基于大跨度隧道施工技术的研究

2016-04-10刘成

四川水泥 2016年2期

关键词：洞口跨度围岩

刘成

(四川川交路桥有限责任公司，618300)

基于大跨度隧道施工技术的研究

刘成

(四川川交路桥有限责任公司，618300)

随着交通建设的不断发展，大跨度隧道在交通建设工程越来越常见，给工程施工造成了不小的难度。在大跨度隧道施工中，主要涉及到洞口施工、支护施工、防排水施工以及工程管理等方面的内容。由此，本文就从这些方面出发，结合实际的隧道工程案例对大跨度隧道施工技术进行了深入分析，以期能够对相关人员起到一定参考作用，促进大跨度隧道施工水平不断提升。

大跨度隧道；施工激素和；洞孔；支护；防排水

隧道施工会涉及到很多影响因素，如地质情况、水文情况、岩层力学特点等。在实际的隧道工程中，跨度越大，其难度越高，容易出现的各类风险安全问题也就越多。因此必须要对隧道施工技术进行强化，以便能够使隧道施工质量达到要求。

一、大跨度隧道实际工程案例

现有一大跨度隧道工程，其处于西南某地多山地区，为了提升当地的交通运输能力，需要建设一条穿山隧道，根据实地调研，决定按照100km的时速进行设计。通过地质勘察发现，该隧道所处地区的山体主要是单脊山岭，在洞口进口地段地质条件一般，其洞轴线与两组节理的走向相互平行，围岩的等级为V级。在隧道设计的出口位置，其地形较差，左线小角度进洞，右线围岩级别V级，稳定性不高。在隧道两侧的自然边坡上，其稳定性不高，容易出现碎石崩落或是坡体下滑的问题。隧道洞身的围岩主要是由粉砂质千枚岩和千枚岩组成，构造相对简单，性质较为单纯。在隧道的进出口都不存在泥石流、滑坡等不良地质。但是，由于该隧道工程的跨度较大，存在埋深浅、受力复杂以及断面大等特点，使得开挖施工和支护施工都必须贴合实际，灵活多变的选择可靠的施工技术。

二、洞口施工

由于绿色节能理念的不断深化，隧道施工也在尽可能向绿色节能靠齐，这就使得传统的隧道施工技术无法满足当前的新要求，因此提出了全新的“零进洞”施工要求，即不对隧道轮廓线产生之外的山体、植被等形成扰动，凭借洞内预加固技术，实现洞口施工的原生态进洞。

第一，偏压挡墙施工。由于该隧道洞口处地势右高左低，导致了较为严重的偏压，因此需要施作偏压挡墙对该问题进行处理。从K13+506-K13+526隧道左侧向下开挖3m基坑，直到基岩露出。然后反压挡墙施工，顶部宽为60cm，面坡为直坡，背坡为1:0.2进行施工。在偏压挡墙和隧道间隙之间，需要利用碎石土或是片石混凝土对其进行分阶段回填，最后将其压实，与墙顶高程保持一致。

第二，对地表进行加固。进洞20m地段，利用直径42mm小导管以梅花形式打入地下，深度控制在2m，每排28根，共20排。然后将水泥浆注入其中，注浆压力控制在0.8-1.5MPa。

第三，设置超前管棚。从洞口开始，使用长管棚（40m）对洞口施行超前支护，管棚施工完成之后，就可以进行注浆。注浆完成之后需要封闭钢管，确保其刚度和强度。

三、支护施工

就支护施工说来，其可以分为超前支护和初期支护两个环节，这两个环节支护施工的作用是存在显著差异的。

1.超前支护

在超前支护环节，由于隧道公工程存在大断面、扁平形的特点，因此在实际的开挖作业过程中经常出现小坍塌、掉块等问题，因此对其进行超期支护加固，以确保后续作业施工顺利安全进行。首先，利用直径42mm的无缝钢管支撑小导管，小导管的长度为5m，管头是锥形体，端头花管长度为2m。在花管部分，其每隔20cm就钻了一个孔，孔径在6mm-10mm。根据外插角的实际要求，需要将其维持在100到150的范围内，若是超出这一范围就可能引起注浆环节出现不顺畅的情况。而在注浆的环节，需要对多方面的因素进行控制，才能确保加固效果和质量。掌子面需要喷射混凝土作为止浆墙，厚度控制在20cm左右。注浆施工时需要添加适量的速凝剂，以便注射浆液能够快速凝固。注浆顺序一般是按照由两边至中间，从上到下的顺序进行。

