ｌ４６ 应用方 科２０１ １ 年第１１藉 期曩墓． 软岩隧道洞口明暗挖交接段施工技术 王柏荣 （中铁四局集团第五１二程有限公司，江西九江３３２０００） 摘要软岩地基隧道施Ｔ属浅埋隧道Ｔ 程，地层风化严重、围岩稳定性差。本文在隧道洞１５１段施Ｔ中采用超前大管棚预注浆加同嗣岩技 术方案、不同围岩采用不同的开挖方法，做好软岩隧道洞口施工中重要的技术丁作。 关键调软岩隧道；洞口段；大管棚注浆加崮；开挖 中圈分类号Ｔｕ 文献标识码Ａ 文章编号１６７３—９６７１一（２０１ １）０６１—０１４６—０４ １工程概况 明挖段开挖应自上而下逐层进行，随开挖随喷混凝土进行边、仰坡 新建梅坎铁路蓬辣３｝｝隧道位于广东省梅州市境内，施工设计里程为 防护。至暗挖段拱顶开挖轮廓线高度时，垂直下挖至设定的上半断面底 ＤＫＩｇ＋５６０～ＤＫ２２＋３６０，全长３．８ｋｍ。隧道设计为单线方案。其中隧道出 部，临时喷设混凝土封闭暗洞掌子面。 口段处于软弱围岩浅埋地段。 沿开挖轮廓线环向掏槽，安装２榀１１８型钢钢架，浇筑混凝土，为暗 ①自然气候条件。隧址场地地处亚热带的北界，冬季较短，暖热 洞开挖做准备。 湿润。年降水量１６８８ｍｍ，雨季较长，一般为２月～１Ｏ月。②水文地质条 施作管棚套管先安装套拱内拱架和导向钢管，立模、浇筑套拱混凝 件。出口段埋深为５～１０ｍ，洞顶为稻田，主要受地表补给水及雨水影响 土后再钻孔、顶管、注浆、封口，完成管棚施＿丁。管棚完成后，借助上 较大。③地层岩性。蓬辣３群隧道出口位于浅埋地段，穿过强风化高岭土 半断面台阶高度，进行暗洞侧壁导坑的上台阶开挖与支护工作，掘进约 层，洞身围岩主要为全风化花岗斑岩，块状构造，中细粒结构，地下水 １０～Ｉ５ｍ左右，开挖明挖段的下半断面。明挖段下半断面随挖随喷混凝 较发育，洞顶不稳定，易坍塌，为Ⅲ～Ｖ级围岩。 土防护，挖至两侧墙底标高后，及时施作两侧浆砌片石挡墙，同时进行 ２施工步囊与技术 瞎挖段导坑下台阶开缆支护。 ２．１洞口明挖段开挖与防护 ２，２洞口明暗挖交接处开挖支护方法及工艺 洞口土方开挖须避开雨季施＿Ｔ。开挖前先施工截水沟、天沟等排水 坚持“弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则。施工 系统，后进行洞口开挖。 过程中，必须坚持把地质预报和监控量测纳人工序中，作好设计与施工 明挖段开挖采用上下台阶法，台阶高度结合大管棚施工综合确定， 间的信息传递与反馈，修正开挖方法和支护参数，不断优化设计，实现 暗挖段按双侧壁导坑法施工，具体如图１所示。 信息化施工；开挖过程中，采用激光指向仪、激光断面仪等辅助手段确 定开挖轮廓线和炮孑Ｌ位置。 图１明挖段开挖示意图 图２隧道洞口浅埋段支护方法与参数示意图 科２Ｏ 霸 应用方 １４７ 洞口浅埋段开挖支护方法与参数见图２。 钢管制作，以确保支护质量。 ２．２．１超 大管棚施丁 Ｉ）套拱施工。管棚施Ｔ前应先施工套拱，利用套拱进行导向，同 洞口暗挖段埋深浅，易塌方，没计主要采用超前大管棚进行防护。 时借助混凝土套拱稳定仰坡面山体。套拱混凝土达到１００％强度时，方可 管硼中心距开挖轮廓线约３０ｃｎｌ，外插角１～３。