1、淺析遇水軟化圍巖隧道施工技術來源：建筑工程技術與設計 2015年4期 【摘要】某隧道因其特殊的圍巖條件，施工伊始遲遲不能進洞，造成山體滑坡，一度造成施工中止，后變更設計支護方案，采用超前雙層管棚，護拱護墻加強施工支護方案，超短臺階、品字法掘進，成功地進洞，并解決了施工難題，施工方案獲得了業(yè)主認可，提出的I類變更得到了審批，綜合經(jīng)濟效益顯著?！娟P鍵詞】施工支護；地質(zhì)；圍巖崩解；施工一、工程概況某隧道全長為244m，其中為13m明洞。該隧道一部分位于直線上，一部分位于緩和曲線上，線路縱坡為3.7 。隧道北京端靠洞口地質(zhì)為碳質(zhì)頁巖，土體松軟，孔隙、裂隙較多，坡面不能自穩(wěn)；地層含水量豐富，開挖后形成裂

2、隙水滲流，土體在自重及水流作用下很快呈稀泥狀。受構(gòu)造影響，巖層十分破碎，無明顯結(jié)構(gòu)，極易坍塌，遇水迅速崩解，呈流塑狀，在地下水作用下緩慢涌出。隧道全隧為I類圍巖，最大開挖寬度為5.66m，最大開挖高度為8.93m。隧道最大覆蓋層厚30m，最小覆蓋層厚僅0.6m。二、施工方案某隧道圍巖極軟弱，特別是進出口各4050m為淺埋地段；從地質(zhì)勘察資料來看，隧道地質(zhì)條件極差，圍巖無穩(wěn)定性，地下水極發(fā)育。因此選擇和確定既能保證施工安全，又能保證施工工程質(zhì)量的施工方案，是本工程施工的重點。（1）洞口段 根據(jù)我們對地質(zhì)情況的調(diào)查的及對水文條件的分析，為確保安全進洞，采用覆蓋層小于2m段暗洞明做，然后采用超前雙層

3、管棚，護拱護墻方案進洞。（2）洞身段 采用超短臺階法開挖，超前雙層管棚，錨、網(wǎng)、噴、格柵鋼架、護拱護墻聯(lián)合支護，并加強地表和洞內(nèi)監(jiān)控量測。（3）施工順序 由于受施工條件制約，先期施工從北京端進洞，后因地質(zhì)條件差，襯砌循環(huán)進尺短，施工進度受地質(zhì)條件制約，為保證工期，在九龍端又增加一個掘進口。三、洞口段施工技術1.超前雙層管棚預注漿超前支護（1）洞口坡面處理自滑動面向下采用人工清理塌方土，邊仰坡坡度設置為0.7：1，以減輕洞口荷載，坡面采用砂漿錨桿、掛網(wǎng)噴射砼。錨桿采用20MnSi?20錨桿，L=4.0m，間距為1.01.0m，梅花形布置；鋼筋網(wǎng)采用?8鋼筋制作，間距為0.20.2m，鋼筋網(wǎng)與錨桿

4、焊接為一體；砼自上向下噴射，厚度為10cm。同時從仰坡上和進口端淺覆蓋層山頂向下打入注漿鋼管（42，L=7m，1m*1m），注漿加固山體。（2）管棚類型的采用管棚采用直徑為?80鋼管，長度為15m，搭接6米，鋼管前端3m范圍內(nèi)設間距50cm孔徑10mm梅花型注漿孔，管棚端頭切成錐頭，以便管棚前進（見下圖）。同層管棚間距0.25m，雙層間距為0.4m。進口段采用全注漿，以有效加固進口段松散土體。（3）進洞管棚施工3.1管棚位置測量首先定出隧道中線，然后根據(jù)設計開挖輪廓各點標高測出管棚輪廓，并根據(jù)間距一一畫出單根管棚位置，做出明顯標記。3.2 管棚鉆進安裝施工時首先根據(jù)測量放樣標記，使用潛孔鉆進行

