斜交偏压隧道半明洞进洞施工技术

西南公路1462201854515030隧道中线行车道中线4522030150203515035路线设计线人行检查通道3%3%引水横通道暗挖段1830明挖段440166设计高程218回填C20砼2020030行车道中线隧道中线2%设计高程回填C20砼中心水沟检查井明挖段474路线设计线0%图4Ⅱ-Ⅱ断面示意图K19+631断面ZK19+637.038断面（4）各断面二衬底部明挖段采用I20b钢架支撑，路面铺砌之前，在中心排水沟左右各2m范围里铺设共设3榀；矩形沟两侧径向施作φ22砂浆锚杆，长φ12×φ12钢筋网，钢筋网格间距25cm×25cm。2.5m，共4根。盖板施作后铺设2根长2.5m的P43旧钢轨。3结论（5）为便于以后检修，分别在ZK19+323.5，ZK19+637.038、K19+315、K19+631处左右线之间边墙（1）此次的岩溶管道涌水整治经受了8月份以底设置4个检修通道。其中K19+315处横向引水通道已来西南地区连续强降雨的考验，此段未再出现排水建好，该处检修通道先拆除1.6m长既有引水横通道不畅及与岩溶相关的问题，此次的整治措施是成功后，再施作检修通道。检修通道采用钢筋栅栏封闭。的、得力的。（6）引水横通道与中心管交叉处设置中心检查井。（2）对于已经贯通且仍有可能发生涌水的岩溶（7）在ZK19+321.5~+341.5中心水管改为中心水管道要保持原有水系排泄通畅，采取引排的措施，沟段，为增强衬砌结构的稳定性和提高其可靠度，且要加大引排措施的过水能力，不可堵塞岩溶管在拆除圬工前，在边墙底及仰拱两侧设置φ42锁脚道，以防引起与岩溶相关的其他工程问题。锚管加固，锚管长4.5m，每侧设置2根。防止爆破开（3）对连通型岩溶的整治要在枯水或者是少雨挖引起隧道结构安全。在矩形沟两侧各增加1根φ季节实施。22锁脚锚杆，水沟采用钢筋混凝土沟身（如图5）。参考文献[1]谭代明,漆泰岳,莫阳春.侧部岩溶隧道围岩稳定性数值分析与研究[J]岩石力学与工程学报.2009.9[2]罗利锐,刘志刚,姚海波等.超前地质预报在棋盘石岩溶隧道中的应用[J]铁道工程学报2009.11[3]郭娣.西南岩溶山区汇水条件及其对越岭隧道涌突水的控制作用[D].成都理工大学.2009.5[4]吴治生.岩溶长隧道设计、施工方案的论证及实施[J].铁道工程学报.2006.4[5]蒙彦,雷明堂.岩溶区隧道涌水研究现状及建议[J].中国岩溶.2003.12[6]刘招伟,张民庆,王树仁.岩溶隧道灾变预测与处治技术[M].科学出版社.2007.6路线设计线10042591o900'0行车道中线隧道中线o900'0300r1=550136881254502%o45o15设计高程o45φ22锚杆，每根长3.5mφ42锚杆，每根长4.5mφ42锚杆，每根长4.5m45150o45o4535353016030150o15r2=850r3=100o1059'521:0.1图5衬砌加大中心水沟布置正面图147斜交偏压隧道半明洞进洞施工技术(成都市路桥工程股份有限公司　成都　610041)【摘要】山区高速公路选线不可避免地会出现线路斜穿地形等高线，隧道与山体呈斜交进洞，洞口段不可避免地存在浅埋和偏压问题，洞门位置的选定对边坡稳定和施工难度的影响极大。达万高速公路沙坝湾隧道进口属于斜交偏压隧道进洞比较典型的实例，为了保证进洞安全，尽量少破坏原有植被，对原设计刷坡进洞方案进行优化，采用半明洞进洞方案取得了成功。【关键词】公路隧道；斜交偏压；半明洞；施工【中图分类号】U455【文献标识码】B曹　顺　孙正良定的原则，因此必须对原设计进洞方案进行优化。1原设计进洞方案沙坝湾隧道进口左、右洞轴线与山体走向呈30°～35°斜交，山体坡度上陡下缓，斜坡上部基岩为砂、泥岩互层，为近水平状，节理较发育，出露砂岩为高约10m的陡崖，泥岩表层覆盖0.50～1.00m的坡残积层，植被茂盛；斜坡下部为陡崖下方含块石粉质粘土堆积层。