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毛 彪
（核工业华东建设工程集团公司,江西 南昌 330046）摘 要：大跨度隧道施工的技术性较强.文章介绍了高速公路大跨度隧道的施工技术,施工过程中,通过对开挖方法的灵活调整,通过采用洞口管棚超前支护、洞内超前小导管注浆预加固、系统锚杆和钢拱架及喷射混凝土作为初期支护,确保了施工安全.
关键词：大跨度；隧道施工；支护技术；防排水工程
中图分类号：U455 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2010）16-0140-02
一、工程概况
某高速公路地处山区,有隧道若干条均按山岭区行车时速100km的高速公路标准设计.各隧道地质情况主要地质情况如下：隧道所在山体为单脊山岭,进口洞口段地形条件一般,两组节理走向与洞轴线近于平行,围岩级别Ⅴ级.出口段左线小角度进洞,地形不利；右线地形条件一般,围岩级别Ⅴ级,稳定性差.自然边坡均较陡,易产生坡体下滑或碎石崩塌.洞身围岩均由千枚岩、粉砂质千枚岩组成,岩性单一,构造简单,隧道进出口均无滑坡、崩塌、泥石流等不良地质现象.
大跨度隧道由于存在断面大、埋深浅、隧道受力复杂等因素,使得开挖和支护方式必须灵活的选择,高速公路大跨度隧道在施工过程中,根据围岩的变化,隧道采用新奥法设计施工,洞口段采用套拱和大管棚超前支护,洞身段初期支护采用锚喷和钢支撑支护.
二、隧道施工工艺
(一)洞口工程施工
随着环保意识的增强,传统的对隧道洞口进行刷坡和锚喷加固的进洞方式已经不能满足人们提出的“零进洞”的要求.该高速公路4座大跨度隧道、16个单洞洞口都提出了“零进洞”的要求,即完全不扰动隧道轮廓线以外的山体和植被,通过洞内预加固等技术措施原生态自然进洞.
1．施作偏压挡墙.由于该洞口地形左低右高,偏压严重,施作偏压挡墙可以缓解地形带来的偏压危害.偏压挡墙施工参数如下：（1）自K13+506～K13+526靠隧道左侧边缘3m向下开挖基坑,直至露出基岩为止；（2）施作反压挡墙,顶部宽60cm,面坡为值坡,垂直隧道壁,背坡为1︰0.2设计施工；（3）挡墙与隧道间隙分阶段回填片石混凝土和碎石土,分层压实,直至墙顶高程.
2．地表加固.在该隧道进口20m段地表,采用Φ42小导管按间距1.0×1.0m,呈梅花形从地表垂直打入,打入深度为2m,共布置20牌,每排18根,注入1︰1水泥浆,注浆压力为0.8～1.5MPa.
3．超前管棚.从洞口K13+506开始,采用40m长管棚对洞口段进行超前支护.采用Φ108×6钢管,钢管长约4～6m.管棚向上倾角1°～3°,环向间距0.4m.管棚施工结束后开始注浆,注浆初始压力为0.8～1.0MPa,终压为2.0MPa.注浆结束后用1︰1水泥砂浆封闭无缝钢管,以增强钢管强度和刚度.
(二)超前支护
大跨度隧道由于断面大、形状扁平,在隧道开挖过程中会经常出现掉块、小坍塌,需要提前对围岩进行加固.首先小导管采用Φ42的无缝钢管制成小导管.每根小导管5m,管头呈30°的锥形体,端头花管长2m,花管部分钻有Φ6mm～Φ10mm的孔眼,交叉排列,孔间距20cm.按照设计外插角要控制在10°～15°,不能超过15°,否则浆液扩散不能达到预定效果.小导管环向间距0.30m,排距3.4m,搭接长度1.5m.
注浆是超前支护过程中一个很重要的环节,直接影响加固效果和控制效果.首先,在掌子面喷射厚20cm混凝土作为止浆墙.通过试验确定注单液水泥浆最为经济适用,试验中水灰比1∶1,7d抗度可达到7MPa.施工中添加适当量速凝济以加速凝固.注浆顺序“先两边,后中间,先下后上”的原则逐次对小导管进行注浆.
(三)初期支护
可视地质状况及支护断面大小、或采用一种支护手段,或多种支护手段联合,这些支护又是将来永久衬砌的一部分.
1．锚杆施工.该高速公路隧道设计采用的是中空注浆锚杆.中空注浆锚杆集钻、注、锚于一体,其在抗弯、抗剪强度和表面粘结等方面的论文范文性能,以及方便的操作性能可保证复杂地质下的锚固质量.
