浅谈龙岗隧道主要施工方案控制措施

AprilNo.4

2011

浅谈龙岗隧道主要施工方案控制措施

赵相波，张

摘

1

旭

2

（1吉林省公路工程监理有限责任公司，吉林长春130022；2吉林交通职业技术学院，吉林长春130012）要：结合龙岗隧道工程实例就施工方案及主要质量控制措施作了论述，具体对施工难点、开挖方法、施工顺序、

施工要点、爆破控制以及监控量测方法和内容进行了详细说明，为类似工程施工积累了经验。关键词：高速公路；隧道；方案；预报；措施；质量中图分类号：U452文献标识码：A一、工程概况

龙岗隧道位于吉林省东南白山区的龙岗山脉，是已建的长营高速公路向吉林省东南部的延伸，由营城经抚民至抚松县东岗机场，是吉林省“十一五”五年计划的重点工程，同时将拟为“十二五”五年计划延伸至长白县，将通往朝鲜第二大城市惠山市的高速公路。龙岗隧道为双向分离式隧道，

洞门为削竹式洞门。隧道内地质主要为强风化黑云母花岗岩、

少量弱风化黑云母花岗岩，岩体破碎，围岩自稳能力差。两隧道中心距30-68m，洞形为三心圆形，隧道最大开挖跨度13m，最大开挖高度10.51m。隧道纵面均为单向坡，左幅纵坡为2.715%，右幅纵坡为2.763%。隧道左线施工长度15m，起讫里程为K203+295～K205+190。其中衬砌结构为普通明洞50m（进口25m）、Ⅲ级围岩354m（其中停车带40m），Ⅳ级围岩3m（其中停车带40m）、Ⅴ级围岩598m（其中加强段370m）。进口位于R=2700圆曲线上，出口位于直线上，中部位于直线及R=4007.61的圆曲线上。隧道右线施工长度1870m，起讫里程为YK203+280～YK205+150。Ⅲ级围岩346m（其中停车带40m），Ⅳ级围岩731m（其中停车带40m）、Ⅴ级围岩744m（其中加强段360m）。进口位于R=2300圆曲线上，出口位于直线上，中部位于R=4000的圆曲线上。

二、隧道主要施工方案控制措施

隧道按新奥法原理组织施工，为加快施工进度，确保施工安全和工程质量，隧道施工实施机械化、专业化作业。明洞采用明挖法，暗洞按新奥法施工，分离式隧道Ⅴ级围岩地段采用“管棚注浆”或超前小导管超前支护，中隔壁上下导坑法施工，人工开挖或弱爆破开挖,超前地质预报、围岩量测贯彻于隧道施工的全过程及全隧道，由专业人员进行，及时进行信息处理及反馈，以确保施工安全及工程质量。

1．明洞施工

隧道洞口地段，为Ⅴ级围岩，岩层破碎，地质条件较差，洞口及明洞施工时尽量避开雨季，安排在无雨或少雨季节施工。在明洞拉槽开挖前，先期完成洞口环形截水沟，疏导山顶流水，并结合路基施工做好排水工作。由于隧道明洞埋置较浅，采用明挖先墙后拱法施工。施工步骤为从上向下分台

收稿日期：2011-02-19

作者简介：赵相波，吉林省公路工程监理有限责任公司。

张

旭，吉林交通职业技术学院

文章编号：1006-7973（2011）04-0113-02

阶开挖，先作好两侧边墙，再作拱圈，最后作防水层及洞顶回填。明洞与隧道的衔接拟采用先进隧道后作明洞的施工方法。

2．进洞方案（1）洞口概况

右线隧道出口表层为：上覆土层厚度较大，围岩主要为

坡残积土、强风化硅质岩，围岩强度差，稳定性差，拱部易

坍塌，节理列席较发育。

（2）进洞方案

根据该隧道洞口上述情况，进洞要按“先排水、再进洞，统筹安排，减免干扰”的原则进行。一般情况下，为保持稳定，洞口仰坡开挖分两次进行：第一次仅挖至设计成洞面位置，并进行临时防护；第二次在洞口段衬砌完成不小于50m时再挖至设计位置并进行永久防护。

