【摘 要】随着国民经济不断发展，国力不断增强，近年来国家加大交通基础建设投资力度，隧道施工技术在公路建设中越来越来普遍，而小间距隧道较连拱隧道具有抗震性好及造价相对较低，在地方二级公路建设中也得到运用。根据小间距隧道左右洞室净间距小，洞身开挖相互干扰大，中夹岩加固较困难等特点。本人对大田县华石线秋竹隧道施工进行了技术总结，阐述小间距隧道施工技术要点，作为小间距隧道施工提供交流经验。
【关键词】小间距隧道；技术；要点
一、前言
大田县华石线秋竹隧道设计为双洞双线小间距隧道，其位于大田县城关鸭蛋山东侧约200m处。左洞里程ZK0+200~ZK0+486，全长286m ; 右洞里程YK0+200~YK0+490，全长290m。其中进出口明洞各20米，进口为端墙式洞门，出口为削竹式。隧道左右洞室最小净间距仅有6.48m，两洞室之间的中夹岩采用Φ50mm小导管进行注浆加固，小导管环向间距0.5m，纵向间距1.0m，每根小导管长度为5.0m。隧道洞身围岩以钙质粉砂岩为主，属极软岩，地下水呈渗透状，围岩级别均为Ⅴ级。
隧道采用复合式衬砌，由长管棚及小导管进行超前支护，初期支护采用挂网、喷锚及工字钢架联合支护。
二、做好施工前的准备工作
(一) 做好小间距隧道施工安全风险评估工作
根据交质监发[2011]217号交通运输部《关于开展公路桥梁和隧道工程施工安全风险评估试行工作的通知》要求，小间距隧道被列入在安全风险评估范围，必须进行安全风险评估。在工程实施前，开展定性或定量的施工安全风险估测的目的，能够增强安全风险意识，改进施工措施，规范预案预警预控管理，有效降低施工风险，严防重特大事故发生。
项目部及时组织技术人员进行现场施工环境、水文、地质调查并熟悉施工图纸。由于隧道洞身以砂土状强风化钙质粉砂岩为主(T 2 a)：灰褐、褐黄色，原岩组织结构已大部分破坏，岩芯呈砂土状，局部见少量碎块状，手掰易散，浸水易软化、崩解，干钻困难，属极软岩，隧道全长岩围级别均为 V 级。按照隧道总体风险评估指标体系中的隧道围岩级别、隧道开挖断面的大小、隧道长度、洞口形式、洞口特征、小间距隧道等指标量化后，秋竹隧道工程施工安全总体风险等级Ⅳ级（极高风险）。并根据总体风险等级Ⅲ级（高度风险）及以上的隧道工程，组织开展了隧道专项风险评估，由于隧道存在洞口失隐、隧道坍塌极高风险（Ⅳ级）的施工作业。针对极高风险的施工作业采取了专项应对措施，制定相应的应急预案，并形成隧道风险评估报告。经建设单位组织的专家组论证后，方可按隧道风险评估报告执行。
根据隧道风险评估结论，进一步完善隧道施工组织设计和专项施工方案，制定相应的专项应急预案并每月组织一次应急演练。建立重大风险源的监测及验收、日常巡查、定期报告等工作制度，并组织实施。项目部技术负责人在隧道施工前对施工人员进行安全技术教育与交底；施工现场设立相应的危险源告知牌
（二）制定隧道施工方案
由于秋竹隧道左右洞室最小净间距仅有6.48m，且隧道全长围岩等级均为Ⅴ级，围岩整体较破碎，属极软岩，因此施工过程中必须首先保证隧道左右洞之间的中夹岩体的稳定，其次在隧道洞身开挖时应尽可能减少左右洞室的相互干扰影响。针对以上问题着手，确定秋竹隧道施工方案如下；
1、出口地形地貌较为复杂，由于工业区开发对山体进行开挖刷坡并对山谷进行回填，多有回填杂土，而未夯实且较为松散，对隧道边仰坡极为不利，容易发生坍塌或泥石流，为了隧道洞口段的安全，通过现场实地调查清楚出口段地形地貌实际情况。严重影响隧道围岩结构，为了确保隧道结构和边仰坡稳定安全，应对已刷坡的边仰坡进行平整并加固处理，同时左右洞仰坡刷坡后对洞顶顶部素填土进行清除，然后采用 5%水泥稳定土回填夯实，夯实度必须满足路基规范要求，待边仰坡和素填土加固处理后方能进洞。进口地质较差，均为土质，而且边坡 3 阶导致隧道边仰坡较高，不利于隧道洞口的稳定，施工时应及时挂钢筋网、喷射混凝土以及小导管加固。隧道进出口的成洞面地质都较差。成洞面采用喷射砼、锚杆群及挂网加固稳定。同时加强洞口地表监控量测，确保隧道边仰坡稳定。
