關于小凈距隧道施工技術的運用分析

吳琦華

（山西路橋第一工程有限責任公司，山西太原　030006）

?

關于小凈距隧道施工技術的運用分析

吳琦華

（山西路橋第一工程有限責任公司，山西太原030006）

摘要：結合某小凈距隧道的工程概況，從洞身開挖、爆破減震、巖柱加固注漿、預應力對拉錨桿設置等方面，闡述了小凈距隧道的主要施工方法，旨在提高小凈距隧道的施工質量，促進小凈距隧道在交通工程中的發展應用。

關鍵詞：小凈距隧道，洞身開挖，巖柱，對拉錨桿

小凈距隧道一般是指在進行隧道規劃時，由于受到地形限制，導致相鄰隧道的最小凈距無法達到設計規范的基本要求。這樣的隧道工程具有較高的施工難度，不論是工程造價還是施工周期，都會比普通的隧道工程要高。因此，對小凈距隧道施工技術進行研究，可以提升小凈距隧道的施工質量，促進小凈距隧道在交通工程中的運用和發展。

1　小凈距隧道工程概況

某小凈距隧道工程，整體長度為2 600 m，左右隧道的間距為24 m，隧道之間的距離在5 m左右。該隧道設計為雙向六車道，建筑限界的寬度為5 m，長度為14. 25 m。其跨度較大，從分類上說來可以算作大跨度小凈距隧道。在設計前進行了地質勘測，發現該施工地區的巖質較差，主要是以石英砂、風化砂巖為主，而且分布有軟弱夾層。在該小凈距隧道工程的貫穿區域及周邊范圍，存在諸多斷層，達到了10條以上。隧道工程區域土壤是耕植土、粘土層以及第四系雜填土，基巖以中厚層石灰巖、砂頁巖、灰巖等為主，且在隧道周邊存在數量較多的巖溶，對隧道工程的施工活動造成了較大困難。

2　洞身開挖施工

根據該小凈距隧道工程的實際情況，進行洞身開挖是最為主要的施工環節。洞身開挖施工又可以劃分為洞口開挖、側壁導坑、中隔壁法等諸多施工技術。

洞口開挖是洞身開挖的前期工作，需要遵循早進洞的基本原則展開施工，一般多使用仰坡構造進行洞口開挖，如此可以減少仰坡帶來的不穩定因素。洞身開挖一般不使用爆破技術，若是必須使用爆破，也是采用弱爆破的形式進行開挖，以免產生太大擾動。

側壁導坑法是隧道工程以及地下工程中較為常用的施工方法，其在圍巖壓力大、地層不穩定等條件下表現出了良好的施工效果。一般側壁導坑法可以分為單側壁導坑技術和雙側壁導坑技術，就該工程的實際情況而言，這兩種施工技術的方法進行施工如圖1，圖2所示。

圖1　單側壁導坑技術開挖斷面

圖2　雙側壁導坑技術開挖斷面

從圖1，圖2中不難看出，單側壁導坑技術和雙側壁導坑施工技術還是存在比較明顯的差異，在實際施工中也需加強對一些問題的控制。第一，在隧道挖掘時，第二次的挖掘長度一般需要比第一次少挖掘5 m～10 m，或是在二次襯砌完成后進行，亦或是滯后于第一次隧道仰拱完成。第二，在對隧道進行臨時支護時，其需要在完成20 m～30 m之后，才能展開二次襯砌。在拆除臨時支護之后，需要盡快完成回填仰拱和二次襯砌拱墻。第三，開挖面和填充混凝土、仰拱以及二次襯砌之間的距離關系，需要結合放炮造成的震動情況確定，一般可以將其設定在20 m～30 m的范圍內。第四，掌子面的穩定性如果較差，那么單側壁導坑施工法就不能確保掌子面穩定，因此需要結合隧道工程實際，把側壁導坑開挖和支護分為3個臺階或是4個臺階展開施工。第五，側壁導坑一般需要領先30 m～50 m的距離，如此才能避免圍巖應力分布不受到太大影響。

3　爆破和減震技術

在小凈距隧道施工當中，爆破施工是不可避免的，爆破所帶來的危害也需要提前進行預防。一般說來，在進行爆破時，由于隧道凈距很小，可能對中間巖體產生較大干擾，因此需要對中間巖體設置一定干擾措施，確保中間巖體穩定。一般通過預裂爆破、光面爆破等手段可以對爆破產生的擾動形成有效控制。根據GB 6722—86安全爆破規程中的相關規定，Ⅴ級圍巖在沒有相應支護措施時，其最大的臨界震動速率必須控制在15 cm/s以內。而在有支護措施的情況下，最大臨界震動速率也不得超過20 cm/s。例如，在對左洞進行爆破施工時，為了減少爆破對右洞產生的震動，以及減少對左洞初期支護和二次襯砌的影響，該工程采用了微震動光面爆破技術。為了進一步縮減爆破產生的震動，還采取了小進尺、多次爆破以及小藥卷等手段，將爆破震動危害切實控制在合理范圍內。

