公路隧道穿越松散地層施工工藝

菅玉奇

1 施工準備

1.1 材料

施工用主要材料為普通硅酸鹽水泥(強度不低于 42.5MPa)、C25混凝土、C20噴射混凝土、Ⅰ級鋼筋、Ⅱ級鋼筋、鋼拱架、錨桿、小導管、鋼管、鋼釬、支護鋼板。

1.2 施工前測量工作

1)導線控制點、水準點復測完畢，并完成導線點的加密工作。

2)根據設計圖紙，準確計算出隧道中線、設計高程等內業數據，并在施工現場放出掌子面開挖輪廓線。

1.3 試驗項目

1)C20噴射混凝土、C25襯砌防水混凝土和水泥漿、水泥砂漿的水灰比，并進行驗證試驗。2)對所進場鋼筋、鋼管、支護鋼板、錨桿、水泥、砂子進行檢驗，合格后方可用于施工。

2 操作工藝

2.1 超前錨桿施工操作方法

1)盡可能縮短圍巖暴露時間，開挖后立即對開挖面進行初噴，初噴厚度 3 cm～5 cm，封閉工作面，填充圍巖裂隙，固定松動巖石;2)架立網構鋼架支撐，并做好縱向聯結支撐;3)第一次測量，標出超前錨桿孔的位置，并核對隧道凈空;4)鉆機鉆孔，鉆孔的外傾角一般在 6°～12°;鉆孔間距在 0.2m～0.4m;5)鉆孔注漿，注漿時將注漿孔插到孔底，待孔內砂漿流出方可停止注漿;6)迅速插入錨桿，錨桿長度應保證在開挖后留在圍巖內的長度不小于 0.7m;7)掛鋼筋網，將鋼筋網焊接在錨桿外露端，并采用橫向短鋼筋，筑構聯合支撐體系;8)清除工作面底部附近的浮渣，采用裝載機配合自卸車出渣;9)第二次噴射混凝土，噴至設計厚度。

2.2 超前小導管施工操作方法

1)適用于圍巖為砂粘土、粘砂土、亞粘土、粉砂、細砂、砂夾卵石夾粘土等非常松軟，破碎的土壤;2)盡可能縮短圍巖暴露時間，開挖后立即對開挖面進行初噴，初噴厚度 3 cm～5 cm，封閉工作面，填充圍巖裂隙，固定松動巖石;3)測量布孔，將小導管位置準確放出;導管間距視圍巖松散情況布設，間距 0.6m～0.7m;4)搭設鉆機工作平臺，準確定位，調整好角度即可開始鉆孔，鉆孔外傾角一般為 5°～10°;5)鉆好孔后，采用液壓千斤頂或液壓鉆將小導管頂入孔內;小導管前部 2.5m～4m范圍按梅花形鉆好φ6注漿孔;6)將管口封閉，調制水泥漿水灰比為 1∶1，注漿時水泥漿與水玻璃體積比為1∶0.5;采用注漿泵進行注漿，初始壓力為 0.5MPa～1.0MPa，終壓為 2.0MPa，并持荷 2m in封閉。

2.3 插釬法施工操作方法

1)插釬法適用于粒徑較大的石塊、碎石堆積層，或有粘砂土充填而膠結為中等密實的漂卵石地層;2)根據具體地質情況確定插釬的間距及范圍;3)采用風鎬或人力將 2m左右的鋼釬或短鋼軌(入土一端端尖)沿最前一排支撐上緣向工作面打入，方向向外傾斜;4)做好插釬后，挖去掌子面上部圍巖，同時嵌入橫梁進行支護;5)挖去掌子面下部圍巖，同時架設立柱、底梁縱撐。

2.4 插板法施工操作方法

1)插板法適用于石屑堆積，砂層或軟塑地層;2)插板一般采用寬 0.1m左右，長 0.7m～1.0m的長板，前端劈尖;3)工作面防護，設置護板;4)隧道開挖，同時自上而下拆除護板。

2.5 鉆釬護頂法施工操作方法

1)鉆釬護頂法適用于顆粒大小不均，且無粘結物充填的漂卵石地層;2)將導坑掌子面用背拆或木板背緊，有砂部分用草袋堵塞;用鑿巖機在橫梁下緣向上鉆孔，外傾角不小于 30°;3)架設立柱和縱梁作為工作面支護，然后插入鋼釬，鋼釬長 1.5m～2m，間距一般為 20 cm～25 cm;釬尾用鉛絲系于橫梁上;4)開挖導坑至拱線處，抽換掉縱梁的立柱，在高于襯砌斷面處架設橫撐;5)向兩側繼續進行擴大，采用扇形支撐，自上而下，邊挖邊支;6)開挖后盡快進行初期支護。

3 成品保護

1)超前錨桿、小導管注意不要彎折。2)支護鋼架搬運應輕拿輕放，防止變形損壞。3)超前小導管、注漿錨桿的水泥漿、砂漿應達到設計強度后方可爆破開挖。

4 應注意的問題

4.1 超前支護施工

1)當遇砂、軟土等特別松軟的地層時，應慎重選擇支護方法及其參數。2)應保證拱架的架設質量及拱腳處的地基有足夠的承載能力。3)開挖宜采用微震動爆破，以免引起圍巖過大的擾動和破壞。4)錨噴支護要及時，并確保施工質量。

4.2 分部開挖施工

1)開挖時，應預留核心土。2)在松散的碎石或砂層中開挖時，應準備草束或麻袋，隨時堵塞縫隙，以免漏砂造成空洞引起坍塌。3)每一級臺階支撐架設應有鎖腳錨桿，防止開挖下一級臺階時發生坍塌。4)支撐架設應預留沉落量。5)上下臺階之間的距離應盡量縮短，襯砌要緊跟。6)襯砌應隔適當距離設置沉降縫。7)襯砌封閉后，應向襯砌背后壓注水泥砂漿加固。

5 安全環保措施

5.1 安全操作要求

1)施工現場必須設置專職安全員，負責現場施工安全和指揮現場運輸車輛。2)電工必須持證上崗，施工用電必須由專職電工管理。3)開挖后應先排除危石后再進行下一道工序。4)施工現場應保證有充足的照明設施。5)特種機械操作人員必須持證上崗。6)加強對開挖后的隧道進行收斂量測觀察，防止隧道變形過大而坍塌。7)施工現場人員必須戴安全帽。

5.2 環保操作要求

1)開挖的土石方應堆放在指定地點，不得亂堆、亂棄，影響周圍環境，不得影響運輸安全和河道疏洪能力。2)現場要配備足夠的灑水車，確保施工現場及施工便道不揚塵。3)盡量減少施工噪聲和夜間施工，避免擾民現象。4)機械車輛途經居住場所時應減速慢行，禁止鳴叫喇叭。5)施工現場配備通風機，使洞內保持新鮮的空氣。

[1] 劉紅平.公路軟巖隧道施工技術研究[J].山西建筑，2009，35(9):309-310.