2、第三方隧道监控量测单位在隧道掘进过程中采用地质雷达对前方的断裂破碎带、含水地带及围岩工程级别进行超前探测。
3、洞身开挖前，进出口围岩软弱段采用施工辅助措施为长Φ108mm大管棚、其余地段施工辅助措施为Φ50mm超前注浆小导管。左右洞室间的中夹岩采用Φ50mm小导管进行注浆加固，小导管环向间距0.5m，纵向间距1.0m，每根小导管长度为5.0m。
4、施工辅助措施对岩体进行注浆固结稳定后，才允许进行隧道洞身的开挖。由于隧道岩体全长均为Ⅴ级围岩，因此决定在JZDK-1和JZ5-1初期支护类型地段，按CD隧道开挖法进行施工。在保证施工安全前提下，为了加快施工进度，决定在JZ5初期支护类型地段，用三台阶预留核心土隧道开挖法进行施工。为了尽可能减少左右洞室开挖相互干扰，后行洞开挖应距先行洞初期支护封闭成环位置最小距离控制在25米以上（设计为1~2倍隧道跨径）
5、隧道开挖后应及时进行挂网锚喷钢架初期支护，洞口段初期支护应尽早封闭成环减少洞口围岩变形量。
6、Ⅴ级围岩隧道防排水、二次衬砌均应根据量测要求及时施作；当围岩变形过大，初期支护力不足时，应及时反馈,以便及时加强初期支护，或修改二次衬砌设计参数及提前施作模筑砼。
7、在隧道施工过程中认真做好隧道监控量测技术工作，通过掌握围岩和支护动态，将监控量测结果反馈设计及施工中。
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三、隧道施工方法
由于隧道全长为Ⅴ级围岩，决定采用 CD 法开挖，隧道开挖顺序为：中夹岩加固→开挖左侧导坑上断面→施工左侧导坑上断面初期支护（包括侧壁临时支护、拱墙初期支护及临时仰拱）→开挖左侧导坑下断面→施工左侧导坑下断面初期支护（包括侧壁临时支护、拱墙初期支护及仰拱初期支护）→开挖右侧导坑上断面→施工右侧导坑上断面初期支护（包括侧壁临时支护、拱墙初期支护及临时仰拱）→开挖右侧导坑下断面→施工施工右侧导坑下断面初期支护（包括侧壁临时支护、拱墙初期支护及仰拱初期支护）→拆除中隔壁临时支护→分步施工防排水系统和仰拱、边墙、拱部二次模注砼衬砌。
四、做好关键施工工艺质量控制
（一）做好超前施工辅助措施
由于本隧道围岩地质总体较差，隧道全长均为Ⅴ级围岩，特别是洞口段覆盖土层较薄，局部有断层及裂隙存在。为了保证隧道能够安全进洞，在隧道开挖之前，首先对围岩进行了长管棚超前支护。长管棚采用Φ108mm无缝钢花管，环向间距为0.5m，外插角1~3°，大管棚全长40m。
在施工导向墙时，首先测量放样要准确。其次导向管的方向定位要符合要求，它影响到大管棚的成孔质量。在导向墙（套拱）施工完成后，砼强度达到设计强度75%时，方可用潜孔钻机钻进行长管棚钻孔。由于大管棚长度较长，要保证成孔外插角符合要求，孔钻施工难度相当大。长管棚施工过程中采用测量仪器及时精确测定孔位及方向，保证成孔的外插角符合要求。每钻完一孔经检验合格后，应及时用潜孔钻进行顶管，这样可以避免塌孔造成无法顶进。管内采用水泥注浆，水泥浆水灰比0.5：1。大管棚的注浆压力为 0.7Mpa～1.5Mpa，达到压力时持续 15 分钟即可终止注浆。
