大跨度风积隧道综合施工技术.doc

大跨度风积砂隧道综合施工技术 张志伟 【内容提要】 经棚隧道是国道306线经（棚）陈（营子）段控制工程，其围岩属于Ⅰ类。开挖断面处于松散风积砂丘中，砂丘主要为粉细砂、稍湿，粘土含量极少，洞身开挖跨度大。本文详细介绍了具体的施工过程，包括隧道开挖方式、支护手段、大管棚注浆等，旨在对以后同类型工程提供一点参考。 【关 键 词】 风积砂隧道 大管棚 双侧壁导坑 施工技术 1.前言 随着我国公路建设事业的高速发展，特殊地质隧道的采用越来越广泛，研究总结特殊地质隧道的施工技术无疑具有十分重要的现实意义。而对于砂质隧道的施工技术研究仍在探索之中，相应的施工技术和方法还不够完善，尤其不良地质地段施工，正处于经验积累阶段中，还没有成型的系统的可供运用的施工模式。我处在经棚隧道风积砂软弱围岩地质施工中采用加强超前支护、进洞挂网喷浆预加固、大管棚先行注浆、双侧壁导坑钢插板支护、缩小开挖断面、短挖短支、全断面格栅喷射砼初期支护、先墙后拱分部进行二次衬砌等项技术，在围岩松散软弱的不利地形地质条件下，顺利贯通隧道，实现安全生产，按期完成任务。现将该隧道施工的具体情况介绍于下。 2.工程概况 经棚隧道位于内蒙古自治区赤峰市克什克腾旗经棚东侧，是国道306线控制工程，也是呼海大通道进入经棚的要道。隧道进口里程K515+940,出口里程K516+230,全长290m，进口段设有60米的明洞接长段，出口设有20米的明洞接长段。隧道开挖净空宽×高为12.38m×9.31m。地质情况 ：中低山区，册势险要，多悬崖峭壁，地形起伏较大。隧道洞身处在风积砂丘中，坡面植被稀少，多为荆棘植物或蒿草，最大埋深约34m；隧道通过地区上层为第四系上更新统（Q3）地层，下部为燕山中期花岗岩，由进口向出口依次为粉砂层、细砂层、中砂层、局部见基岩风化壳出露。本地区属温带大陆性季风气候区，年平均气温0～7度,一月份最冷，七、八月份最热，日温差大，多晴朗天气，属季节性冰冻地区，年平均降雨量300～538毫米,雨季为7～8月。 3.施工平面布置 通过对该隧道现场实际情况的考察及设计资料的分析，隧道进口为粉砂地层，进洞困难，因此在隧道出口设一施工场地，布置施工便道、空压机站、水池、沉淀池、拌合站、材料库、宿舍及火工品库等临时施工设施，从出口单向掘进。 4.施工顺序 出口明洞开挖→出口明洞衬砌→暗洞双侧壁导坑开挖、边墙衬砌→拱部开挖、衬砌→中部开挖、仰拱衬砌→进口段明洞开挖、衬砌→进出口洞门→洞内路面及附属工程 5.主要施工方法及工艺 5.1明洞段施工 明洞施工前先作好截、排水沟，避开雨季。明洞段施工中，先清除地表松散的粉砂层，临时边坡按1：1.5施工，下部中密砂层临时边坡按1:1施工，开挖完成后，立即施工做明洞钢筋砼结构，开挖过程中，注意边坡开挖面变化，发现不稳定迹象及时处理。 5.1.1开挖 5.1.1.1按设计要求放出隧道中线、边坡开挖桩位，自上而下开挖。 5.1.1.2隧道进口段明洞部分为粉砂，采用挖掘机挖装，自卸车运输，出口段明洞表层为粉砂，下部为中砂及强风化的花岗岩，粉砂层及中砂层采用挖掘机挖装，花岗岩采用推土机、风镐、爆破法施工。 5.1.1.3开挖至边坡部位时，辅以平地机配合，做到不超挖，不破坏地层稳定。 5.1.1.4发现边坡地层不稳定时，立即停止开挖，采取压浆方式稳定地层。 5.1.2结构砼施工 明洞开挖完成后，立即施工结构砼。 5.1.2.1采用自制衬砌台车每8.4m一段衬砌结构砼。 5.1.2.2钢筋在施工现场加工，由人工搬运并组装绑扎。 5.1.2.3砼在拌和站集中拌和，车送入洞，人工入模，插入式振捣器振捣。 5.1.3回填 明洞衬砌完成后，立即施工作防水层，横向铺设防水板，搭接良好，接缝用胶水粘贴严实。然后进行人工回填，在墙背（拱背）两侧同时对称分层回填，每层厚度不大于30cm，两侧回填土面高差不大于50cm，以防止产生偏压；墙底按设计高度填长碎石并夯实，夯实设备选用0.6T的小型振动夯实机，回填至拱顶齐平后，立即分层满铺填筑至要求高度，按要求做好粘土隔水层。施工时注意保证隔水层与边、仰坡搭接良好，封闭紧密，防止地表水下渗影响回填体的稳定。 5.2暗洞段施工 暗洞施工采用双侧壁导坑法，施工顺序如下图所示。 双侧壁导坑法施工示意图 本隧道设计全部为Ⅰ类围岩，但实际上在出口处底端有一小部分为强风化花岗岩，故该施工应用人工开挖，实际施工中人工开挖有困难时，就采用爆破法开挖，施工原则为弱爆破、短进尺、强支护。 5.2.1进洞方法 明洞开挖完成后，按设计仰坡放样并施工仰坡，然后在仰坡设5cm厚网喷混凝土加锚杆防护层，锚杆长度5m，间距2m，梅花形布置。为保证暗洞进洞，暗挖进洞面处采用加密大管棚超前支护，大管棚环向间距每米5根，施做范围至侧壁导坑顶部，大管棚为φ108热