连拱隧道开挖方式

连拱隧道开挖方式

曹钻胜

温州市交通工程咨询监理有限公司浙江省温州市325016

摘要：在隧道施工过程中经常会遇到许多技术性的问题，给隧道施工造成较大的阻碍，影响隧道施工进度，软弱围岩就是其中一种难以处理的问题。软弱围岩是抗压能力比较弱、容易发生形变的围岩，其受外界条件的影响比较大，而且稳定性比较差，所以对隧道施工极为不利。隧道工程施工时，如果遇到软弱围岩，则要及时采取应对措施，避免给后续施工埋下安全隐患。因此，本文主要对软弱围岩隧道施工技术进行了分析，希望可以为相关工作人员提供一定的参考。

关键词：软弱围岩；隧道施工；技术探究

1软弱围岩的特点

软弱围岩本身具有一定的稳定能力，可以抵抗小幅度的外界干扰。但是当干扰程度比较大时，软弱围岩的稳定能力将大大降低，发生松动的区域也会变大，围岩所受外力也不断增加，更加难以恢复到原来的状态，支护结构由于压力过大容易发生形变，甚至被破坏等等。因为软弱围岩不稳定的特点，所以如果隧道施工需要对洞口有大幅度动作比如拉槽施工等，就会很容易引起软弱围岩的滑动，从而使得进洞时会遇到额外的阻拦，施工难度增加。如果在隧道内有大幅度施工动作，由于软弱围岩本身的不稳定，加上内部的大幅度动作产生的震动更加明显，所以软弱围岩更容易产生滑动，严重时甚至将支护结构压沉，发生崩塌事故，严重影响隧道施工的安全性。

2工程情况

某段公路隧道自东向西蜿蜒，最深处达420m，长度大约3250m。根据对当地地形的勘探得知，围岩中含有较多的碎屑岩，总体上强度不高，大部分是由于风化而成的泥质灰岩，裂隙处在发展中，表面受风化侵蚀更加剧烈，围岩表面有着显而易见的剥落情况，部分碎石较厚重，缺乏完整性，隧道进出口相对平坦，围岩也比较松软，因此这附近经常会发生坍塌。隧道浅埋区所占比例大，顶层围岩比较薄弱，难以承受巨大的压力，容易出现坍塌或者冒顶等自然灾害。

3公路隧道软弱围岩建设途径

3.1注入超前小导管进行施工

由于公路隧道围岩构造缺乏稳固性，容易发生变形，受到负荷过大、自身稳固周期不长，在工程建设过程中或者建设完成后极易发生坍塌现象，根据隧道建设的现实条件，需要利用超前小导管等途径对围岩实行加固。该项目选择长度3m，需采用外径控制在42mm的导管对其实行维护，导管布置间隔为0.4m，环形的套管一共包括37支导管，每间隔1.5m就放置一根，纵向链接的长度要＞1m，外插的角度控制在10～15°内，导管末节需和钢筋架焊接在一块。浆液采用的是水泥砂浆，水泥、石灰比例的需保持一致，外部掺入水玻璃，约为总重量的5%。注浆孔装结束以后方能进行压浆，浆液受到压力会快速渗入岩体，使其内部损坏的部分完全黏合，这样方可组成抗压性强的构造模式。

3.2微台阶法

公路隧道挖掘建设使用微台阶法，为便于挖掘需把断面分成3层，上层台阶长度大约为4～5m，高度约为4.8m。每挖掘两榀进尺1.0m；在挖掘下层台阶的过程中，应与右边保持一致。两榀就是一级，分级进尺，左边稍靠后，约为三榀，计算方法和右边保持一样；仰拱挖掘与台阶保持同步。挖掘过程中，要精确控制爆破进尺，参考上层台阶的进尺状况；台阶挖掘也需同时进行；控制交叉距离，保障拱架能有一只拱脚始终接触地面，避免掉拱事故的发生。如果隧道围岩破损情况难以预料，需要采取减少进尺的方法，每次只能挖掘0.5m。

3.3初期维护

挖掘完成后必须马上开始初期的维护，防止围岩风化带来隐患。为了降低围岩暴露的时间，同时防止出渣干扰，可采用初喷浆的办法，初喷的厚度一般是5cm。该隧道最初维护可以运用锚喷法，使用特殊的钢拱架，每隔50cm放置一个，拱架由Ф22mm的钢筋串联在一块，其环形的距离大约为1m；锚杆和串联钢筋的长度应控制在接近于3m，放置时采取梅花状，间隔为1m；钢拱架后面放置钢筋网，一共有两层，由Ф8mm钢筋构成，网格为20mm；总共喷涂C20的混凝土大约是26cm。为了便于钢拱架的装配，建议把每榀分成5个节，分节完成，上层台阶3节，其他的各有1节。由于该隧道围岩非常松散，拱底承受力难以符合相关规定，所以钢拱架在装配完之后会马上下沉。混凝土浇筑花费时间多，严重阻碍了工程建设的进行，所以应该在拱架装配之前就做好混凝土块。

3.4底部仰拱

成环作为使用微台阶法的核心，把落底完全封闭成环是保障前期构造稳固，防止下沉与收缩的最佳途径之一。仰拱最初的维护要和挖掘掌子面紧密结合，每次挖掘的长度不应该太长，在完成挖掘之后的道路需要马上放置钢拱架，并且使用混凝土来实现封闭。假如挖掘完成以后的道路得不到及时处理，那么处于长时间暴露下的道路极易发生失去平衡、下沉或者收缩的情况。对于那些没有仰拱段的道路，仰拱要比下层台阶低大约15～22m，有利于为出渣提供方便，适应车辆驾驶需求，不适合太长。仰拱建设之前，需要完全清理拱底的堆积物，还需要布置排水设施，把隧道中积水排出仰拱段后才能够开展浇筑建设。

3.5衬砌的概念与要点

这个隧道是用复合式的防止水分渗透衬砌结构。该构造使用C25防水混凝土浇筑构成，有着极强的抗渗透能力。该设计把排水放在首位，完全将防水和排水结合起来，遵守构造自身能够防止水分渗透这个基本要求，加强混凝土结构本身防止水分渗透能力，而且把伸缩缝和变形缝当成重点防治因素，借助增加防水层等办法进行帮助。一衬和二衬这两者彼此会有一些间隔，在其中放置透水管，而且在外墙侧面架设排水管道。衬砌建设要求在隧道围岩处于平稳状态下才可以开展，该方法的关键之处是：⑴项量测的内容变化逐渐稳固，围岩处于稳定状态；⑵经做完的位移需要在预期的90%；⑶衬砌附近位移的移动速度需要低于0.10～0.20mm/d，而且拱部下沉速度不超过0.07～0.15mm/d，尽快实现封闭成环。

结束语

综上所述，软弱围岩的一些特点，增加了隧道施工难度和危险性；如果不加以科学处理和控制，将会带来严重危害。在软弱围岩隧道施工实践中，需要充分考虑工程实际情况和各种影响因素，科学选择施工工艺，严格控制施工过程，保证施工质量和施工安全，提升效益，促进施工企业的发展。在未来的发展中，科学技术不断革新，我国隧道软弱围岩施工技术将会日趋成熟，获得进一步发展和完善。

参考文献:

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[2]蔡向前.探究软弱围岩隧道施工技术[J].山西建筑,2015,17:177-178.

[3]臧福.浅埋、偏压及软弱围岩隧道施工技术分析[J].门窗,2014,04:145.