淺談科木其隧道施工方法總結

杜智慧

摘 要：科木其隧道圍巖為中風化泥巖和左右洞拱頂砂卵礫層。隧道前期開挖過程中，拱頂坍塌現象嚴重，無法正常施工，后對設計及施工方案進行了優化，使隧道得以順利貫通。本文結合該工程施工的成功案例，簡述了砂卵石層隧道開挖的施工方法及注意事項，對后期類似隧道的施工具有重要借鑒意義。

關鍵詞：砂卵石層；坍塌；施工方法

中圖分類號：U455 文獻標識碼：A

1.工程概況

1.1 設計圍巖情況

科木其隧道全長1225m，其中左洞長605m，起訖樁號為ZK10+080～ZK10+685；右洞長620m，起訖樁號為YK10+070～YK10+690。設計全隧道明洞42m，Ⅳ級圍巖700m；Ⅴ級圍巖483m。

科木其隧道原設計圍巖（IV級）為中風化泥巖，中厚層狀構造，節理裂隙發育，夾有薄層-中厚層狀砂卵石層，巖體較完整，圍巖穩定性較好，呈塊狀結構，施工時拱頂和側壁無支護時有掉塊或易產生坍塌，側壁較穩定，雨季施工有點滴狀出水現象。

1.2 實際圍巖情況

左右洞拱頂均存在較厚的砂卵礫層，大部分段落厚度為1m～2m，局部達3m厚，根據地質預報，隧道圍巖核準為Ⅴ級圍巖。

1.3 左洞進口洞頂為砂礫堆積層（圖1）。

2.施工中存在問題

按原設計施工存在主要問題：

（1）洞頂砂卵礫層松散，鋼花管間距較大、地表注漿固結范圍有限，且砂卵礫層厚度較大，處理深度不足，易形成滑塌。

（2）洞內砂卵礫層礫石大小不一，較密實，按照原來的施工方法，超前施工靠近掌子面直接打鉆時，砂礫極易滑落（圖2），對施工操作人員造成極大的安全隱患。

（3）拱頂范圍內砂卵礫層較厚、寬度較大，原設計間輔助施工桿體距難以滿足實際的承載（圖3），且鉆孔施工中難以形成有效的孔徑，超前小導管難以安裝。

（4）洞內巖層交界處，下層泥巖極易風化，形成剝落，帶動掌子面砂卵礫層滑落形成塌腔。

（5）施工振動帶動掌子面砂礫下滑形成塌腔。

3.施工中形成的方法

3.1 洞頂處冒頂的處理方法（圖4）

科木其隧道在2013年11月11日晚進行開挖施工，22∶40開挖至ZK10+125處，挖機開始找頂排險。23∶10在拱頂發現一孤石侵限，進行處理，孤石掉落后，施工人員發現拱頂松散堆積體開始緩慢滑落，發現這一現象后，施工人員及機械退至安全地方。至23∶40左右洞頂處松散堆積體滑落停止，地表冒頂，形成長19.2m，寬12.4m平均5.8m深塌腔，里程為ZK10+122～+141.2。

3.1.1 排水

（1）在冒頂處修環向排水溝或采用彩條布覆蓋，避免地表水流入塌方體。

3.1.2 洞內加固措施

（1）在靠近掌子面處采用編織袋裝土予以加載碼砌，保證塌方段處松散層不再向下流動。

（2）對塌方體坡腳處予以堆土加強，起到護腳的作用，防止冒頂處堆積層向下擠壓推動塌方體。

（3）對塌方體進行噴射砼進行封閉。

3.1.3 洞外加固措施

（1）對塌腔處松散體予以清理。

（2）塌腔的填埋采用C15砼，對堆積體未注漿部分采用打入橫向小導管，按間距1m×1m，層距0.5m，角度15°，長度4m布置，塌腔周圍環向預埋小導管，間距按1m布置，對塌腔處理后進行注漿。

3.1.4 洞內塌方體開挖

在掌子面處先注漿加固塌方體頂部，對塌腔處理后進行開挖，按先上部后下部的原則進行。

3.1.5 洞內正常開挖

在洞頂塌方段及前后里程增加監控量測的頻率，按原方案正常開挖支護施工。

3.2 洞內施工的主要方法

（1）開挖采用環形開挖留核心土，為減小振動對砂卵礫層的擾動，采用機械開挖。

（2）輔助施工采用自進式錨桿，解決了難以成孔的問題。

（3）打鉆時在已噴錨的拱架上施做，在此拱架上安裝鋼管作為導向及保證安全的防護棚（圖5）。

（4）輔助施工桿體間距縮小、數量已實際砂卵礫層寬度而定。

（5）對難以控制形成的塌腔及時泵送砼，填充飽滿，無空洞（圖6）。

4.洞內施工方法

初期支護參數為按原設計執行。為了盡量減小開挖過程中對砂礫卵石層的擾動，掌子面采用挖機配合鑿巖機進行開挖，每循環進尺控制在1榀，開挖結束后及時支護。實際施作過程中，在砂卵層中施做超前小導管成孔比較困難，且成孔后易塌孔，很難保證超前支護的效果。掌子面開挖過程中，拱頂砂礫卵石層坍塌嚴重，立架過程中不時有大卵石掉落，卵石粒徑由1cm～80cm不等，存在較大的安全隱患。

為了保證拱頂砂礫層的穩定，防止塌方掉塊、保證隧道施工安全，經我方多次的摸索試驗。實際施工中我標段采用先預埋小導管、數量由37～164根不等然后施做自進式錨桿。我標段對自進式中空注漿錨桿進行了加密。左洞錨桿采用先施作導向管噴射砼后施工超前的形式進行施工，錨桿根數由設計的37根依據砂礫層的厚度及寬度增加到46～74根，錨桿間距由設計的40cm間距調整到0.2m，集中至拱頂砂礫層施工，不足時增加輔助施工桿體數量，保證支護范圍布滿砂礫層。相當于采用雙排超前施工，確保了拱頂砂礫層的穩定，隧道施工的安全，監控量測數據無超限。較好地解決了隧道砂礫層塌方現象。對不可控制塌方，及時進行了泵送回填，對較小空隙進行注漿，保證無空洞。

結語

就目前施工方法而言，能較好地解決施工中的安全問題。輔助施工，能起到較好的作用，安全質量可控，施工進度較慢，但也在穩妥推進。下一步將結合超前地質預報及監控量測數據，重點做好隧道超前施工，確保安全、質量。精心組織，科學管理，保證隧道勝利貫通！

參考文獻

[1]任建凱.隧道工程施工技術和方法淺談[J].建材發展導向，2013（1）：194-195.

[2]卿明忠.淺談隧道工程施工技術[J].建材與裝飾，2015（24）：4-5.