5、間隔鉆孔，鉆到設計深度后，打入鋼管，鋼管每節(jié)長度3米，每節(jié)采用焊接接長，順線路方向外插角為2?5?，同層間距25cm，上下兩層間距為0.4m，前后兩排重疊部分為6m。3.3 管棚注漿管棚注漿采用注漿機注入水泥漿，水泥漿水灰比為1：1.4，注漿順序由內(nèi)向外，漿液由稀到稠，漿液中添加減水劑，增加水泥漿的流動性并縮短水泥漿凝結(jié)時間。當注漿壓力達到1.2MP時停幾分鐘繼續(xù)壓漿，并持壓5分鐘，反復幾次直到壓力不再下降為止，注漿完成后立即堵塞孔口，防止?jié){液倒流。2. 覆蓋層小于2m段拱部和邊墻采用明挖施工拱部采用明挖回填，邊墻采用單側(cè)機械開挖，人工修理側(cè)壁和基底，架格柵鋼架2榀/m，施工C20砼護墻，格柵

6、鋼架施做在護墻里面。然后單側(cè)開挖另一側(cè)邊墻，作施工支護，最后施工襯砌砼。3. 覆蓋層大于2m段拱部和邊墻采用暗挖護拱、護墻支護施工拱部打入超前管棚后，開挖拱部，尺寸為3*4，掘進1.5m后架立格柵鋼架，施工30cm厚C20護拱。護拱砼強度達到70%后每50cm間距施工護拱鎖腳管棚，滿注漿，每榀護拱（1.5m）施作6根，每側(cè)3根（80，L=7m）。邊墻采用單側(cè)機械開挖，人工修理側(cè)壁和基底，架格柵鋼架2榀/m，與護拱預埋格柵法蘭對接然后施工C20砼護墻，格柵鋼架施做在護墻里面。然后單側(cè)開挖另一側(cè)邊墻，作施工支護，最后施工襯砌砼。4. 品字法施工各部位施工順序如圖1所示。（1）施工超前雙層管棚，注漿

7、。（2）開挖部； 部尺寸為3*4，掘進1.5m后架立格柵鋼架，施工30cm厚C20護拱。（3）護拱砼強度達到70%后每50cm間距施工護拱鎖腳管棚，滿注漿，每榀護拱（1.5m）施作6根，每側(cè)3根（80，L=7m）。（4）上下導坑距離達15m時，開挖3部，架立格鋼架，施工30cm厚C20護墻。后開挖4部，如此循環(huán)掘進，循環(huán)進尺為2.4m或3.6m。（5）開挖5部，施工仰拱。（6）安裝環(huán)向肓溝、縱向排水管，敷設防水板。（7）立模，安裝止水帶，采用拼裝式襯砌模板施工襯砌砼。三、洞身段施工技術由于洞身段地質(zhì)條件較好，且施工以來地下水不斷被排出，故根據(jù)地質(zhì)的變化洞身施工時靈活變化了施工方法。進一步加強隧

8、道地質(zhì)調(diào)查，在洞口段施工方案的基礎上，洞身段加長了超前雙層管棚的長度（80，L=21m，搭接6 m），管棚注漿比利為3：1。上導坑一次施工護拱60m，與下導坑拉開了距離，減少了施工干攏。并根據(jù)開挖側(cè)壁的地質(zhì)情況減去了護墻施作，改為噴錨支護，降低了工程成本，下導坑襯砌循環(huán)進尺增大到4.8m，加快了施工進度。合理采用施工支護方案分析圖見圖。否是是 否圖2 合理采用施工支護方案分析四、量測結(jié)果量測結(jié)果見表1。表1 量測成果表量 測 項 目 洞 口 段 洞 身 段實測最大值（cm） 實測支護后值（cm） 實測最大值（cm） 實測支護后值（cm）地表下沉 26 10 5 4拱頂下沉 19 5 12 3周邊圍巖收斂 14 3 10 2量測結(jié)果表明洞口段圍巖因受擾動，變形較大，圍巖變形支護后得到了有效地控制，保證了隧道施工安全。結(jié) 語該隧道雖不長，卻由于其圍巖遇水崩解軟化的特有地質(zhì)條件，造成施工伊始山體產(chǎn)生滑坡，進洞困難。通過本隧道施工實踐，有以下體會：（1）軟弱圍巖隧道施工要充分調(diào)查其水文地質(zhì)條件，遇水崩解軟化圍巖采用普通錨噴支護是無效的，須采用砼護壁剛性支護。（2