隧道施工技術(shù)與方法上

1、湖南長(zhǎng)株潭城際鐵路標(biāo)隧道施工技術(shù)與方法（上）我單位擔(dān)負(fù)湖南長(zhǎng)株潭城際鐵路標(biāo)段內(nèi)有10座隧道，其中包括4座雙線隧道和6座單線隧道。根據(jù)鐵路隧道一般施工技術(shù)、方法，結(jié)合我標(biāo)段隧道工程設(shè)計(jì)情況，以下將本段內(nèi)隧道（不分單雙線）的施工技術(shù)與方法進(jìn)行簡(jiǎn)要的概述。一、臨建工程臨建主要是指施工現(xiàn)場(chǎng)“四通一平”（便道、風(fēng)、水、電及場(chǎng)地）布置工作，也是進(jìn)場(chǎng)需要首先做的。每個(gè)工程現(xiàn)場(chǎng)情況不盡相同，所以在布置臨建時(shí)要因地制宜進(jìn)行合理規(guī)劃。這里只說一下場(chǎng)地規(guī)劃布置方面一般采取的方法，原則上生活住地在避開洞口一定距離處或較高的地方布置，較大的場(chǎng)地作為拌和站、材料加工場(chǎng)等占地大的設(shè)施之用，空壓機(jī)站的布置宜靠近洞口布置，方便

2、管路布設(shè)及減少風(fēng)損，變壓器占地較小，其設(shè)置也以方便線路架設(shè)為原則，一般設(shè)在較高處，周圍最好無其他設(shè)施。二、洞口工程洞口開挖前應(yīng)首先進(jìn)行截水天溝的施工，防止洞口開挖邊坡被水流沖刷造成滑坡。截水天溝一般在大于等于開挖線5米處施作。洞口開挖應(yīng)嚴(yán)格按照自上而下的原則進(jìn)行，嚴(yán)禁掏底開挖或上下交叉開挖，開挖時(shí)盡量采取機(jī)械開挖的方式，需要進(jìn)行爆破時(shí)也應(yīng)采取松動(dòng)弱爆破，減少對(duì)周邊山體的擾動(dòng)影響，同時(shí)邊坡防護(hù)應(yīng)及時(shí)跟進(jìn)。洞口結(jié)構(gòu)工程一般在進(jìn)洞2-3個(gè)施工循環(huán)后，開始組織隧底開挖及砼的施工。三、超前支護(hù)超前支護(hù)是進(jìn)行洞身開挖前采取的加強(qiáng)圍巖穩(wěn)定從而達(dá)到安全開挖的一種主要措施。一般洞口段（暗洞進(jìn)出口位置）采取設(shè)置1

3、08大管棚，長(zhǎng)度10-40米，洞身段主要是施工超前雙層（單層）小導(dǎo)管及超前錨桿。（一）管棚施工管棚施工時(shí)利用混凝土導(dǎo)向墻。為了保證管棚施工精度，一般在導(dǎo)向墻內(nèi)設(shè)2榀工字鋼架，鋼架外緣按照管棚環(huán)向間距設(shè)大直徑導(dǎo)向鋼管，導(dǎo)向鋼管與鋼架焊接固定。鉆孔采用水平鉆機(jī)，以1°3°外插角，通過導(dǎo)向管向開挖面前方鉆孔至設(shè)計(jì)深度后打入預(yù)先加工好的鋼管并注漿，形成對(duì)開挖面前方拱頂圍巖的預(yù)支護(hù)。管棚施作完成后方可開挖進(jìn)洞。1、管棚鋼管加工管棚采用每節(jié)長(zhǎng)46m熱軋無縫鋼管（108mm，壁厚6mm）及鋼花管，每節(jié)間以絲扣連接，采用114mm連接鋼管，長(zhǎng)度30cm。鋼管布設(shè)環(huán)向間距40cm，鋼花管上鉆

