高速公路隧道開挖和初支的質(zhì)量控制

摘要：在隧道施工建設(shè)過程中，解決好開挖和初期支護(hù)問題，是確保隧道工程質(zhì)量、保證順利貫通的重要環(huán)節(jié)，而選擇好開挖和初期支護(hù)的時(shí)間和方式是成功的關(guān)鍵，本文就此進(jìn)行論述。

1.施工測(cè)量

（1）按《公路勘測(cè)規(guī)范》關(guān)于洞外控制測(cè)量的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行一切必要的測(cè)量和計(jì)算工作，并應(yīng)將施測(cè)采用的方法和精度報(bào)監(jiān)理工作師批準(zhǔn)。

（2）隧道洞外控制采用三角測(cè)量，每個(gè)洞口設(shè)置三個(gè)平面控制點(diǎn)，且將控制點(diǎn)設(shè)在能相互通視，穩(wěn)固不動(dòng)，而且便于引測(cè)進(jìn)洞，能與開挖后的洞口通視之處，盡可能避免干擾，且不會(huì)被棄碴掩埋。

（3）在放線中除公里樁、平曲線基本樁外，應(yīng)設(shè)置必要加樁;在工程實(shí)施中隧道中樁最大間距直線上不得大于10m，曲線上不得大于5m，并明確標(biāo)出用地界樁、路面和排水溝中心樁、輔助基準(zhǔn)點(diǎn)以及其他為控制正確放線的水平和垂直標(biāo)樁。

（4）保護(hù)好一切基準(zhǔn)點(diǎn)和測(cè)樁，并予以固定;如遇損壞、遺失、位移等情況，應(yīng)立即報(bào)告監(jiān)理人。

（5）隧道洞口應(yīng)設(shè)立中線樁及兩個(gè)以上的后視點(diǎn)樁和兩個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)，并進(jìn)行聯(lián)測(cè)，核對(duì)其是否達(dá)到精度要求。

（6）進(jìn)洞的支水準(zhǔn)點(diǎn)及導(dǎo)線點(diǎn)要及時(shí)跟進(jìn)，埋設(shè)支水準(zhǔn)點(diǎn)及導(dǎo)線點(diǎn)要考慮通視、穩(wěn)定、遺失等情況，并按照精度要求，做好計(jì)算報(bào)監(jiān)理審批。（二）、隧道的開挖

2.隧道開挖：

隧道ⅰ、ⅱ、ⅲ級(jí)圍巖采用全斷面開挖法;ⅳ級(jí)圍巖根據(jù)圍巖的整體性程度采用短臺(tái)階法施工，臺(tái)階的長度為10-15m;ⅴ級(jí)圍巖采用超短臺(tái)階法施工，臺(tái)階的長度為5-10m。ⅰ、ⅱ、ⅲ級(jí)圍巖全斷面爆破采用中空眼直眼掏槽，ⅳ、ⅴ級(jí)圍巖開挖采用斜眼楔形掏槽。ⅰ、ⅱ、ⅲ圍巖全斷面開挖光面爆破。ⅳ、ⅴ級(jí)圍巖臺(tái)階法開挖預(yù)裂爆破，在施工中一定要控制好臺(tái)階長度和爆破的方式，盡量減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)，控制圍巖的變形。

隧道ⅰ、ⅱ、ⅲ、ⅳ、ⅴ級(jí)圍巖級(jí)圍巖地段，初期支護(hù)（即系統(tǒng)錨桿裝設(shè)、網(wǎng)片的掛設(shè)、c20混凝土噴射等）完成后，再進(jìn)行下一循環(huán)開挖，初期支護(hù)與開挖掌子面間距在巖石較好地段5～10m，圍巖較差地段初期支護(hù)與掌子面緊跟，兩道工序平行作業(yè)。為減輕爆破時(shí)對(duì)圍巖的擾動(dòng)，周邊眼采用φ32光爆藥卷，并采用導(dǎo)爆索藥串裝藥結(jié)構(gòu)，孔口堵塞長度不小于40cm。ⅰ、ⅱ、ⅲ級(jí)圍巖周邊眼間距e=40cm，最小抵抗線w=55cm，相對(duì)距離e/w=0.72，周邊眼裝藥集中度0.27kg/m。ⅳ、ⅴ級(jí)圍巖周邊間距e=30cm，最小抵抗線w=40cm，相對(duì)距離e/w=0.75，周邊眼裝藥集中度0.09kg/m。鉆爆作業(yè)時(shí)，根據(jù)地質(zhì)條件及時(shí)修正爆破參數(shù)，以期達(dá)到最佳爆破效果。鉆孔均采用自制鉆孔臺(tái)架配yt-28手持式風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)鉆孔，人工裝藥起爆。鉆爆作業(yè)按照爆破設(shè)計(jì)進(jìn)行鉆眼、裝藥、接線和引爆。如圍巖出現(xiàn)變化需要變更爆破設(shè)計(jì)時(shí)，由隧道工程師確定，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理工程師簽認(rèn)。炮孔的裝藥、堵塞和引爆線路的連接及啞炮和盲炮的處理，均由考核合格的爆破員負(fù)責(zé)。