，采用 ８９×６ｒａｍ的兀缝 实施管棚钻４Ｌ １：作。 网３管棚混凝土套拱结构示意图 钢花管 Ｉ ３．５ｍ １ ０．１５ｍ×０．１５ｍ卡每花型布置注浆孔 １ ０．５ｍ ｉ 图４钢化管大样及布置示意图 图５超前小导管注浆施Ｔ＿Ｔ艺流程图 薪霸 应用方 １４９ （ 右设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。 ３）右侧壁导坑上台阶：开挖（３）部并施作导坑周边的初期支护和 临时支护，步骤及：１：序同１）。 ４）右侧壁导坑下台阶：滞后（３）３～５ｍ开挖（４）部并施作导坑周 边的初期支护和临时支护．步骤及丁序同２）。 ５）左侧壁导坑隧底：①在滞后于（２）部一段距离后，人工配合风 镐开挖（５）部；②隧底周边部分初喷４ｃｍ厚混凝土；③接长型钢钢架和 Ｉｌ８临时钢架，复喷混凝土至设计厚度。 ６）右侧壁导坑隧底：①在滞后于（４）部一段距离后，人工配合风 镐开挖（６）部；②隧底周边部分初喷４ｅｍ厚混凝土；③接长型钢钢架和 Ｉ１８１￣时钢架，复喷混凝土至设计厚度。 ７）①利用上一循环架立的型钢钢架施作超前支护；②开挖（７） 部；③喷８ｃｍ厚混凝土封闭掌子面；④拱部喷４ｃｍ厚混凝土，安设型钢钢 架，钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。 ８）①滞后（７）３～５ｍ开挖（８）部；②喷８ｃｍ厚混凝土封闭掌子 而： 行处理和分析，绘制时间～位移曲线。 当喷射混凝土出现大量的明显的裂缝或初期支护表面的实测收敛值 已达到或超过实测值，找到回归方程，绘制回归曲线，由回归方程推算 最终位移值，偏离设计图纸和施工规范规定的净空允许相对位移值时。 必须立即报告监理—ｒ程师、设计院和业主，请求变更设计，采取补强初 期支护措施，并修改初期支护修改参数，以便正确指导施工。 当实测的净空收敛的速度明显下降，收敛量已迭总收敛量的 ８０～９０％，且水平收敛的速度＜０．１５ｍｍ／ｄ，或拱顶位移速度＜０．１ｍｎｄｄ 时，可判定围岩已基本稳定，可以施作二次衬砌。 判别围岩稳定性时，要综合考虑实测位移，位移变化速度、位移和 时间关系曲线等因数，给施工生产提供可靠的技术指导。对量测数据进 行整理分析，找出不同围岩类别，不同量测项目回归方程，绘出回归曲 线，根据回归方程推算最终值，与设计图纸对比，反馈给设计院，作为 修改初期支护参数和新丁程的设计资料和依据。 ９）①滞后（８）３～５ｍ开挖（９）部；②喷８ｅｍ厚混凝土封闭掌子 面： １０）（ｉ３开挖（１０）部；②导坑底部初喷４ｅｍ厚混凝土，安设型钢钢 架使钢架封闭成环，复喷混凝土至设计厚度。 １１）仰拱施工：①根据监控量测结果分析，待初期支护收敛后，拆 除Ｉ１８临时钢架和临时横撑；②灌注（１ １）部边墙基础与仰拱及隧底填充 （仰拱与隧底填充分次施工）。 １２）拱、边墙二次衬砌：利用衬砌模板台车一次性灌注（１２）部衬 砌（拱墙衬砌一次施作）。双侧壁导坑法开挖步骤见图６。 ２．３洞门及洞口段衬砌施工方法及工艺 当暗挖段开挖及拱、墙初期支护完成９～ｌ２ｍ左右，暂停暗洞内各工 序开挖，转而进行暗挖段仰拱整体浇筑，完成仰拱基底处理后，浇筑洞 门及洞口明挖段仰拱衬砌混凝土和回填混凝土。 