2.初期支护

在初期支护环节，由于支护断面和地质状况会不断发生变化，因此在进行支护时，可以根据实际情况选择多种支护手段。

锚杆支护在大跨度隧道工程中十分常用，其施工流程如下：首先依照设支护设计方案，确定不同级别围岩采用的锚杆参数以及锚杆布置的形式。其次，根据支护设计方位，对锚杆支护的孔位进行钻进。在不同地质条件下进行钻孔时，适用的钻孔方法是不一样的，因此需要在不同的条件下选择不同的钻孔技术。在完成钻孔、清孔等环节之后，需要进行止浆塞、螺母、垫板等配件的安转。安装结束之后，就可以注入水泥浆液。在注浆时，其压力需要控制在0.5-1.0MPa范围内。在浆液溢出止浆塞时，就可以停止注浆了。最后，灰浆强度达设计要求之后，就可以上紧螺母和垫板等，使其对围岩能够充分支托。

喷射混凝土在隧道初期支护中也比较常用，其主要是通过喷射机，将按照一定比例调配的混凝土喷射到隧道岩壁表面，使其快速凝结，形成一层支护结构，达到支护围岩的目的。在实际的大跨度隧道工程中，喷射混凝土的支护形式既可以作为永久性支护，也可以作为临时性支护，这主要依照工程实际选择。在该工程中，其某一段就使用喷射混凝土作为临时支护。

钢筋网支护能够实现减少喷层收缩裂缝的效果，对加强支护结构的稳定性和抗震性具有良好的效果。在该工程中，若是使用钢筋网支护，就可以采用8mm圆钢，以20X20cm间距进行布置。

四、防排水施工

在大跨度隧道当中，尤其是在多山地区，隧道中的渗漏水问题是比较常见的。这一问题若是得不到有效解决，势必会降低隧道内部混凝土的耐久性，同时恶化隧道内部环境。所以，在隧道工程中，必须要加强对防排水施工的重视，落实施工活动。排、防、堵、截是防排水施工的重点，一般可以通过两个途径实现防排水施工。第一，防水措施的落实。其主要是在二次衬砌施工时使用防水混凝土，在存在施工缝的部位设置膨胀止水条，并且使用止水带对沉降缝进行封堵。此外，在隧道二次衬砌和初期支护之间，还可以设置符合防水板，实现防水的效果。第二，排水措施的落实。在隧道二次衬砌和初期支护之间，需要进行塑料盲沟的环向铺设，一般10m设为一环。如果会出现漏水的问题，则需要对一环的长度适当进行缩减。此外，在隧道内部的泄水孔高程处，需要设置透水管盲沟，水从盲沟被引导至排水管，最后排除洞外。

五、材料应用和管理

在大跨度隧道施工当中，会涉及到许多施工材料，对材料的应用和管理，也是保证隧道施工质量的关键。不论是水泥，还是钢筋，在采购的时候就需要加强质量检测，入场应用时也需要再次进行质检，合格之后才能进行实际施工。在材料存放的过程中，一般需要按照品种、性能等级以及采购时间等分类存放，而取用的时候一般是按照先到先用的原则取用。在隧道施工中，材料的取用需要根据工程的实际需求量，适量多取，但是不能随意取用，避免造成材料浪费。在应用水泥制备混凝土时，需要根据施工要求对配合比合理设计，同时根据不同的用途对外加剂的种类和用量科学把控。比如在超前支护注浆时，就需要通过实验对注浆液进行性能检测，以确保隧道施工可靠。