明挖法在隧道洞口及其洞身施工中的应用

桥梁与隧道工程刀　ｇｅ＆ＴｕｎｎｅＩＥｎｇ＿ｎｅ　ｎｇ　明挖法在隧道洞口及其洞身施工中的应用　孙玉强　（河北路桥集团有限公司，河北石家庄０５００１　１）　摘要：基于某隧道的工程概况，分析了其隧道开挖施工方案，详细探讨了隧道洞口段施工技术和洞身开挖施工　技术，指出对于本隧道的洞门及明洞采用明挖顺做法施工，对于洞身Ｖ级、Ⅳ级、Ⅲ级围岩均采用台阶法开　挖，希望相关经验为类似工程提供借鉴。　关键词：隧道施工；明挖法；隧道开挖；洞身开挖　中图分类号：Ｕ４５５．４　文献标识码：Ｂ　文章编号：１６７３—８０９８（２０１５）０４－０２０５－０３　１工程概况　工，隧道施工开挖前每２５ｍ设置３个３０ｍ长中８９超　前钻孔，同时要求每个循环搭接不小于５ｍ，为了　确保爆破开挖的施工质量，还应当辅以加深炮眼　进行超前探测，同时针对本隧道工程中存在局部　软弱围岩段，在开挖该段前首先打设ｑｂ４２ｍｍ超前　某隧道起讫里程桩号为ＤＫ４＋８９７～ＤＫ７＋６３４，　全长２　７３７ｍ，设计行车速度为８０ｋｍ／ｈ，为普通货　物列车单线隧道。隧道进口采用台阶式洞门，出　口采用耳墙式洞门，洞内采用重型轨道碎石道　床，铺设新Ⅱ型轨枕（２．５ｍ）及５０ｋｇ／ｍ钢轨，轨　道结构高度７１７ｍｍ。隧道最大埋深约２４０ｍ，最小　埋深２０ｍ。全隧共设小避车洞６８个，大避车洞兼　小导管进行超前加强支护。　针对本工程隧道ＩＩＩ级围岩１　２２０ｍ，ＩＶ级围岩　１　３７０ｍ，Ｖ级围岩１４７ｍ，共分进口、出口两个Ｔ　电缆余长腔１８个，绝缘梯车洞５个，于ＤＫ５＋　７００～ＤＫ５＋７９０、ＤＫ７＋１００～ＤＫ７＋１９０段设置三跨　非绝缘下锚区段衬砌，于ＤＫ７＋５１６～ＤＫ７＋５４０段　区。对于本隧道的洞门及明洞采用明挖顺作法施　工。针对本隧道的洞身Ｖ级、Ⅳ级、Ⅲ级围岩均　采用台阶法开挖，按照喷锚构筑法施工，施工中　设单侧风机全封复合衬彻。　该隧道属侵蚀一剥蚀低山地貌，水平状岩层迭　岭地貌。进口地面坡度为２５。～３０。，局部有小陡　进行地质超前预报，大管棚、小导管注浆超前支　护，光面爆破技术，及时进行初期支护。　在实际实施过程中，本工程采取多功能钻孔　坎。洞身穿越被枝状沟谷切割的长条状、桌状山　梁，山顶平缓，地面横坡１０。～２０。，沟壁达４５。～　６０。，局部为陡崖，多村落及耕地，地表多为柏树　林及灌木荆藤。地面标高３００～４００ｍ，相对高差约　２４０ｍ。出口地势较平缓。年日平均气温１７．１℃，年　平均降雨量１　２００ｍｍ。进出口附近有村道相通，但　是交通条件较差。隧区位于西山向斜北西翼的单　斜构造中，岩层产状稳定，地层近水平状，岩层　台车钻孑Ｌ；采取光面爆破进行隧道的开挖爆破施　工。在开挖施工中若发现不良地质以及断层情　况，则结合施工现场情况，对其采取合适超前加　固处理，同时实施分步开挖，结合管棚钻机配合　施工。为了提高开挖施工中所采取的爆破质量，　本隧道重点控制好炮眼利用率，确保光面爆破施　工效果，同时尽可能地节约装药时间，重点针对　进尺确定、装药方法、炮眼布置以及爆破方法进　行完善，主要采取节能环保水压爆破以及机械装　药方式完善　３隧道洞口段施工技术　倾角一般为２￣－５。，局部为７。～９。，未见断层构造。　泥岩中节理发育，一般有两组，呈“ｘ”状，多为　闭合状，浅表有泥质充填。　２隧道开挖施工方案分析　本工程隧道洞口段工程主要包括洞口土石方　本隧道工程在进行开挖施工中根据“先探后　掘，缩短进尺，超前支护，及时封闭，加强量　开挖、边仰坡防护及洞口段衬砌、明洞、洞门、　明暗洞交接处的施工等。针对本隧道属侵蚀一剥蚀　低山地貌，水平状岩层迭岭地貌；同时结合隧道　测，加强通风、随时检测”的原则进行开挖施　收稿日期：孙玉强（１９８１一），男，河北定州人，工程师，从事公路工程施工工作。　交通建设与管理：２０５　刀　ｇｅ＆ＴｕｎｎｅｌＥｎ　ｅｅｒｌｎｇ桥梁与隧道工程　所处地区的水文特征，基于边坡开挖时的稳定性　４洞身开挖施工技术　考虑，本隧道明洞和洞口工程采取明挖法施工方　本工程隧道洞身开挖，针对Ⅲ、Ⅳ、Ｖ围岩　式。开挖时还即时对其采取边仰坡及岩面喷锚防　采用台阶法施工。开挖施工时首先开挖上半断　护。洞口段施工Ｔ艺流程如图１所示。　