4、注漿孔，孔徑1016mm，孔間距15cm，呈梅花形布置，尾部留不鉆孔的止?jié){段110cm。布管時(shí)鋼管與鋼花管交替打入。鋼花管加工如下圖所示。鋼花管構(gòu)造示意圖2、管棚施工管棚布設(shè)一般為拱部120°范圍內(nèi)。a 在隧道仰坡開挖至導(dǎo)向墻拱頂位置時(shí)，先標(biāo)出隧道中心線及拱頂標(biāo)高，開挖預(yù)留核心土，作為施工導(dǎo)向墻和管棚施鉆的工作平臺(tái)。b 按照設(shè)計(jì)尺寸施作導(dǎo)向墻。先固定好導(dǎo)向墻內(nèi)置拱架及導(dǎo)向鋼管，立模，澆筑混凝土。c 導(dǎo)向墻達(dá)到一定強(qiáng)度后即進(jìn)行管棚施工。搭架安放水平鉆機(jī)，鉆孔前先檢查鉆機(jī)各部位運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常。按照設(shè)計(jì)的仰角開始施鉆，鉆進(jìn)過程中保持鉆孔方向及控制施工仰角，每鉆完一孔便頂進(jìn)一根鋼花管（鋼管）；

5、鋼管頂入采用專用頂進(jìn)機(jī)械，如果沒有，則可以采用挖掘機(jī)挖斗將其頂入，鋼管節(jié)間采用絲扣連接，當(dāng)?shù)谝桓摴芡七M(jìn)，孔外剩余30cm時(shí)，停止推進(jìn)，安裝連接鋼管，人工持管鉗進(jìn)行鋼管聯(lián)接，依此類推繼續(xù)接長(zhǎng)鋼管直至設(shè)計(jì)長(zhǎng)度。d 鋼管安裝完畢后，用麻絲和錨固劑封堵鋼管與孔壁間空隙，管口連接壓漿管。e 注漿采用單液或雙液（根據(jù)不同漿液而定）注漿泵全孔一次壓入式注漿。本段隧道工程設(shè)計(jì)漿液為1：1水泥漿液，漿液通過鋼管注漿眼壓注入孔壁的縫隙內(nèi)，固結(jié)附近圍巖。施工順序?yàn)樵O(shè)鋼花管孔先注，再注設(shè)鋼管孔，以便檢查鋼花管的注漿質(zhì)量。注漿初壓控制在0.51Mpa，終壓2.0Mpa。注漿前應(yīng)先進(jìn)行注漿現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，注漿參數(shù)應(yīng)通過現(xiàn)場(chǎng)試

6、驗(yàn)按實(shí)際情況確定，以利施工。3、施工注意事項(xiàng)a導(dǎo)向墻兩端基礎(chǔ)必須坐在堅(jiān)固的地基上，不得懸空施作。長(zhǎng)管棚為超前預(yù)支護(hù)，應(yīng)在隧道暗洞開挖之前完成。b 鋼管棚需按設(shè)計(jì)位置施工，嚴(yán)格控制管棚打設(shè)角度和方向。c 管棚施工時(shí)，應(yīng)對(duì)鋼管主要材料進(jìn)行材質(zhì)檢驗(yàn)。d 選用鉆機(jī)首先應(yīng)適合鉆孔深度及孔徑的要求，鉆機(jī)要求平穩(wěn)靈活，能在水平方向360°范圍內(nèi)鉆孔，施鉆時(shí)應(yīng)有導(dǎo)向架。e 施工期間應(yīng)遵守隧道施工技術(shù)安全規(guī)則和鉆眼注漿作業(yè)操作規(guī)則。f 管棚施工地段，加強(qiáng)監(jiān)控量測(cè)，以保證施工安全。（二）超前雙層小導(dǎo)管雙層小導(dǎo)管采用50、壁厚5mm的熱軋無縫鋼管制作，單根長(zhǎng)5m。前端加工成錐形并封焊密實(shí)，管身鉆設(shè)注漿孔，

7、孔徑10mm，孔間距15cm，按梅花型布置；尾部長(zhǎng)度不小于30cm，作為不鉆孔的止?jié){段，小導(dǎo)管環(huán)向間距30cm。雙層小導(dǎo)管外插角分別采用40°和5°10°交錯(cuò)布置，相鄰兩排小導(dǎo)管水平搭接長(zhǎng)度不小于150cm。該種小導(dǎo)管加工如下圖所示。50小導(dǎo)管構(gòu)造示意圖1、小導(dǎo)管正面布置圖2、小導(dǎo)管施工（1）測(cè)量放樣，在設(shè)計(jì)孔位上做好標(biāo)記，用風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)鉆孔，孔徑比鋼管直徑大35mm。 鉆至設(shè)計(jì)深度成孔后，將小導(dǎo)管插入，用錘擊或鉆機(jī)頂入，頂入長(zhǎng)度要求不小于鋼管長(zhǎng)度的90%，然后用高壓風(fēng)將鋼管內(nèi)的砂石吹出。（2）小導(dǎo)管安設(shè)完畢后，用錨固劑封堵孔口周圍裂隙，導(dǎo)管口安裝止?jié){塞并與注漿膠管