在隧道Ⅴ级围岩其余地段施工辅助措施采用了注浆小导管对围岩进行超前支护，小导管采用Φ50mm×5mm钢管，长度5.0m，环向间距为0.5m，外插角15°，纵向搭接长度不小于为1.0 m。浆液为水泥浆，水灰比0.5：1，小导管的注浆压力为 0.5Mpa～1.0Mpa，达到压力时应持续 15 分钟方可终止注浆。在超前支护中关键施工工序为管棚方向控制及注浆质量。
（二）做好中夹岩体加固
秋竹隧道左右洞室最水净间距仅有6.48m，围岩均为Ⅴ级，较为破碎。为了保证中夹岩体的坚固及永久稳定，超前小导管注浆质量尤为重要。隧道开挖前，采用了超前小导管注浆加固措施。小导管采用Φ50mm×5mm钢管，长度5.0m，环向间距为0.5m，纵向间距为1.0 m。小导管沿中隔墙面成45°角水平打入。浆液为水泥浆，水灰比0.5：1。小导管的注浆压力为 0.5Mpa～1.0Mpa，达到压力时应持续 15 分钟方可终止注浆。
施打小导管过程中，严格控制施工质量，小导管长度、钻孔的深度、孔位孔径必须符合设计及规范要求，否则不得进行下道工序施工。
小导管注浆施工前，须进行注浆试验，检查中夹岩体注浆效果是否达到要求，否则调整注浆参数，直到注浆效果符合要求。
（三）做好施工监控量测
秋竹隧道是按新奥法原理进行设计，应严格按新奥法原理组织施工。尤其对于小间距隧道，左右洞身的开挖对围岩干扰非常大，所以必须加强对围岩的监控量测工作，用量测信息指导施工，及时反馈信息以修正设计和采取应急措施。施工过程中的进行洞外观测，地表下沉量测，拱顶下沉量测，净空收敛量测、锚杆抗拔力、每一施工循环工作面地质描述。根据量测数据及时进行整理分析，并及时预报变位状况，以便修改设计，或制定加强措施，防止坍塌。保证了隧道的施工安全。
五、施工注意事项
1、地质超前预报是做好动态设计、动态施工的重要环节。施工时应根据设计图纸和现场具体情况的要求做好地质超前预报工作，并及时反馈预报结果，以便修改支护参数或开挖方式，确保施工和营运的安全。
2、小导管及中空注浆锚杆的注浆压力为 0.5Mpa～1.0Mpa，达到压力时持续 15 分钟即可终止注浆。大管棚的注浆压力为 0.7Mpa～1.5Mpa，达到压力时持续 15 分钟即可终止注浆。
3、Ⅴ级围岩一次开挖进尺不宜大于钢拱架或锚杆纵向间距的 1.5 倍。中隔壁支撑应在浇筑二衬混凝土时拆除，各级围岩爆破开挖后应及时施作初喷砼，封闭围岩外露面，初喷厚度不得小于 4 厘米，并紧跟掌子面，围岩在初喷后应立即安装钢拱架、钢筋网、锚杆等，钢拱架与围岩之间的间隙应及时用契形块顶紧（契形块环向间距不大于 0.8 米），紧接着砼喷至设计的初支厚度。
六、结束语
秋竹隧道作为小间距隧道，围岩条件差，施工工艺较复杂，隧道左右洞容易相互干扰，施工难度大。但通过科学精心组织施工，最终取得了安全贯通并一次性通过交工验收。技术总结上主要做好以下几点工作：
1、首先确定合理可行的施工方案。如确定后行洞开挖应距先行洞初期支护封闭成环位置最小距离控制距离及中隔墙的加固方案等，只有这样才能大大降低了左右洞室开挖对围岩的相互扰动的影响。
2、其次认真做好隧道的监控量测工作。监控量测在小间距隧道中起着至关重要的作用，只有通过监控量测反馈的信息，才能确定隧道施工方案的可行性，从而更好的指导隧道的施工。
3、做好施工中关键工序质量控制。小间距隧道的关键工序为超前支护、中夹岩加固质量等。只有控制好关键工序施工质量，才能保证隧道施工的质量及安全。
论文作者:曹锦廷
论文发表刊物:《低碳地产》2016年9月第17期
论文发表时间:2016/11/9
标签：隧道论文; 围岩论文; 间距论文; 导管论文; 注浆论文; 初期论文; 导坑论文; 《低碳地产》2016年9月第17期论文;