面，同时对其采取初期支护处理，然后再开挖下　半断面，再对其采取初期支护处理，最后进行仰　测量放线　拱混凝土及二次衬砌。下半断面施工２０～２５ｍ后施　＋　洞顶天沟及临时排水沟　作仰拱。根据围岩量测信息确定合理的衬砌时　间，衬砌后根据施工进度需要施作水沟电缆槽。　仰坡开挖　＋　上台阶支架式风钻钻孑Ｌ，光面爆破开挖。下台阶　坡面防护　钻孑Ｌ台车钻孔，人工装药，电雷管爆破，光面开　沿隧道周边施做管棚超前支护　挖爆破施工完毕后，初喷混凝土封闭围岩。待混　＋　凝土初凝后，按设计的支护参数施作中空注浆锚　架设钢支撑支护１．５ｍ　杆。锚杆安装完毕，在锚杆外端挂设钢筋网片，　按设计图纸方法开挖支护进洞　复喷混凝土达到设计厚度。开挖爆破后，采用挖　掘机配合装载机装碴，自卸汽车运输。台阶法施　洞Ｅｌ段衬砌　工工艺流程如图２～图４所示。　洞口墙挖基　基坑检查　洞门施工　洞门装饰　洞顶背后同填　坡面防护和排水　图２台阶法施工工艺流程图　’，　检查验收　图１　隧道洞口段施工工艺流程图　根据本隧道施工现场条件，进行洞口开挖施　工前，首先对相应的施工范围进行测量放样处　理。结合设计图纸要求，洞口段开挖采取分层　开挖方式，每层开挖高度控制为２ｍ。开挖过程　中实行边开挖边支护。针对进口线路左右侧边　坡及仰坡采用锚喷支护方式，对于出口边坡及　图３台阶法施工横断面　仰坡先网喷锚防护，洞口段衬砌完成后按设计　进行方形骨架护坡防护。在开挖施工过程中还　应当减小对植被的破坏。根据设计坡度要求采　取一次性整修到位，同时采取网喷锚杆方式加　固围岩破碎的部位。洞口场地采取推土机整平　压实；遇坚硬石质地层人工钻眼小炮爆破。洞　口段开挖将充分考虑洞内施工需要，合理布置　供风、供水、供电设施、材料存放及加工场　地、机械停放场地。　图４台阶法施工平面示意图　２０６；交通建设与管理　桥梁与隧道工程　ｒｉｄｇｅ＆ＴｕｎｎｅｌＥｎｇ＿ｎｅ　ｎｇ　４．１钻爆施工　计动态调整。同一级围岩经试爆取得的技术参　隧道钻爆作业必须严格按钻爆设计进行。当　地质情况出现变化时，爆破设计随围岩条件变化　作出调整。在爆破施工时应当禁止采取防爆型起　数，作为初步依据，每一循环爆破作业都要由　有经验的爆破工程师根据上一循环爆破效果和　本循环围岩特征进行适当调整，选择一组最佳　技术参数，以取得本循环理想的光爆效果，上　一爆器作为起爆电源，一个开挖工作面不得同时使　用两台或多台起爆器起爆。起爆器必须按规定检　循环是下一循环的预设计和试爆破。在光面　查，经试验，电流、电压符合要求后允许使用，　爆破前，根据钻爆设计图准确标出炮眼位置。　钻孔时按设计要求严格控制炮眼的间距、深度　和角度。掏槽眼的眼口间距和深度允许偏差　为＋５ｅｍ。周边眼的间距允许偏差为＋５ｃｍ，外插　并严禁将其带人爆破器材库。爆破网路和连线，　必须采用串联连线方式。线路所有连线接头应相　互扭紧，明线部分应包覆绝缘层并悬空；母线和　连线不得与轨道、金属管、钢丝绳等导体接触。　角符合钻爆设计要求，眼底不超出开挖断面轮　廓线１５ｅｍ。　５结语　母线与电缆、电线、信号线应分别挂在坑道的两　侧，若必须在同一侧时，母线必须挂在电缆下　方，并应保持０．３ｍ以上的间距；母线应采用具有　良好绝缘性和柔软性的铜芯电缆，并随用随挂，　严禁将其固定。母线的长度，必须大于规定的爆　破安全距离；必须采用绝缘母线单回路爆破，严　禁使用单线把轨道、金属管、水或大地等当回　路；严禁将瞬发电雷管与毫秒电雷管在同一串连　网路中使用。　４．２超欠挖控制措施　鉴于光面爆破实际施工时会由于较多因素而　出现质量问题。结合工程实践经验，其影响因素　主要包括围岩强度、整体性、节理、层理等地　质因素，现场围岩地质结构千变万化，要想取　本文结合某隧道工程施工实例，重点针对该　隧道的开挖施工展开探讨，总结出隧道明挖法施　工技术措施，积累了可行的施工经验，为同类工　程提供参考。　参考文献：　［１】古兰玉．双线铁路隧道明挖法边坡开挖与衬砌技术【Ｊ］　．国防交通工程与技术，２００８（２）：６７—６９．　［２］李国政，陈德荣．城市隧道明挖法围护结构施工要点　『Ｊ】．山西建筑，２０１１（６）：１６３—１６４．　［３］刘正根，张成云．明挖法地铁隧道箱涵平移施工方法　『Ｊ］．现代隧道技术，２０１３（３）：１６８—１７２．　得理想的光爆效果，爆破参数必须进行现场设　交通建设与管理：２０７