3.超欠挖控制

鉆爆法開挖控制開挖質(zhì)量，關(guān)鍵是控制好超欠挖，鉆爆施工中將采取如下措施：（1）根據(jù)不同地質(zhì)情況，選擇合理的鉆爆參數(shù)，選配多種爆破器材，完善爆破工藝，提高爆破效果。（2）提高畫線、鉆眼精度，尤其是周邊眼的精度，是直接影響超欠挖的主要因素，因此要認(rèn)真測(cè)畫中線高程，準(zhǔn)確畫出開挖輪廓線。（3）提高裝藥質(zhì)量，杜絕隨意性，防止雷管混裝。（4）斷面輪廓檢查及信息反饋：了解開挖后斷面各點(diǎn)的超欠挖情況，分析超欠挖原因，及時(shí)更改爆破設(shè)計(jì)，調(diào)整爆破參數(shù)，減少誤差，配專職測(cè)量工用斷面儀檢查開挖斷面。（5）建立嚴(yán)格的施工管理：在解決好超欠挖技術(shù)問題的同時(shí)，必須有一套嚴(yán)格的施工管理制度來保證技術(shù)的實(shí)施，為此，從進(jìn)洞前，制定嚴(yán)格的獎(jiǎng)罰制度。

斷面過渡處的開挖隧道不同開挖斷面及襯砌斷面變化處采用以下方法開挖：當(dāng)大斷面變成小斷面時(shí)分界點(diǎn)留錯(cuò)臺(tái)按照小斷面直接開挖，小斷面變成大斷面時(shí)在達(dá)到變斷面分界點(diǎn)開始4～6m范圍逐漸向外擴(kuò)大，至設(shè)計(jì)斷面時(shí)，過渡段的欠部位采用補(bǔ)炮處理，緊急停車帶建筑限界凈寬比隧道建筑限界凈寬超出部分按設(shè)計(jì)斷面開挖及支護(hù)。（三）、隧道初期支護(hù)初期支護(hù)主要有錨桿（系統(tǒng)藥卷錨桿和中空注漿錨桿）、超前支護(hù)、工字鋼或格柵鋼架、掛網(wǎng)、噴射混凝土五種形式。4.錨桿的施工

（1）普通藥卷錨桿采用螺紋鋼筋現(xiàn)場(chǎng)制作，即20mnsiφ22藥卷錨桿。長度根據(jù)圍巖狀況及設(shè)計(jì)確定，間距不大于桿長的二分之一，手持鑿巖機(jī)鉆孔，使用高壓風(fēng)吹凈鉆孔，把藥卷裝入孔中，藥卷裝入長度為錨桿的三分之二，此時(shí)把錨桿裝入。

（2）中空注漿錨桿采用yt-28風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)推進(jìn)，鉆孔前根據(jù)設(shè)計(jì)要求定出孔位，鉆孔保持直線并與所在部位巖層結(jié)構(gòu)面盡量垂直。水泥漿拌合均勻，隨拌隨用，灌漿時(shí)導(dǎo)管伸入孔底，邊灌漿邊抽撥導(dǎo)管，要求錨孔內(nèi)水泥漿飽滿，灌漿工作連繼不中斷，保證錨桿、水泥漿、圍巖間的粘結(jié)力。

4.超前支護(hù)

