太湖山隧洞洞口支護施工方法

楊 東

（廣東省源天工程有限公司）

1 太湖山隧洞基本情況概述

太湖山隧洞工程具有南北兩個洞口，其進口分別位于沙埠鎮聯豐堂村聯豐螺嶼開發區、高橋鎮三童岙里村三童寺東北側，從地理位置上看都處于山脊處，且地形相對較緩。出口位于沙埠鎮南朱村佛嶺水庫東北側，處于坡腳上。從太湖山隧洞的地層地質情況來看，其南進口地層巖性為侏羅紀系上統諸暨組a段凝灰巖夾角礫凝灰巖地層，由進口向出口處角礫凝灰巖層厚逐漸變厚，且存在一條斷層破碎帶及節理裂隙發育帶。北進口地層巖性為侏羅紀系上統諸暨組a 段凝灰質粉砂巖夾泥質粉砂巖地層，由進口向出口處泥質粉砂巖層厚逐漸變厚。從地下水水質檢測情況來看，太湖山隧洞的地下水主要包含松散巖類孔隙水與基巖裂隙水兩種類型，這兩種類型的地下水很大程度上會導致挖掘施工時出現線狀涌水以及滴水的現象。除此之外，這種水質極易對施工中的混凝土結構、鋼結構帶來微腐蝕性影響，進而影響整個施工工程的質量和施工進度。

2 太湖山隧洞洞口支護施工的基本原則

遵循“早進洞、晚出洞”的原則，最大程度保持洞口周邊巖石的穩定性。隧洞洞口段施工與其它類施工項目相比，易受人為因素的影響出現刷坡挖坡過多的現象。這種現象會對地層平衡性造成一定破壞，進而導致隧洞洞口巖體穩定性失衡，出現仰坡塌方，對整個工程施工環境帶來安全隱患。對此，針對太湖山隧洞洞口支護工程，要嚴格遵循我國現行的隧道相關的設計規范，以最大限度減少因刷坡挖坡過多帶來的安全隱患。為了更好地保證隧洞洞口周邊施工環境的穩定性，施工隊在進行支護施工時可以采用弱爆破法，亦或者在開挖前根據當前的地質環境設置超前支護以及相應的預加固措施，以充分提高洞口周邊巖石的承載能力。除此之外，在對洞口巖石進行爆破時，要根據設計好的鉆爆方案進行爆破材料的準備，并做好鉆孔的情況檢查，可以在裝藥前進行高壓風清孔。在此基礎上按照劃定的區域進行裝藥連線。在裝藥連線的過程中要講究先上后下、先兩側后中間的原則，對于連線部分則使用“一把抓”的方式，并且配備好起爆雷管。在完成裝藥連線后要對現場的相關工作進行安全檢查。對于洞口爆破工作而言，炮眼的數目會對爆破效果、循環進尺以及洞的成型產生直接影響。對此，可以按照下列公式對洞口爆破中的炮眼數目進行計算，但要想達到最佳爆破效果需要根據洞口的實際情況進行炮眼安裝。

炮眼數目N，按下式計算：

式（1）中：q-炸藥單耗量，取q=1.25kg／m；s-開挖面積，s=5.50 m2；R-每米長度炸藥的重量，2 號巖石銷銨炸藥r=0.78 kg／m；η-炮眼裝藥系數，取η=0.70。