（3）隧道进洞

较长隧道进洞是本标段的施工重点，根据设计要求对于隧道采用C25砼套拱做管棚固定墙护拱内设四榀U25型钢，打入长管棚、注浆后预留核心土开挖，做初期支护、浇筑钢筋砼二次衬砌及仰拱，接着按“Ⅴ级围岩段施工方案”施工。具体施工步骤如下：

①洞口土石方开挖前，施工洞顶截水沟，拦截地表水。②明开挖至暗挖桩号，按设计坡度开挖仰坡，再按设计加固。

③测量画弧，施工套拱：套拱在明洞外轮廓线以外，紧贴掌子面施作，在成洞面按均匀距架立四榀U25型钢拱架。

④用电动钻机，钻进并顶进长管棚，管棚钢管与工字钢焊成一整体。管棚施工时，先打有孔钢花管，注浆后再打无孔钢管。管棚注浆按固结管棚周围有限范围内土体设计，采用分段注浆，浆液扩散半径不小于0.5m。注浆前先进行注浆现场试验，注浆参数通过现场试验按实际情况确定，以利施工。无孔钢管在填充水泥浆后再打入，以增加钢管强度。

⑤在套拱、超前管棚保护下，按循环进尺0.5m～1.0m进行洞口上台阶施工。采用暗洞拱部留核心土开挖，做初期支护。

⑥上台阶开挖完成5m后，开挖左侧边墙部位，续接拱

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中国水运第11卷

架下部分单元，进行左侧下部锚喷支护。

洞口均处于围岩软弱地段，故而施工中方法是否正确，对隧道能否顺利进洞起着决定作用。为此，除认真按设计要求对有关工序进行施作外，一是在分部开挖中要“分部”策划科学，程序安排得当，以稳为重，利于初支；并要千方百计减少对围岩扰动，能用非爆破手段进行的就决不采用爆破方法，非采用爆破手段不可的也要按微震控制爆破技术进行，分层剥离。二是进一步加强对洞内外地质观测，增设测点数量，做到及时准确，以对施工过程中围岩及支护结构的稳定状态进行动态跟踪，为制定正确方案提供可靠依据。三是坚决做到二衬紧跟，尽快形成封闭结构，免除后患，保证顺利通过。总之，决不能因施工方法不当引起开挖断面坍塌，从而改变了围岩相对稳定性而人为造成应力集中，加剧隧道偏压。

3．Ⅴ级围岩地段施工方案

Ⅴ级围岩施工采用超短台阶法，先护后挖，上台阶预留核心土环形开挖，微震光面爆破，机械出碴。施工时严格遵守软弱围岩不良地段“早预报、勤量测、管超前、弱爆破、短进尺、强支护、快封闭、紧衬砌”的原则，做到稳扎稳打，步步为营。

（1）具体施工步骤如下：

①根据设计Ⅴ级围岩采用大管棚注浆预支护施工，采用超前锚杆预支护施工；

②拱部环形开挖；

③立拱部钢架，锚喷支护（初喷→施工径向Φ25中空注浆锚杆→组拼架立各节段钢拱架、安装钢筋网→复喷C25砼至设计度）；

④核心土开挖

⑤左侧边墙部位落底；待初喷4cm砼厚立该节段钢拱架，锚喷支护；

⑥下部剩余部分开挖；初喷4cm后架设剩余节段单元钢拱架，单元间以螺栓连接，并焊接牢固，然后锚喷支护，至此，初支闭合完成；

（2）掘进施工作业循环：

Ⅴ级围岩开挖与支护相互协调配合，合理安排各工序施工时间，进行交叉、平行作业，每循环时间为12h，其掘进作业循环。

（3）步骤说明及关键工艺要求：

①大管棚施工施工注意保持环与环间的设计搭接长度。②开挖采用弱爆破，“震松法”施工，局部辅以挖掘机和人工配合，以尽量减少对地层的扰动。爆破要密打眼、少装药，“震松法”药量按松动爆破计算，初选参数为：周边眼间距E=0.3m，装药集中度q=0.1kg/m，炸药单耗=0.3～0.4kg/m3。

