淺談西鎮(zhèn)公路拴馬嶺隧道施工

李尚

摘 要：本文結合國道西鎮(zhèn)公路拴馬嶺隧道的施工實踐，就我國西南山區(qū)隧道施工的關鍵工序和技術控制進行了簡要介紹。

關鍵詞：公路隧道；關鍵工序；技術控制

國道210西鄉(xiāng)至鎮(zhèn)巴二級公路改建工程位于陜西漢中境內，全長68.308公里。中鐵十九局集團六公司承建的F標拴馬嶺隧道全長2077.2m，凈寬10.0m，限高5.0m。隧道采用新奧法設計，支護體系結構為復合襯砌，即以錨桿、噴射混凝土、鋼拱架、格柵鋼架等為初期支護，二次襯砌采用模筑混凝土，并在兩次襯砌之間敷設土工布及防水板。現(xiàn)就主要工序和技術控制進行介紹。

1.地質條件

拴馬嶺隧道為越嶺長隧道，最大埋深210m，隧道地處大巴山腹地，屬地殼運動褶皺地帶，與隧道平行200米有一條巖層斷裂帶，圍巖主要為軟質和硬質圍巖，或軟硬巖互層。

1.1軟質圍巖多為泥巖、泥灰?guī)r，受地質構造影響極破碎，臨空后快速風化，極易坍塌，地應力大，初支結構變形、破壞嚴重，實測收斂與沉降變形可達到1000mm和800mm，造成初支結構破壞，型鋼拱架扭曲變形，噴射混凝土剝落。開挖時，局部地下水發(fā)育部位常產生大規(guī)模塌方；

1.2硬質圍巖多為棕紅色泥質頁巖和灰色砂巖。泥質頁巖質地較軟，層間夾粘土，巖隙多含水，層間結合差，極易滑塌。受地質構造影響，巖體破碎，塌方體多呈碎石、粉末狀。此類圍巖地應力大，實測初支結構沉降、收斂變形大，單側常超過400mm，初支結構拱架扭曲變形，噴射混凝土剝離脫落；灰色砂巖質地堅硬，巖隙富含水（承壓水），整體呈碎石大塊鑲嵌結構。層間結合差，有臨空面或受震動沿節(jié)理面常產生塌方。

2.洞口工程

2.1首先對洞口仰坡、邊坡按設計一次性刷坡到位，且立即施做支護。邊仰坡支護采用ф22砂漿錨桿，長3.5m，間距1.2m，分層梅花形布置。沿開挖輪廓線外10cm以8-12°的外插角布置錨桿，邊仰坡面用網噴砼封閉，同時做好洞頂截水溝施工。

2.2洞口長管棚施工

在明洞外輪廓線以外施作C25混凝土套拱作長管棚導向墻，然后用電動鉆機沿設計位置施工，鉆機立軸方向必須準確控制，保證孔向正確，每鉆完一孔便頂進一根鋼管。鉆進中，應經常測鋼管鉆進偏斜度，發(fā)現(xiàn)偏斜超過設計要求，及時糾正。

長管棚作業(yè)，應先打入φ89mm熱軋無縫有孔鋼花管，壁厚5mm，環(huán)向間距40cm。注漿后再打入無縫鋼管，無縫鋼管可以作為檢查管，檢查注漿質量；鋼管接頭采用絲扣連接，絲扣長15cm。為使鋼管接頭錯開，編號為奇數(shù)的第一節(jié)管采用6m鋼管，編號為偶數(shù)的第一節(jié)鋼管采用4m鋼管；然后進行長管棚預注漿，注漿采用水泥漿，進行分段注漿。

2.3開挖

Ⅴ級圍巖采用預留核心土法開挖，工序為：開挖上斷面→進行初期支護→開挖下斷面核心→開挖下斷面左右邊墻→左右邊墻底部支護→開挖仰拱部分→澆注仰拱→拱墻一次性襯砌。

Ⅳ級圍巖正臺階開挖上半斷面采用風槍鉆孔，下半斷面采用自制鉆孔臺車，人工裝藥。為了保證開挖輪廓圓順、準確，維護圍巖自身承載能力，減少對圍巖的擾動，為下步工序創(chuàng)造有利條件，拱部采用光面爆破，邊墻采用預裂爆破。

Ⅲ級圍巖全斷面開挖采用鉆孔臺車鉆孔，人工裝藥。

3.超前支護

3.1大管棚施工工藝

施工時，對鉆機立軸準確控制，以保證孔口的孔向正確，鉆進中經常測鉆進的偏斜度，如偏斜超過設計要求，及時糾正。

管棚注漿按固結管棚周圍有限范圍內土體設計，漿液擴散半徑≥0.5m。注漿采用分段注漿。

注漿前進行注漿現(xiàn)場試驗，注漿參數(shù)及緩凝劑摻入量通過現(xiàn)場試驗按實際情況確定，以利施工；注漿結束后及時清除管內漿液，并用30號水泥砂漿緊密充填，增強管棚的剛度和強度。