8、連接。（3）按照設(shè)計(jì)配比配制注漿液，采用攪拌機(jī)攪拌。配制好的漿液存放在有低速攪拌器的儲(chǔ)漿罐內(nèi)，防止?jié){液由于存放時(shí)間稍長(zhǎng)產(chǎn)生沉淀、離析等現(xiàn)象。（4）注漿設(shè)備采用高壓注漿泵，注漿前應(yīng)進(jìn)行壓水試驗(yàn)，檢查機(jī)械設(shè)備是否正常，管路連接是否正確，為加快注漿速度和發(fā)揮設(shè)備效率，可采用群管注漿。注漿 壓力嚴(yán)格控制在允許范圍內(nèi)，以防壓裂開挖面，注漿壓力一般為0.51.0Mpa，止?jié){塞必須能承受注漿壓力。注漿量達(dá)到設(shè)計(jì)注漿量或注漿壓力達(dá)到設(shè)計(jì)終壓時(shí)結(jié)束注漿。3、注漿施工控制措施注漿施工作業(yè)中，漿液注入的壓力是一個(gè)關(guān)鍵的現(xiàn)場(chǎng)施工過程控制因素。根據(jù)流量計(jì)顯示的孔口壓力變化可以判斷注漿施工的基本發(fā)展?fàn)顩r，并及時(shí)采取相應(yīng)措

9、施。（1）若注漿壓力逐漸上升，但達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的壓力，原因是：漿液濃度低、凝膠時(shí)間較長(zhǎng)、漿液在碎石中形成劈裂脈或者是部分漿液溢出，應(yīng)適度加大漿液濃度、縮短注漿間隔時(shí)間。（2）若注漿開始后壓力不上升，甚至出現(xiàn)初始?jí)毫Τ氏陆档内厔?shì)，原因是：表明漿液已經(jīng)外溢。此時(shí)采取大濃度漿液和較低注入速度。如果情況無改變，則先停止注漿。（3）若注漿壓力上升后突然下降，表明漿液從注漿管周圍溢走，或者是注入速度過大，擾動(dòng)碎石巖層或遇到空隙薄弱部位。此時(shí)適度降低注入速度。（4）若壓力反復(fù)升降，但總趨勢(shì)呈上升態(tài)勢(shì)，原因是：由于注漿漿液的凝膠時(shí)間較短，此時(shí)適度調(diào)長(zhǎng)漿液凝膠時(shí)間。（5）若壓力上升很快，而注入速度上不去，原因是

10、：表明注漿巖層較為密實(shí)或者漿液的凝膠時(shí)間太短。（6）若壓力有規(guī)律上升，即使達(dá)到容許壓力時(shí)，注漿速度也比較正?；蛘邏毫ι仙笥窒陆?，后來壓力又再度上升，并達(dá)到設(shè)計(jì)要求值，可以認(rèn)為是成功的。（三）超前小導(dǎo)管（單層）超前小導(dǎo)管采用42熱軋無縫鋼管，單根長(zhǎng)4.5m。導(dǎo)管前端加工成尖端，管體鉆設(shè)透漿孔，孔徑10mm，孔間距15cm，外插角5°10°，導(dǎo)管尾端30cm范圍不鉆孔，管尾焊接6加勁箍，前后相鄰兩排小導(dǎo)管搭接長(zhǎng)度不小于1.0m。小導(dǎo)管采用風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)鉆孔后插入、人工擊入或機(jī)械外力頂入即可。該種小導(dǎo)管加工如下圖所示，其施工工藝同上述雙層小導(dǎo)管所述。 42小導(dǎo)管構(gòu)造示意圖（四）超前