为确保洞口稳定，隧道掘进能得到快速施工的可靠保证，洞口段衬 砌施工的总要求是：及早完成洞门和暗洞９～１２ｍ左右的全断面衬砌混凝 土，然后再按既定Ｔ艺顺序进行洞身暗挖施工。洞¨及洞口结合段衬砌 施Ｔ程序见图７。 ２．４围岩及支护结构监控量测 图８量测断面测点布设 ３结束语 １）在浅埋与风化严重洞口地段，进洞前采用长管棚加套拱施工， 易大面积和纵深范围达到加固要求，与小导管注浆、砂浆锚杆、钢拱支 撑、挂网、喷射混凝土相结合，可以减小隧道周边的径向位移和拱顶下 沉，改善周围介质的力学特性，促使隧道洞口整体及早趋于稳定。 现场监控量测是新奥法设计、施工的核心技术之一。制定详细的监 控量测计划，设专职量测组，负责！Ｅｌ常的测点埋设、监控量测、数据处 理分析和仪器保养等工作，确保量测数据能及时、准确、反馈可靠，为 施工和设计提供准确的依据，保证施工的安全、质量和节约投资。 ２．４．１量测项目 ２）双液浆凝结固化较快，结石率高，在风化岩体中注入浆液，能 够固结围岩，堵住裂缝水。浆液硬化后，在坑道周围可以形成一个加固 了的承载环（岩石圈），在此环防护下，可以安全地进行开挖，是软弱 围岩施工处理的有效办法。 本隧道以洞内观测、水平收敛量测、拱顶下沉量测为必测项目，洞 外在出口浅埋段地表布点，进行地表下沉量测。监控量测的项目、方法 和频率见表１。 ２．４．２量测断面测点布设 测点布置：对于出口段Ｖ级围岩每个量测断面各布置拱顶下沉测点 和２条水平净空收敛量测基线。测点布置方法见图８。 ２．４．３数据处理分析应用 根据所绘制的各曲线的变化情况与趋势，判定嗣岩稳定性，及时预 报险隋，确定施工时应采取的措施，提供修改参数依据。将量测资料进 ３）采取及时的密贴围岩的初期支护，是防止围岩变形过大并由松 弛迅速发展为坍塌的重要措施。 ４）在孑Ｌ隙水作用下，围岩本身的构造应力很易遭受破坏，侧壁出 现剪切楔体，最终导致拱顶局部塌方，因此施ｌ厂中应注意监控量测，加 强侧向支护的强度。 参考文献 『ｌ１王梦恕．地下Ｔ程浅埋暗挖法技术通论（Ｍ］合肥：安徽教育出版社，２００４． 【２】高军，李建华．浅埋大跨软弱底层隧道动态反馈施： 技术ｆＪ１＿隧道建设，２００７，２． 【３］韩瑞庚地下工程新奥法ｌＭ】．北京：科学出版社，１９８７． 『４］－Ｔ￣建字．隧道工程的技术进步．北京：中国铁道出版社，２００４ 表ｌ监控量测的项目、方法和频率 量测项目 量测部位 量测仪器及方法 量测频率 一洞内外观察 必测项 目 工作面及已开挖部位 专业人员观察记录，地质素描 般情况下每天一次，过断层或不良地质增加 观测次数 第一次：开挖后１２ｈ内及下一循环前 （０Ｂ）：１～２次，ｄ；（１～２）Ｂ：１次，ｄ； （２～５）Ｂ：１７￣／２ｄ；＞５Ｂ：１次倜： 注：Ｂ为洞室宽度 ～周边位移 拱顶下沉 ５～５０ｍ设一量测断面 ５～收敛仪 水平仪或收敛仪 水平仪 ｕ，ｘ锚杆应力计 ＳＹＣ～２声波检测仪 ＳＤＦ～５ｏＮ缝仪 ５Ｏｍ设一量测断面 洞内５０ｍ范围内 地表下沉 选测项 目 围岩压力 围岩弹性波速 裂缝宽度 根据设计或业主要求或于断层及其影 响带内 按设计或业主要求进行 根据现场情况选测
