿工藝流程圖2.4洞身開挖隧道V級、W級淺埋圍巖注漿4h后可進行短臺階法施工，施工時應遵循“管超前，漿嚴注，短開挖，強支護，勤量測，早封閉”的原則。V級、W級淺埋圍巖開挖采用上、下臺階且上臺階環形開挖留核心土的方法：上斷面開挖時應首先開挖拱部初期支護施工位置②，開挖寬度約2.0m?3.0m，中間留核心土支撐掌子面，以縮小掌子面臨空面，初期支護位置開挖完成后應及時施作拱部初期支護。拱部初期支護完成后，即可開挖核心土④。下臺階⑤開挖應在上部初期支護和核心土開挖完成后進行。下臺階開挖時，應首先開挖邊墻位置，最后開挖仰拱位置。邊墻開挖時采用非對稱開挖，一個初支段落內兩邊的邊墻應錯開間隔開挖。由于V、IV級圍巖土質較差，被開挖邊墻部位的開挖長度控制為三榀拱架的安裝長度，開挖完成后及時進行邊墻位置的初期支護，待邊墻初期支護施作連續后，即可依序分段開挖仰拱，仰拱開挖完成后，應及時封閉仰拱使其閉合成環。洞身圍巖的開挖進尺根據超前小導管的施工循環確定，V級圍巖、V級淺埋圍巖中的注漿小導管每3.0米一個循環，當開挖至一個循環后，須設置超前支護后方可繼續開挖。我單位在隧道暗洞開挖時嚴格控制了開挖進尺，每次進尺深度以鋼拱架的間距來確定，其中V級圍巖開挖每次進尺1.2m左右，W級淺埋圍巖開挖每次進尺1.5m左右，局部圍巖自穩狀況較差，則以單榀拱架距離作為圍巖開挖的進尺深度，以確保施工安全。開挖進尺的確定以保證初期支護始終緊鄰掌子面，降低裸露的拱部圍巖在初支之前破壞性變形，從而避免施工過程中拱部圍巖發生坍塌的可能。圍巖開挖步驟及進尺要求分別見圖8、圖9和圖3、圖4。圖8隧道開挖支護斷面圖圖9隧道開挖支護步驟圖隧道III級圍巖在安裝完超前砂漿錨桿后可分上下斷面臺階法施工，施工時應遵循“短進尺，弱爆破，強支護，勤量測，早成環'的原則。III級圍巖在開挖過程中先行開挖上斷面②，開挖結束后即可進行初期支護。然后開挖下斷面④，進行邊墻初期支護和仰拱的施工。洞身圍巖的開挖進尺根據超前砂漿錨桿的施工循環確定，111級圍巖中的超前砂漿錨桿每3.0米一個循環，當開挖至一個循環后，須設置超前砂漿錨桿后方可繼續下一個循環的洞身開挖。我單位在隧道暗洞開挖時嚴格控制了開挖進尺，超前砂漿錨桿的一個施工循環即為每次洞身開挖的進尺深度。初期支護應在開挖后及時施工，其距離掌子面的距離最大不得超過一個開挖洞身的直徑，從而避免施工過程中拱部圍巖發生坍塌的可能。圍巖開挖步驟及進尺要求分別見圖10、圖11和圖6。圖10隧道開挖支護斷面圖圖11隧道開挖支護步驟圖隧道質量取決于工藝質量，工藝質量取決于圍巖開挖、初期支護及防排水質量等，初期支護和防排水質量等可以通過加強監管來進行質量控制，那么重點就是圍巖的開挖質量，V級圍巖、W級淺埋圍巖由于圍巖性質可以直接使用機械開挖，間或使用人工配合機械修整洞身輪廓;III級圍巖開挖質量則取決于鉆爆質量,就是說鉆爆質量的提高能夠很大程度降低隧道圍巖的超欠挖，這樣隧道后續的初支質量就有了保證，因此隧道質量的好壞很大程度上取決于鉆爆的質量，為保證隧道開挖質量，圍巖的開挖采用光面爆破技術。光面爆破是一種人為控制的爆破技術，通過選用正確的爆破參數和合適的施工方法，使爆破后的開挖面光滑平整，對隧道圍巖不產生或僅產生微弱的破壞，能夠獲得實際開挖線與設計開挖線輪廓基本一致的施工方法。爆破后的開挖輪廓線必須采用人工配合風鎬修整，嚴禁補炮，炮眼成孔應采用水鉆。