11、錨桿超前錨桿主要應(yīng)用于級(jí)圍巖一般地段，與鋼架配合使用，共同支護(hù)。采用型式一般為25中空注漿錨桿，壁厚5mm，錨桿長(zhǎng)度4.5m，環(huán)向間距40cm，縱向相鄰兩排錨桿的水平搭接長(zhǎng)度為不小于100cm。采用風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)鉆孔后插入，鑿巖機(jī)推進(jìn)外力頂入，安裝墊板固定。四、洞身開挖隧道洞身開挖方法主要根據(jù)圍巖偏壓、埋深和圍巖級(jí)別而定。洞身開挖施工嚴(yán)格遵循“先治水、早預(yù)報(bào)、管超前、短進(jìn)尺、弱爆破、強(qiáng)支護(hù)、快封閉、勤量測(cè)”的原則。一般情況下級(jí)圍巖采用上下臺(tái)階法或全斷面法開挖，級(jí)圍巖采用三臺(tái)階法開挖，級(jí)圍巖采用三臺(tái)階設(shè)臨時(shí)仰拱法、CD法和CRD法開挖。由于CD法和CRD法實(shí)施步驟較多，各分部開挖斷面小，臺(tái)階短，大型

12、機(jī)械無法利用，施工效率低，在土質(zhì)隧道開挖中比較適用。一般對(duì)于石質(zhì)隧道而言，在實(shí)際的開挖施工中，比較常用的開挖方法主要為上下臺(tái)階（設(shè)臨時(shí)仰拱）法，其施工方法如下。1、施工工藝本工法適用于級(jí)圍巖地段、級(jí)圍巖深埋地段及級(jí)圍巖弱風(fēng)化巖層地段。采用超前小導(dǎo)管（單層或雙層）進(jìn)行預(yù)支護(hù)。鉆孔采用人工手持風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)進(jìn)行鉆孔，上下臺(tái)階爆破采用光面弱爆破，仰拱爆破采用淺孔松動(dòng)爆破，非電毫秒塑料導(dǎo)爆管微差起爆，各臺(tái)階之間的距離在滿足施工需要的同時(shí)還要滿足設(shè)計(jì)要求。初期支護(hù)緊跟開挖，錨、網(wǎng)、鋼架及噴砼聯(lián)合進(jìn)行支護(hù)作業(yè)，初期支護(hù)及時(shí)封閉成環(huán)。臨時(shí)仰拱的施作為采用I18輕型型鋼，縱向間距兩榀設(shè)一處。2、施工工序該法施工工

13、序橫斷面示意圖如下。（1）開挖部臺(tái)階，施作部洞身結(jié)構(gòu)的初期支護(hù)，即初噴4cm厚混凝土，支立鋼架，鉆設(shè)系統(tǒng)錨桿后復(fù)噴混凝土至設(shè)計(jì)厚度。（2）上臺(tái)階施工至適當(dāng)距離后，開挖部臺(tái)階，接長(zhǎng)鋼架，施作部洞身結(jié)構(gòu)的初期支護(hù)，施工步驟同（1）。（3）開挖部臺(tái)階，施作仰拱初期支護(hù)，及時(shí)達(dá)到整個(gè)拱圈完成封閉成環(huán)。灌注該段部仰拱，灌注該段部仰拱填充。（4）利用9m長(zhǎng)全液壓模板襯砌臺(tái)車拱墻一次灌注部二次襯砌。3、施工注意事項(xiàng)(1)隧道施工中應(yīng)堅(jiān)持“弱爆破、短進(jìn)尺、強(qiáng)支護(hù)、早封閉、勤量測(cè)”的原則。(2)上下導(dǎo)開挖方式均采用光面弱爆破，爆破時(shí)嚴(yán)格控制炮眼鉆深度及裝藥量。級(jí)圍巖掌子面一次進(jìn)尺2榀鋼架距離的長(zhǎng)度，級(jí)圍巖掌子面一次進(jìn)尺1榀鋼架距離的長(zhǎng)度。(3)下導(dǎo)左、右邊墻開挖必須交錯(cuò)施工，嚴(yán)禁兩側(cè)同時(shí)對(duì)挖。邊墻開挖一次進(jìn)尺一般為2榀鋼架距離的長(zhǎng)度。(4) 仰拱開挖每個(gè)循環(huán)進(jìn)尺控制為3m。仰拱開挖后，初期支護(hù)必須及