經計算，N=13，光面爆破需多增加周邊眼14只及中空孔一只，共計28只。

每個炮眼的裝藥量，按下式計算：

式（2）中：η-炮眼裝藥系數，取η＝0.80；L-眼深，L＝2.50 m；r-每米長度炸藥量，r＝0.78 kg／m。

經計算Q1=1.56取Q1=1.50 kg，

輔助眼：Q2=η×L×r=0.70×2.40×0.78=1.30 kg，取Q2=1.35 kg。

3 城鄉供水一體化背景下太湖山隧洞洞口支護施工方法探討

3.1 噴射混凝土襯砌支護方法

這種支護方法主要是將砂石料、水泥以及速凝劑、水等材料，借助噴射機高速噴敷在巖石面上形成混凝土噴層，以達到支護洞口圍巖的效果。借助這種支護方法，能夠對隧洞洞口因開挖暴露出來的巖石進行立即封閉，進而使其獲得較高強度。在這種支護施工方法的作用下，能夠最大程度避免隧洞洞口巖石風化，防止隧洞滲漏。與此同時，這種支護方法能夠與洞口巖石固結并起到加固巖石表面的作用，以減少隧洞周邊應力集中，出現坍塌等安全事故。在實際施工中，噴射混凝土支護法還可分為干噴法與濕噴法兩種工藝，這兩種工藝的主要區別在于水和速凝劑施加方式的不同。在太湖山隧洞洞口支護施工中，對特定類型的圍巖，直接采用噴射混凝土襯砌支護的方法。噴混凝土的配合比需要通過試驗的方式來確定，并按照比例設計將骨料、水泥、水拌和均勻。除此之外，在運用該支護方法時還要講求一定的工藝技巧，如要自下而上。對于凹凸不平的地方，要先噴凹處。在具體噴射的過程中需要借助濕式噴射機送到噴頭處，再添加速凝劑后噴出。

其中對于局部存在的破碎帶現象，需要按照實際情況選特定型號的錨桿支護，如材料為20MnSi 螺紋鋼全長黏結性普通水泥砂漿錨桿，并噴射厚度為10 cm 的混凝土，以充分保證隧洞洞口周邊巖石的穩定性。

3.2 錨噴支護施工方法

所謂的錨噴支護施工方法，主要是通過在地層或者巖土體深處設置一系列受拉桿件，用灌漿材料使這種桿件與地層緊密固結在一起。一般情況下會對其施加預應力，借助桿件的應力將地層與結構物連接起來。這種支護方法通常被用來加固巖土體不穩定的部分，以充分保持結構物與巖土體之間的穩定性，進而保障整個工程施工環境的安全。在太湖山隧洞洞口支護施工中，當開挖遇到Ⅲ類圍巖時，則需要采用這種支護方法。首先選用系統錨桿采用Φ20的螺紋鋼筋，間排距為2 m，錨桿長度為1.50 m。對于錨桿類型則選用材料為20MnSi螺紋鋼的全長黏結性普通水泥砂漿錨桿，而混凝土的噴射厚度為12 cm。其中錨桿作為一種能夠將拉力傳至穩定巖層或者土層的結構體系，主要由錨頭、自由端以及錨固段組成。根據不同的劃分標準和使用條件，錨桿可分為預應力與非預應力型、機械固定型、全場摩擦型等多種類型。在運用錨噴支護施工方法時，要注意對灌漿材料的飽滿程度進行準確把握。通常情況下，灌漿飽滿程度受人為因素影響較大。除此之外，鑒于錨桿施工中灌漿材料的飽滿程度難以控制，易造成鉆孔縫隙中的地下水腐蝕錨桿的情況，尤其是太湖山具有微腐蝕性的地下水，長時間會對鋼質桿體造成腐蝕，嚴重影響錨桿的質量與穩定性。

4 結語

綜上所述，為進一步打破原有“一地一水”供水模式、提高本地區水資源的高效配置與共享，黃巖區實施的一系列施工工程在對原有水道以及地質條件充分考察的基礎上，實施原水統籌，逐漸建立城鄉一體化的原水供水格局。太湖山隧洞作為黃巖區實現城鄉一體化供水目標、鋪設水道的重要工程，隧洞洞口的支護施工工程起著至關重要的作用。文章通過對太湖山隧洞洞口支護施工方法的研究，在充分調研現有地質環境與施工條件的前提下，選用科學合理、行之有效的支護施工方法，在保障洞口施工環境安全的情況下充分保障整個隧洞工程的施工質量和進度，為實現黃巖區城鄉供水一體化提供重要保障。