中空注浆锚杆的施工工艺如下：（1）根据设计图纸要求,不同级别围岩锚杆采取相应的间距和长度；（2）锚杆对准设计的锚孔位置,凿岩机应先给风和水,然后钻进.在较完整的岩石中钻进时,钻头的水孔不易堵塞,可按正常钻进程序钻进至设计深度.在软岩中钻进时,钻头的水孔易堵塞,因此在钻进过程时,应放慢钻进速度,多回转,少冲击,操作者要注意水从钻孔中流出的状况,若有水孔堵塞的迹象,应后撤锚杆50cm,并反复扫孔,使水孔畅通,然后慢慢进尺,直至设计深度,然后用水或高压风洗孔；（3）安装止浆塞,垫板,螺母,注入水泥浆,注浆压力控制在0.5～1.0MPa,观察到浆液从止浆塞边缘流出,即可停泵.若注浆过程中出现堵管现象,应及时清理锚杆、注浆软管及泵,此时若泵的压力表显示有压,应反转电机1～2s卸压,方可卸下各接头,电机反转时间必须短暂；（4）在灰浆达到初始设计强度后,方可上紧垫板及螺母,以利充分支托围岩.
2．钢筋网.钢筋网具有防止或减少喷层收缩裂缝,提高支护结构的整体性和抗震性,使混凝土中的应力得以均匀分布和增加喷层的抗拉、抗剪强度等功能.
钢筋网在系统锚杆施作后安设,采用直径8mm圆钢,间距按20cm×20cm布置.钢筋网根据岩面的实际起伏状铺设,并在喷射混凝土前进行,与岩面间隙约3cm.钢筋网连接处、与锚杆连接处用细铁丝绑扎或点焊在一起,使钢筋网在喷射时不易晃动.
3．喷射混凝土施工.喷射混凝土使用的是混凝土喷射机,按照一定的混合顺序,将掺有速凝剂有混凝土拌和料与高压水混合,经过喷嘴喷射到岩壁表面上,并迅速凝固结成一层支护结构,从而对围岩起到支护作用.喷射混凝土可以作为隧道工程中临时性和永久性支护,也可以和各种形式的锚杆、钢纤维、钢拱架、钢拱架、钢筋网等构成复合式支护结构.喷射混凝土具有支护及时、操作方便、施工灵活等诸多优点,成为隧道工程中必不可少的一道工序.
(四)防排水工程
隧道中的渗漏水不仅会降低混凝土的耐久性,而且降低隧道内各种设备的功能,恶化隧道内的环境,影响隧道的使用寿命,因此在隧道建设中必须重视隧道的防排水工程.隧道衬砌的防排水主要以排、防、堵、截相结合,形成完整的防排水体系,达到防水可靠、排水畅通、施工方便、经济合理、不留后患的目的.该高速公路隧道采取的防排水措施有：
1．防水措施.（1）二次衬砌采用防水混凝土,施工缝采用膨胀止水条,沉降缝采用中埋式橡胶止水带止水；（2）在隧道初期支护与二次衬砌之间铺设复合式防水板.
2．排水措施.隧道初期支护与二次衬砌之间环向铺设塑料盲沟,一般地段10m一环,若有渗漏水则根据实际情况缩短间距.纵向在洞内两侧泄水孔高程处设置透水管盲沟,水被环向盲沟引向纵向盲沟内,然后通过PVC横向排水管将水引入排水管排出洞外.路面水通过路缘式排水沟排出洞外.
三、结论
1．大跨度隧道施工技术性较强,施工方给予了高度的重视,采取合理的施工方法和可靠的施工技术,加强了施工组织与管理水平,保证了良好的施工质量.
2．施工中坚持“管超前、短进尺、弱爆破、强支护”的施工原则,施工过程中根据地质变化灵活的调整施工方案和方法.在高速公路大跨度隧道设计文件中,Ⅴ级围岩采用双侧壁导坑法.
3．应重视大跨度隧道洞口段的施工.隧道洞口作为施工的难点和重点,一般采用套拱配合大管棚方法进行超前支护,对洞口段进行预加固后,根据实际围岩条件选择合适的开挖方法进洞.
参考文献
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作者简介：毛彪（1983-）,江西铅山人,核工业华东建设工程集团公司助理工程师,研究方向：路桥.
隧道支护类型:隧道工程施工（上） 小导管超前支护和沉井 第八段
总结：本论文可用于隧道支护论文范文参考下载，隧道支护相关论文写作参考研究。
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