杜智慧

摘 要：科木其隧道围岩为中风化泥岩和左右洞拱顶砂卵砾层。隧道前期开挖过程中，拱顶坍塌现象严重，无法正常施工，后对设计及施工方案进行了优化，使隧道得以顺利贯通。本文结合该工程施工的成功案例，简述了砂卵石层隧道开挖的施工方法及注意事项，对后期类似隧道的施工具有重要借鉴意义。

关键词：砂卵石层；坍塌；施工方法

中图分类号：U455 文献标识码：A

1.工程概况

1.1 设计围岩情况

科木其隧道全长1225m，其中左洞长605m，起讫桩号为ZK10+080～ZK10+685；右洞长620m，起讫桩号为YK10+070～YK10+690。设计全隧道明洞42m，Ⅳ级围岩700m；Ⅴ级围岩483m。

科木其隧道原设计围岩（IV级）为中风化泥岩，中厚层状构造，节理裂隙发育，夹有薄层-中厚层状砂卵石层，岩体较完整，围岩稳定性较好，呈块状结构，施工时拱顶和侧壁无支护时有掉块或易产生坍塌，侧壁较稳定，雨季施工有点滴状出水现象。

1.2 实际围岩情况

左右洞拱顶均存在较厚的砂卵砾层，大部分段落厚度为1m～2m，局部达3m厚，根据地质预报，隧道围岩核准为Ⅴ级围岩。

1.3 左洞进口洞顶为砂砾堆积层（图1）。

2.施工中存在问题

按原设计施工存在主要问题：

（1）洞顶砂卵砾层松散，钢花管间距较大、地表注浆固结范围有限，且砂卵砾层厚度较大，处理深度不足，易形成滑塌。

（2）洞内砂卵砾层砾石大小不一，较密实，按照原来的施工方法，超前施工靠近掌子面直接打钻时，砂砾极易滑落（图2），对施工操作人员造成极大的安全隐患。

（3）拱顶范围内砂卵砾层较厚、宽度较大，原设计间辅助施工杆体距难以满足实际的承载（图3），且钻孔施工中难以形成有效的孔径，超前小导管难以安装。

（4）洞内岩层交界处，下层泥岩极易风化，形成剥落，带动掌子面砂卵砾层滑落形成塌腔。

（5）施工振动带动掌子面砂砾下滑形成塌腔。

3.施工中形成的方法

3.1 洞顶处冒顶的处理方法（图4）

科木其隧道在2013年11月11日晚进行开挖施工，22∶40开挖至ZK10+125处，挖机开始找顶排险。23∶10在拱顶发现一孤石侵限，进行处理，孤石掉落后，施工人员发现拱顶松散堆积体开始缓慢滑落，发现这一现象后，施工人员及机械退至安全地方。至23∶40左右洞顶处松散堆积体滑落停止，地表冒顶，形成长19.2m，宽12.4m平均5.8m深塌腔，里程为ZK10+122～+141.2。

3.1.1 排水

（1）在冒顶处修环向排水沟或采用彩条布覆盖，避免地表水流入塌方体。

3.1.2 洞内加固措施

（1）在靠近掌子面处采用编织袋装土予以加载码砌，保证塌方段处松散层不再向下流动。

（2）对塌方体坡脚处予以堆土加强，起到护脚的作用，防止冒顶处堆积层向下挤压推动塌方体。

（3）对塌方体进行喷射砼进行封闭。

3.1.3 洞外加固措施

（1）对塌腔处松散体予以清理。

（2）塌腔的填埋采用C15砼，对堆积体未注浆部分采用打入横向小导管，按间距1m×1m，层距0.5m，角度15°，长度4m布置，塌腔周围环向预埋小导管，间距按1m布置，对塌腔处理后进行注浆。

3.1.4 洞内塌方体开挖

在掌子面处先注浆加固塌方体顶部，对塌腔处理后进行开挖，按先上部后下部的原则进行。

3.1.5 洞内正常开挖

在洞顶塌方段及前后里程增加监控量测的频率，按原方案正常开挖支护施工。

3.2 洞内施工的主要方法

（1）開挖采用环形开挖留核心土，为减小振动对砂卵砾层的扰动，采用机械开挖。

（2）辅助施工采用自进式锚杆，解决了难以成孔的问题。

（3）打钻时在已喷锚的拱架上施做，在此拱架上安装钢管作为导向及保证安全的防护棚（图5）。

（4）辅助施工杆体间距缩小、数量已实际砂卵砾层宽度而定。

（5）对难以控制形成的塌腔及时泵送砼，填充饱满，无空洞（图6）。

4.洞内施工方法

初期支护参数为按原设计执行。为了尽量减小开挖过程中对砂砾卵石层的扰动，掌子面采用挖机配合凿岩机进行开挖，每循环进尺控制在1榀，开挖结束后及时支护。实际施作过程中，在砂卵层中施做超前小导管成孔比较困难，且成孔后易塌孔，很难保证超前支护的效果。掌子面开挖过程中，拱顶砂砾卵石层坍塌严重，立架过程中不时有大卵石掉落，卵石粒径由1cm～80cm不等，存在较大的安全隐患。

为了保证拱顶砂砾层的稳定，防止塌方掉块、保证隧道施工安全，经我方多次的摸索试验。实际施工中我标段采用先预埋小导管、数量由37～164根不等然后施做自进式锚杆。我标段对自进式中空注浆锚杆进行了加密。左洞锚杆采用先施作导向管喷射砼后施工超前的形式进行施工，锚杆根数由设计的37根依据砂砾层的厚度及宽度增加到46～74根，锚杆间距由设计的40cm间距调整到0.2m，集中至拱顶砂砾层施工，不足时增加辅助施工杆体数量，保证支护范围布满砂砾层。相当于采用双排超前施工，确保了拱顶砂砾层的稳定，隧道施工的安全，监控量测数据无超限。较好地解决了隧道砂砾层塌方现象。对不可控制塌方，及时进行了泵送回填，对较小空隙进行注浆，保证无空洞。

结语

就目前施工方法而言，能较好地解决施工中的安全问题。辅助施工，能起到较好的作用，安全质量可控，施工进度较慢，但也在稳妥推进。下一步将结合超前地质预报及监控量测数据，重点做好隧道超前施工，确保安全、质量。精心组织，科学管理，保证隧道胜利贯通！

参考文献

[1]任建凯.隧道工程施工技术和方法浅谈[J].建材发展导向，2013（1）：194-195.

[2]卿明忠.浅谈隧道工程施工技术[J].建材与装饰，2015（24）：4-5.