4.1超前錨桿

超前r25中空注漿錨桿r25中空注漿錨桿采用yt-28風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)推進(jìn)，鉆孔前根據(jù)設(shè)計(jì)要求定出孔位，鉆孔保持直線并與所在部位巖層結(jié)構(gòu)面盡量垂直。水泥漿拌合均勻，隨拌隨用，灌漿時(shí)導(dǎo)管伸入孔底，邊灌漿邊抽撥導(dǎo)管，要求錨孔內(nèi)水泥漿飽滿，灌漿工作連繼不中斷，保證錨桿、水泥漿、圍巖間的粘結(jié)力。在有水地段，可在附近另行鉆孔安裝錨桿或改為早強(qiáng)速凝藥包式錨桿。

4.2超前小導(dǎo)管

超前小導(dǎo)管設(shè)置在隧道進(jìn)出口段無長管棚支護(hù)的ⅳ級(jí)圍巖地段，ⅳ級(jí)圍巖淺埋地段和ⅴ級(jí)圍巖地段，采用外徑42㎜，壁厚3.5㎜的熱扎無縫鋼花管，在鋼管距尾端1米范圍外鉆φ6㎜壓漿孔。鋼管環(huán)向間距按照設(shè)計(jì)要求布置，外插角控制在規(guī)范范圍內(nèi)，尾端支撐與鋼架上，控制每排小導(dǎo)管縱向設(shè)置間距及長度。超前小導(dǎo)管注漿采用水泥漿液，注漿參數(shù)可通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)適當(dāng)調(diào)整。3、工字鋼鋼架和格柵鋼支撐的施工根據(jù)設(shè)計(jì)要求，工字鋼鋼架和格柵鋼支撐在洞外加工廠利用臺(tái)架按設(shè)計(jì)加工制作成型，洞內(nèi)安裝在初噴混凝土之后進(jìn)行，與定位鋼筋焊接。鋼拱架間縱向用鋼筋連接為一體，鋼架間以混凝土噴平。鋼架拱腳必須放在牢固的基礎(chǔ)上，架立時(shí)垂直隧道中線，架設(shè)時(shí)中線、高程和垂直度由測(cè)量技術(shù)人員嚴(yán)格控制，并將系統(tǒng)藥卷或中空錨桿與鋼架焊接連為一體。

4.3掛鋼筋網(wǎng)片

（1）鋼筋網(wǎng)片采取現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)一制作，所用材料的質(zhì)量和規(guī)格應(yīng)符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

（2）采用雙層鋼筋網(wǎng)時(shí)，第二層鋼筋網(wǎng)應(yīng)在第一層鋼筋網(wǎng)被混凝土覆蓋后鋪設(shè)。

（3）要嚴(yán)格控制網(wǎng)格尺寸、鋼筋保護(hù)層厚度、與受噴面的間隙等。

（4）鋼筋網(wǎng)與錨桿或其他固定裝置連接牢固，噴射混凝土?xí)r不得晃動(dòng)。5、濕噴混凝土（1）采用濕噴法施工，分初噴、復(fù)噴和終噴（保護(hù)層）三階段進(jìn)行，噴射機(jī)選用濕噴機(jī)，所用材料需先自檢并經(jīng)監(jiān)理檢驗(yàn)認(rèn)可后方可使用。（2）砂選用顆粒堅(jiān)硬、干凈的中、粗砂。

（5）速凝劑、減水劑、粘稠劑等外加劑均選擇質(zhì)優(yōu)、性能優(yōu)良的產(chǎn)品。速凝劑在使用前，做與水泥的相容性試驗(yàn)及水泥凈漿凝結(jié)效果試驗(yàn)。

（6）施工配合比按現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整確定。

5.結(jié)束語

在隧道施工建設(shè)過程中，解決好開挖和初期支護(hù)問題，是確保隧道工程質(zhì)量、保證順利貫通的重要環(huán)節(jié)，而選擇好開挖和初期支護(hù)的時(shí)間和方式是成功的關(guān)鍵。因此，對(duì)隧道開挖及支護(hù)進(jìn)行研究和探討具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]、《隧道工程》覃仁輝主編。重慶大學(xué)出版社"2005

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[3]、劉仁旭，汲紅旗;公路隧道的光面爆破[j];公路;2005年10期