隧道洞口位于山体陡缓相间处，左半断面为坚硬的砂岩层，右半断面为松散堆积层。进口段洞身围岩级别属V级浅埋偏压段。沙坝湾隧道左线进口洞门桩号为ZK117+325，原设计明暗交界桩号为ZK117+340,设15m单压明洞，洞门为端墙式；明暗交界桩号处洞顶仰坡高度不超过4m，洞顶左侧边坡高度不超过10m，边、仰坡坡2　优化后的进洞方案比1:0.75，采用锚喷防护，设计采用φ42双层小导管2.1　明暗分界桩号的确定预加固后进洞，双层小导管环向120°范围布置，环隧道轴线与山体呈斜交，左洞左边墙与右边墙向间距40cm，单根长度4.5m。地形里程桩号相差15m，明暗分界桩号必须外移才能一般洞口地形测量包括洞口横断面和纵断面测达到优化的目的。明暗分界桩号的确定关系到边、量，可以获得洞顶边、仰坡高度，为洞门位置的选仰坡刷坡量的大小和进洞施工难度，结合实际地定提供参考。对于斜交、偏压地形的洞口，洞顶形、地质情况，综合考虑山体坡面保护与施工难边、仰坡最高处往往是其中一侧的边、仰坡交汇度，明暗分界桩号确定的原则：洞顶仰坡最小覆盖处，现场测量过程中常被忽略，给洞门位置选定造层厚度1.5m，边、仰坡最大高度7m，优化后的明暗成误导。本隧道施工复测洞顶边、仰坡高度与原设分界桩号定为ZK117+333，比原设计明暗分界桩号提计基本一致，但仰坡与边坡交汇处距洞顶刷坡高度前7m（见图2）。将达到24m（见图1）。如果按原设计方案施工，将优化后的方案在刷坡范围方面明显减小，需解破坏山体坡面的稳定和植被，明显违背进洞位置选边坡与仰拱交汇处最大高度达24m明暗交界处拱顶仰坡高度不超过4m边坡高度不超过10m砂岩陡崖分界线杜家沟原设计明暗交界桩号ZK117+340单压明暗洞及侧墙洞门桩号ZK117+325端墙式洞门图1原设计斜交偏压进洞平面示意图2010年第4期西南公路XINANGONGLUφ22药卷锚杆长300cmφ6.5钢筋网20×20cm118型工字钢钢架60cm/榀C20喷砼24cm防水层预留变形量12cmC25钢筋5070砼拱墙-cmφ108大管棚，长15m环向间距10cm，至少嵌入砂岩层3m左半断面套拱纵向长1m右半断面套拱纵向延伸至砂岩陡崖最长约12m地面线砂层岩2根φ25药卷锚杆L=4m1:10黏土隔水层护拱118工字钢60cm/榀C25砼护拱厚50cmC20喷砼24cm118工字钢钢架60cm/榀防水层C25钢筋砼衬砌50-70cm土石回填隧道中心线临时开挖线临时开挖线砂岩层o1201:10M5浆砌片石土石回填1:0:301:0.55%C20侧压墙基础C20侧压墙砂岩层含块土粉砂质粘土层决的主要问题是：右半断面大部分地面线低于拱护拱砼浇筑、侧压墙墙身浇筑、暗洞开挖。其工艺顶，并且是成洞能力极差的含块石粉砂质粘土坡残流程见图4。积层面；左半断面是砂岩陡崖，拱顶砂岩层厚1.5～4m，成洞后呈虎口状，采取钻爆施工时拱顶围岩易坍塌。2.2半明半暗进洞方案针对明暗分界桩号外移后需解决的问题，采取长管棚对围岩进行预加固措施，右半断面明挖、左半断面暗挖的方案。右半断面明挖后，延长右半断2.4施工要点面护拱和侧压墙至仰坡面砂岩陡崖处（最长达斜交偏压浅埋隧道进口段采用长管棚和半明洞12m），右半断面由管棚、初期支护、护拱、侧压墙方式进洞，主要依靠管棚和钢架形成的棚架体系控组成半明洞棚架体系，对左半断面形成一定的支撑制围岩变形，从而确保进洞安全。进洞施工过程作用（见图3）。通过左半断面逐步暗挖，左半断面中，管棚的钻孔及安装、半明洞与暗洞的连接、暗的初期支护与右半断面的支护钢架逐步对接，半明洞开挖的方法是确保进洞安全的关键。洞逐步转换成完整的偏压暗洞。施工中必须坚持2.4.1刷坡根据优化后明暗分界桩号进行刷坡，拱顶以上“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤边、仰坡坡比按1:0.75刷坡，刷坡后及时进行锚喷防量测”的18字方针，确保进洞施工安全。护。拱顶以下岩质边坡部分坡比按1:0.10～1:0.30刷坡，稍作修整即可，保证能施作管棚和护拱为准。