III類圍巖開挖爆破示意圖見圖12、圖13、圖14、圖15。圖12III級圍巖開挖鉆爆設計示意圖圖13周邊眼不耦合裝藥結構示意圖圖14III級圍巖單式鍥形掏槽示意圖圖15光面爆破參數表2.5洞身支護隧道洞口段的設計與施工歷來是隧道建設的關鍵部位。噴錨支護是“新奧法”施工的重要組成部分，在隧道進洞過程中，利用噴錨作為支護手段，同時充分利用圍巖的自穩狀態，以達到支護的目的。2.5.1根據現場開挖的實際情況由人工配合機械去除拱頂浮渣后，先噴射約5cm厚C25早強混凝土，使圍巖處于原封閉狀態以保其原有性質，同時對開挖過程造成的超挖，局部凹入部分進行噴射，以改善其應力集中狀態。2.5.2立鋼拱架、安設錨桿、鋼筋網片鋼拱架采用的規格根據圍巖類別區別：V級圍巖鋼拱架的型鋼規格為I22a，"級淺埋圍巖鋼拱架型鋼規格為I20a,111級圍巖格柵鋼架的規格為H-13*15。拱架須按設計要求同時考慮預留變形量后進行加工，經試拼檢查合格后才能送到施工現場進行安裝。鋼拱架安裝應緊跟開挖掌子面，格柵拱架距掌子面的最大距離則不得超過開挖洞身的直徑。拱架之間的距離按圍巖類別確定，V級、W級淺埋圍巖的兩榀拱架的間距分別為0.6m、0.75m,III級圍巖中兩榀拱架的間距為1.0m,各榀鋼拱架均用申25鋼筋(III級圍巖格柵拱架使用申22鋼筋縱向連接)，按設計要求的數量進行縱向交錯連接，并與外露925的中空注漿錨桿((p22砂漿錨桿)焊結在一起，結點焊牢。由于白家坪1#隧道左線進洞口樁號LK41+113向前進方向約6m洞身范圍存在一定偏壓現象，為保證該段洞身的安全及質量，從LK41+113?LK41+119這6m范圍的鋼拱架的間距由W級淺埋的間距75cm調整為60cm，鋼拱架規格及其它支護執行W級淺埋支護參數，每榀鋼拱架的拱腳位置增設3根鎖腳錨桿。偏壓段內的系統錨桿右側設彎鉤與鋼架包裹焊接，左側錨桿應打入左側的洞頂上方回填的反壓漿砌片石內。為了保證鋼拱架在圍巖的作用變形后不侵入二襯施作凈空，鋼拱架制作安裝時需預留12cm沉落量，格柵拱架制作安裝時則預留7.0cm沉落量(預留沉落量可根據后期現場的監控量測數據進行調整)，上臺階在安裝鋼拱架時也應視拱腳位置的圍巖狀況有選擇的在每榀鋼拱架拱腳處設置3根鎖腳錨桿，以固定鋼拱架的相對位置。拱架安裝并縱向連接牢固后，可按設計要求進行系統錨桿的鉆設，在初噴的一層混凝土后安裝申6@150"50的鋼筋網，鋼筋網應與錨桿焊結在一起。2.5.3噴射混凝土（1）工藝流程圖圖16噴射混凝土工藝流程圖（2）噴射混凝土施工要點：噴射前清除危石，用高壓風或壓力水吹除待在噴面上的松散雜質或塵埃。噴嘴與受噴面應保持0.8?1.0m的最佳距離，噴射角度盡可能接近90°,以便獲得最大的壓實力和最小的回彈。正確地掌握噴射順序，不使角隅處及鋼筋背面，出現蜂窩或砂囊，并及時清除受噴面上的砂囊或的混凝土，以便重新噴射。不使用存放時間超過規定要求的干拌合料。噴射混凝土一次噴射厚度：向上50?70mm（加速凝劑），水平70?100mm（加速凝劑）。噴射手必須控制拌合水量，使壓實的新鮮噴射混凝土產生有光澤的光面。2.6圍巖監控量測監控量測是新奧法復合式襯砌設計、施工的核心技術之一，也是本區段隧道襯砌采用信息化施工管理的重要組成內容之一，施工中必須將現場監控量測貫穿整個施工過程，通過施工現場監控量測掌握圍巖和支護在施工過程中的力學動態及穩定程度，保障了施工安全，為評價和修正初期支護