4　中間巖柱的加固與注漿

中間巖柱的加固需要根據圍巖等級確定對應的施工方法，在二類圍巖的淺埋段，需要對中間巖柱進行加固，而對于三、四類圍巖，只需要在出現巖石碎裂的地方對中間巖柱進行加固即可。為了提升隧道開挖的穩定性，最大程度降低小凈距給隧道帶來的變形危害，一般應先對左邊洞口進行掘進，同時在洞口設置直徑50 mm的小導管作為中間巖柱。完成左邊洞口的開挖之后，再對右洞展開掘進施工。

若是隧道洞口發生刷坡的問題，則不能拆除隧道的中間巖柱坡，需將其作為支擋坡面。在完成臨時支護的設置以后，就可以挖出中間巖柱坡，同時從橫向位置將5 m長的導管打入中間巖柱，導管直徑為50 mm，然后向巖柱坡面注漿。在注漿時，達到相關要求之后就可以進行左洞的掘進，長度為3 m。之后把中間巖柱設置45°傾角，加設12 m左右長度的導管進行注漿，注意需要將導管排距控制在1. 5 m或者2 m的水平。注漿時，壓力的變化控制一般是從0. 5 MPa逐漸上升到1. 5 MPa，漿液為水玻璃和水泥的混合物，比例為0. 5∶1。

5　預應力對拉錨桿設置

在隧道中間巖柱當中，一般采用了直徑25 mm的螺紋鋼筋，同時還會配合錨桿使用，錨桿的拉力為50 kN。在進行預應力對拉錨桿設置時，錨桿的一端需要張拉，另一端需要進行固定，其固定側需要按照張拉端和固定端的同一方向進行控制，并且要在同一橫截面上張拉。通過這樣的手段才能夠避免隧道內部出現局部壓應力問題。

6　其他

在小凈距隧道施工中，除了上述的一些施工技術之外，還涉及到許多其他方面的施工技術，這里對其進行簡要說明。超前支護在隧道施工至關重要，其能夠有效保證掌子面前方和拱橋上方位置的穩定。山區隧道的淺埋地段或是洞口使用了大管棚預注漿支護加固，平常地段就可以通過預注漿和小導管結合的方式加固圍巖。

在隧道施工過程中，需要結合施工進度和實際情況及時設置臨時防護設施，主要涉及到鎖腳鋼管、臨時仰拱等，此外還需及時對開挖方法進行調整，成環進度加快等，以便工程施工安全高效。

在施工過程中，還需要對隧道左線和右線之間的施工距離進行控制，避免對襯砌造成負面影響。這就需要在開挖后行隧道的過程中，需要確保先行隧道已經達到穩定狀態。或者是在仰拱完成之后，再對后行隧道展開施工，其施工距離一般控制在3D水平，即3倍隧道直徑。

為了全范圍及時了解隧道支護情況以及圍巖的動態變化信息，小凈距隧道在施工中需要加強對地表下沉、拱頂下沉的測量監控，還需做好超前地質預報工作，及時發現掌子面之前未施工區域的地質問題，以便提前做好應對措施。此外，需要監測中間巖體傾斜變化、應力變化以及隧道底部土壓等參數，全面掌握中間巖體受力情況，以及在施工進程中的穩定狀態。

7　結語

小凈距隧道引起隧道間距凈值較小，在施工中容易產生擾動，影響隧道施工質量。所以，在面對實際工程時，應該從工程本身著手，逐步做好洞身開挖、爆破控制、加固支護、測量監控等多環節的施工活動，以保證隧道施工質量。

參考文獻：

［1］李建設，陳慧超，李政.深圳地鐵11號線車公廟站—紅樹灣站區間盾構隧道小凈距上穿既有線區間隧道施工關鍵技術［J］.隧道建設，2014（4）：374-379.

［2］仇文革，李俊松.小凈距大跨度公路隧道安全風險管理與施工技術［J］.現代隧道技術，2011（5）：18-22.

［3］祝河清.軟弱圍巖小凈距偏壓隧道進洞施工技術［J］.西部交通科技，2015（10）：47-50，66.

［4］漆睿.大跨度小凈距公路隧道施工關鍵技術探討［J］.四川建材，2014（6）：200-201.

On analysis of applying the small net distance tunnel construction technique

Wu Qihua
（Shanxi No. 1 Road and Bridge Engineering Co.，Ltd，Taiyuan 030006，China）

Abstract：Combining with the engineering survey of some small net distance tunnel，the paper illustrates the main construction methods for the tunnel from the hole excavation，blasting vibration reduction，rock column consolidation and grouting，and allocation of prestressed anchors，so as to improve the construction quality of the small net distance tunnel，and enhance the application of the tunnel in the traffic projects.

Key words：small net distance tunnel，hole excavation，rock column，anchor

中圖分類號：U455

文獻標識碼：A

文章編號：1009-6825（2016）09-0168-02

收稿日期：2016-01-14

作者簡介：吳琦華（1988-），男，助理工程師