“PRESEKA”隧道貫通施工技術研究

文/張華、耿全興

1 前言

某高速公路始于Kicevo（基切沃），止于Ohrid（奧赫里德），公路總長為56.6km。PRESEKA 隧道為本項目控制性工程，由中國水利水電第七工程局有限公司施工。本文以PRESEKA 隧道貫通施工為例，重點介紹了隧道貫通施工方法，總結了PRESEKA 隧道貫通施工經驗。

2 工程概況

PRESEKA 隧道為一條雙向分離式隧道。隧道左幅K18+294.5～K20+310.5，長度為2016m，隧道右幅K18+279.5～K20+274.5，長度為1995m。隧道開挖半徑5.25m，開挖高度7.9m，隧道成型凈空9.9m×6.7m。采用RMR 圍巖分類方法，隧道左右幅進出口圍巖為Ⅳ類，圍巖主要以石墨片巖為主，部分被風化，巖石質量較差。洞身其圍巖為Ⅳ-Ⅵ類，圍巖為石墨片巖，部分區域含有少量的石英云母片巖。隧道局部有斷層及滲水，隧道每10m 滲水流入量Q＞0.01L/S。

3 隧道施工概況

PRESEKA 隧道采用新奧法進行施工，根據圍巖的變化和原材料及設備的實際情況，先后采取了2 臺階法、3 臺階法和環形開挖留核心土法開挖方式，洞身開挖采用自制簡易鉆爆臺車手持式鑿巖機鉆孔，錨桿和管棚采用多臂鉆鉆孔。裝碴采用ZL50 裝載機，25t 自卸汽車運輸，初期支護采用自行式噴漿臺車噴射混凝土作業。拱墻襯砌混凝土采用12m 的鋼模臺車一次性襯砌成型。

4 隧道施工進度及安排

該隧道采取雙向掘進同步開挖，截至2018年10月15日，左洞：進口端里程K19+143，出口端里程K19+279.3，剩余136.3m；右洞：進口端里程K19+1235.3，出口端里程：K19+233.6，剩余38.4m。隧道采取雙向掘進同步開挖，截至2019年2月25日，左洞進口端掘進到K19+213.2 位置，出口端掘進到K19+235.3 位置，剩余22.1m。為了保證隧道施工安全，當出口掌子面施工至K19+231.2 時停止出口掌子面施工從進口掌子面進行貫通施工，同時在出口掌子面安全距離處（距離掌子面50m 處）設置禁止入內的警示標志。計劃隧道左洞在K19+231.2 處貫通。

5 施工工藝

由于隧道采取雙向掘進方式，根據現場實際地質情況，預估貫通段隧道圍巖類型為Ⅵ類，主要采取機械開挖，初期支護參數為噴射MB30 混凝土厚度35cm，HEB200 型鋼，間距0.75m，拱部及邊墻采取Φ32 自進式錨桿，22 根/m，間距1.2×0.75（環*縱），Q226 鋼筋網片（Φ6 鋼筋，12.5×12.5cm）[1]。

5.1 隧道貫通施工方案

施工流程：雙向掘進開挖—開挖面接近50m 時錯開放炮時間開挖—開挖面剩余長度≤25m 時進行貫通前貫通孔施工—開挖面接近12.3m 時暫停出口開挖—對出口掌子面進行加固回填—從進口開挖施工—直到隧道貫通。

5.2 隧道貫通施工步驟

第一步，雙向掘進開挖，當開挖面在50～12.3m 時，單向掌子面一側采用局部爆破施工，另外一側掌子面需要人員撤離，并將設備轉移，保證安全。

第二步，當開挖面剩余長度≤25m 時進行貫通孔施工，采用多臂鉆進行鉆孔，鉆孔長度為25m。

第三步，開挖面接近12.3m 時暫停出口掌子面開挖施工，并撤走人員和機具，同時在安全距離處（距離掌子面50m 處）設置禁止入內的警示標志，最后12.3m 不再考慮管棚施工工作面，型鋼拱架全部采用1#HEB200 拱架，進出口各安裝一個15m 管棚循環，保證在貫通時管棚搭接有5.5m，充分保證施工安全（見圖1、圖2、圖3）。

圖1 貫通平面布置圖

貫通段管棚施工隧道進口出口需交錯布置如圖2、圖3 所示。

圖2 隧道進口管棚施工布置圖

圖3 隧道出口管棚施工布置圖

第四步，當開挖面剩余長度≤30m 時進行貫通孔施工，采用多臂鉆配合N RV400-04-12 鉆頭進行鉆孔，鉆孔長度為30m。

第五步，對出口掌子面進行加固回填，縮小其受力面積，為隧道出口貫通做準備，如圖4 所示。

圖4 貫通時出口渣料回填

第六步，待隧道進口掌子面回填完成后，啟動最后22m 貫通施工，從隧道出口進行開挖支護，開挖支護方式采用常規方法直至隧道貫通。

第七步，隧道左洞貫通施工方案同上，設備配置數據顯示在表1 中。

表1 設備配置

6 安全措施

隧道貫通時應保持洞內外聯絡暢通。通過貫通孔進出口可以使用對講機聯系，在貫通前對講機已經試用，確保貫通當天通信暢通。在貫通當天指定專人負責設備調度和安全監控，以確保各方面安全。同時洞外也指派專人負責交通及人員進洞協調。

隧道貫通前，應做好出洞場地的加固，貫通面前方區域應設置安全警戒，禁止人員入內。

隧道雙向開挖接近貫通面時，兩端施工應加強聯系，并進行統一指揮，當兩個開挖工作面距離接近50m時，單向掌子面一側采用局部爆破施工，另外一側掌子面人員需要撤離，設備需要轉移到安全地方。當兩個開挖工作面距離接近16.1m 時，必須采取一端掘進，另一端停止作業并撤走人員和機具的措施，同時在安全距離處設計禁止入內的警示標志[2]。

7 沉降變形監測

對此部位圍巖進行監測，對隧道左右洞最后30m 斷面進行監測，每2m 設一個斷面，每個斷面安裝3 個監測點控制，按每天1 次頻次進行監測。

8 結語

在“PRESEKA”隧道貫通施工過程中要保證隧道施工安全，除了加強施工技術力量的儲備外，還應強化現場施工管理，“PRESEKA”隧道在圍巖惡劣的情況下，采取了雙向管棚施工等措施，保證了隧道施工的穩定性，滿足隧道施工安全要求，說明只要合理選用新工藝、新技術、新材料和施工方法，就能保證隧道施工的安全。