3.2小導管注漿施工工藝

采用φ50小導管進行超前預注漿加固，其工藝流程為：鉆孔→清孔→打入小導管→密封鉆孔→注漿→堵塞注漿口。

小導管采用壁厚4mm的無縫鋼管制作，長度5.0m，前端加工成尖錐形狀，管壁四周按15cm間距梅花形鉆設四排φ8mm壓漿孔（尾部80cm不打孔）。小導管外插角7°，搭接長度1.0m以上，環(huán)向間距40cm，拱部120°范圍布置。

注漿采用425普通硅酸鹽水泥，水灰比1：1，注漿壓力控制在0.5-1.0Mpa。為保證注漿不停頓進行，注漿前應認真檢查注漿泵狀態(tài)是否良好，配件是否齊全。

3.3錨桿施工工藝

工序：鉆孔→清孔→插入藥包、桿體 。鉆孔采用YT28型風槍，錨桿預先在洞外加工制作。施工時，桿鉆孔位置及孔深必須精確，錨桿要除去油污、鐵銹和雜質；藥包要浸水濕潤后填滿錨桿孔并搗碎。

4.初期支護

4.1φ22砂漿錨桿施工

系統(tǒng)錨桿及錨桿采用φ22砂漿錨桿，工藝流程：鉆孔→清孔→安裝錨固劑→插入桿體。鉆孔采用風槍鉆孔。施工時錨桿間距、鉆孔深度必須滿足設計要求，錨桿要除去油污、鐵銹和雜質。

4.2鋼筋網安設

鋼筋網應隨受噴面起伏鋪設與受噴面的間隙一般為3cm，鋼筋網的噴射砼保護層厚度不小于2cm；向鋼筋網噴射時，噴頭應稍微傾斜，以使鋼筋網背后噴射密實；鋼筋網應與錨桿連接要固，在噴射混凝土時不得晃動；鋼筋在地面預制成網片后進行安裝。

4.3鋼支撐施工

鋼支撐求預先在洞外結構件廠加工成型。鋼支撐加工后試拼，允許誤差：沿隧道周邊輪廓誤差≤3cm；螺栓孔眼中心間誤差≤±0.5cm；鋼支撐平放時，平面翹曲<±2cm。

4.4濕噴砼工藝

選用42.5號普通硅酸鹽水泥；細度模數(shù)為2.5～3.0中砂，潔凈質硬；粒徑為5～10mm的碎石，要求級配良好；。

濕噴砼配合比：嚴格按照試驗室提供配合比施工。砼噴射機安裝調試好后，在料斗上安裝振動篩（篩孔10mm），以避免超粒徑骨料進入噴射機；用高壓水沖洗干凈受噴圍巖面，而后即可開始噴射砼。

噴射時，噴嘴與巖面的距離控制為60～100cm；噴射方向盡量與受噴面垂直，拱部盡可能以徑向方向噴射，風壓控制在0.45～0.7MPa之間。一次噴射厚度不宜超過10cm，若需噴第二層，兩層噴射的時間間隔為15～20min。噴射作業(yè)分片進行，按照先邊墻后拱腳，最后噴射拱頂?shù)捻樞蚴﹪姟娗跋日移绞車娒娴陌继帲賹婎^成螺旋形緩慢均勻移動，力求噴出的砼層面平順光滑。

4.5臨時支護措施

根據(jù)圍巖監(jiān)控數(shù)據(jù)的體現(xiàn)，如發(fā)現(xiàn)隧道初支收斂變化增大，及時采取增設臨時護拱及臨時仰拱進行支撐。

5.復合式襯砌

隧道襯砌采用12m長穿行式全斷面液壓襯砌臺車，砼由洞外拌合站按配比生產砼，由砼輸送車運至灌注地點，由砼輸送泵泵送砼入模，插入式振搗器人工搗固。砼兩側對稱灌注，兩側灌注高差不超過1m。砼灌注過程中注意振搗，防止過振或漏振。封頂由封頂口倒退逐一泵送砼，以確保拱頂砼回填密實，預埋注漿管。砼灌注完成后，按規(guī)范進行養(yǎng)生。防水板鋪設的施工程序流程：施工準備→設盲溝、固定復合式防水板→焊接防水板搭接縫→質量檢查→移動作業(yè)架→下一循環(huán)。

6.施工監(jiān)控量測

6.1進、出口地表沉降觀測

監(jiān)控點布置按規(guī)范及設計要求進行布設。

注意事項：

布置測點時注意在位移量較大的地段將測點適當加密布置；地表量測與地下洞室監(jiān)測同步進行，便于資料的相關分析；找出位移-時間回歸曲線，求出最終凈空位移量；量測數(shù)據(jù)及分析結果全部納入竣工資料，備查。

6.2全斷面施工法監(jiān)控量測

監(jiān)控點布置按規(guī)范及設計要求布設，詳見上下臺階施工法監(jiān)控量測部分內容。

7.結語

通過對以上關鍵施工環(huán)節(jié)進行了嚴格的技術控制，中鐵十九局集團六公司施工的拴馬嶺隧道施工合格率100%，完全滿足了設計要求。