③核心土及下台阶开挖，视前步工序稳定情况进行。台阶分界以侧墙钢拱架单元顶部为参考点，为防止上台阶初期支护下沉、变形，其底部应加设槽钢托梁，托梁与钢支撑连为一体。

④仰拱及填充层在初期支护完成后尽快施作，先于二衬

进行施工，采用搭设防干扰通行平台技术进行混凝土全断面灌注。必要时，钢支撑脚部设临时水平支撑，以策安全。

⑤Ⅴ级围岩台阶长度控制在5~10m，初期支护紧跟掌子面，及时施作仰拱，使整个断面尽快形成封闭式初支。

4．Ⅳ级固岩地段施工方案

Ⅳ级围岩地段采用短台阶法施工方案，台阶长5m，先护后挖，微震光面爆破，装载机和自卸车出碴。

（1）超前支护施工采用超前锚杆、小导管等辅助措施；（2）上台阶开挖：采用简易台架人工风钻眼，楔形复式减震掏槽，微震光面爆破开挖，循环进尺1.5~2.0m。

（3）拱部初期支护：施工顺序为初喷→径向Φ25中空注浆锚杆→组拼架立钢拱架→复喷C20砼至设计厚度，要注意拱脚锁脚锚杆和纵向槽钢托梁施工质量。

（4）拉下台阶中槽：中槽开挖坡度以实际地质情况进行控制，侧帮留2.0m左右宽的护台。

（5）开挖左侧马口，续接左边墙钢架，锚喷支护；（6）同左侧马口开挖铣干，开挖右侧马口，进行右侧边墙初期支护施工。

三、隧道施工质量控制过程中的关键技术措施1．超前地质预报技术

隧道地质超前预报是防止隧道开挖突发性灾害、保证施工工期，保证施工质量和评判围岩稳定的有效措施。在施工阶段我们采用两种方法进行地质预报：一是短时间对岩体进行物理探测，通过各种信息来判断岩体特征，即物理探测方法。选用地质雷达探测仪和地质超前预报仪。做法是用该仪器按不同角度进行偏角扫描，分析扫描结果，判断前方地质变化情况；二是随着隧道的掘进，熟悉、修正设计资料，通过掌子面地质素描和洞体展现对岩体的特征观察分析作出地质判断，即传统地质方法。把这两种方法结合起来，可相互补充。多年来我们就是使用这种方法、这种模式作地质超前预报的，效果很好。我们将把这种“结合法”继续用于本隧道。

2．超前支护施工

本隧道洞口及洞内断层破碎带地段施工采用长管棚注浆支护，隧道开挖，严格遵循先护后挖的原则。先施工管棚，通过导管注浆改善围岩力学性能，加固围岩，封堵地下水，并结合钢架支护，形成棚架式支护体系，是确保本隧道软弱围岩施工安全的一个重要技术手段。

四、结束语

隧道现场监控量测与施工质量管理，是新奥法的重要内容。现场监控量测是监控施工中围岩稳定性，检验设计与施工是否正确合理的重要手段，搞好监控量测并及时将量测信息反馈到设计施工中去，可以掌握围岩和支护在施工过程中的力学动态及稳定程度，保证施工安全，为评价和修改初期支护参数，调整掘进进尺和施工方法及二次衬砌施作提供信息依据。

参考文献

[1]黎滨．沙毛岭隧道施工技术方案探析[J]．企业科技与发展：

下半月，2010，（11）：159-161．