2.4.2管棚施工左线管棚护拱起点桩号为ZK117+333，全长15m，右半断面管棚嵌入仰坡砂岩层不少于3m。左半断面暗挖部分护拱纵向长1m，右半断面明挖部分护拱延伸至仰坡砂岩陡崖处(最长12m)，距管棚末端1m处施作φ42小导管（与管棚纵向搭接1m），环向120°范围布置，环向间距40cm，小导管长4.5m，纵向搭接1m。2.3施工工艺流程在刷坡完成后立即进行管棚钻孔施工。本隧道半明洞进洞施工的主要工序：刷坡、管棚钻管棚钻孔施工时未按常规钻孔程序：导向管→导向墙孔、右半断面明挖、侧压墙基础浇筑、右半断面初→钻孔→下管工艺实施，采取测量定位后搭设平台直期支护施工、右半断面护拱钢架安装、管棚安装、砂岩陡崖分界线变更后明暗交界桩号ZK117+333套拱工字钢架原设计明暗交界桩号ZK117+340φ108大管棚边仰坡开挖范围缩小，最大高度不超过5m图2优化后的半明洞平面示意图图3优化后的半明半暗设计图148149曹顺　孙正良：斜交偏压隧道半明洞进洞施工技术西南公路接钻孔，施工方便快速，但是由于缺乏导向管、钻孔支架稳定性差，钻孔角度很难控制，左半断面部分管棚侵入开挖面，不得不割除侵入部分。为确保围岩预加固效果，采取超前小导管进行补强。管棚钻孔完成后，需等到护拱钢架安装完成后才能下管。右半断面管棚嵌入仅3～6m，靠人工送管即可；左半断面嵌入15m，需借助挖掘机顶进。管棚注浆在护拱砼浇筑后进行，具体工艺常规执行，不再一一叙述。2.4.3半明洞施工半明洞由右半断面初支18工字钢钢架、24cm厚喷砼、护拱内18工字钢钢架、50cm厚护拱C25砼，C20侧压墙基础及墙身组成。管棚钻孔完成后，明挖右半断面软弱坡积层，侧压墙基础置于基岩上。侧压墙基础作为右半断面初期支护、护拱的基础，承受大部分的偏压力，左半断面护拱底部基础也必须置于基岩上。右半断面初期支护提前施工作为半明洞的一部分，比暗洞施工更快速、质量更可靠；暗洞开挖时可及时与暗洞部分初支及时对接，形成封闭受力；与护拱同时受力，增大护拱受力厚度，对抵抗偏压更有利。侧压基础完成后立即进行右半断面钢架安装，右侧底部设锚固钢筋与侧压墙基础相连，顶部设两根φ25锁脚锚杆打入左半断面拱顶围岩内（见图4）。初支钢架完成后，采取模筑喷砼工艺施工初支喷砼（见图5）。喷砼完成后安装套拱钢架和管棚（见图6），待右半断面初支喷砼强度达到设计强度70%以上时，浇筑护拱砼。侧压墙墙身分多次浇时应设连接钢筋，纵向与仰坡砂岩陡崖处应密贴并增设部分连接锚杆，增强侧压墙的抗倾能力（见图7）。侧压墙完成后分层回填，以平衡侧压力。2.4.4暗洞开挖分上、下台阶开挖，上台阶左半断面为完整性较好的近水平砂岩层，采用作业平台配合人工风钻打眼、光面爆破施工（见图8），每循环进尺控制在1.2m以内，即两榀钢架间距。右半断面进入砂岩陡崖处（即右半断面6～12m处）为拱顶围岩最薄弱处，爆破用药量过大极易破坏管棚外围岩，施工时应尽量减少用药量，增设超前小导管等措施。每循环开挖后，左半断面的工字钢架应及时与右半断面预留的初支工字钢架对接，左半断面钢架拱脚应支垫纵图5右半断面初支钢架安装图6右半断面初支钢架及喷砼底模安装图7半断面护拱钢架、管棚安装右图7半明洞完成图4半明半暗进洞施工工艺流程图地形复测，明暗分界桩号确定刷坡管棚钻孔右半断面明挖侧压墙基础浇筑右半断面钢架及模筑喷砼套拱钢架安装管棚安装套拱砼浇筑侧压墙墙身砼浇筑管棚压浆左半断面暗洞开挖左半断面初支钢架与右半断面对接并喷砼左半断面初支钢架与右半断面对接进入下一循环暗洞开挖及支护上台阶30m后浇筑仰拱φ22药卷锚杆长300cmφ6.5钢筋网20×20cm118型工字钢钢架60cm/榀C20喷砼24cm防水层预留变形量12cmC25钢筋5070砼拱墙-cmφ108大管棚，长15m环向间距10cm，至少嵌入砂岩层3m左半断面套拱纵向长1m右半断面套拱纵向延伸至砂岩陡崖最长约12m地面线砂层岩2根φ25药卷锚杆L=4m1:10黏土隔水层护