软弱岩层小净距公路隧道cd法感贯通施工方法.docVIP

15 - 软弱岩层小净距公路隧道贯通段施工工法 北京市公路桥梁建设集团有限公司 王义海、谷文元、胡建华、樊宇 1.前言 在采用双向对打隧道的施工中，特别是软弱岩层、浅埋偏压段，围岩整体强度低、自稳能力差，隧道贯通时最后一次爆破施工，炮量变大，炸落的围岩体量也较大，并且整个贯通段支护材料强度尚处在上升阶段，常常容易引起隧道贯通段塌方，给施工带来了极大的安全隐患。 目前，国内隧道常采用台阶法进行贯通段施工，进行上台阶贯通时，贯通面积较大，在遇到软弱岩层时，存在很大的塌方风险。 我公司在承建108国道（南村-石门营段）改建工程的南村隧道时，隧道内遇软弱围岩，自稳能力极低，掌子面存在劣质煤线，岩体易滑塌，偏压明显，而且该双线隧道净距较小，左右洞施工相互影响较大， 如采用传统台阶法施工易引起两侧隧道同时发生塌方，公司根据现场情况，在30m过渡段两侧采用四台阶CD法对称进行隧道施工，剩余15m时单侧开挖，对CD法进行改造，加强，并最终安全、顺利完成了南村隧道A、B线贯通段施工，同时，还应用于苛萝坨隧道的贯通施工，均受到了业主单位的认可。 2.工法特点 2.1贯通段30m内采用四台阶CD法施工，提高了施工安全性，尤其针对软弱岩层、小净距公路隧道，将大断面开挖，分解为小断面，减少了开挖跨度，提高了裸露围岩的支护施做时间，大大降低了塌方发生的风险。 2.2贯通段15m内，采用四台阶CD法单方向施工，1部底部增设临时钢支撑，并喷混硬化，使I部初期支护封闭，提高支护整体承载力。 2.3最后一次爆破的贯通体上方，从隧道两侧打设超前注浆小导管，形成交叉棚架，一能通过注浆改善贯通体上方的围岩性质，提高自稳性；二能起到棚架作用，防止落石及小范围松散体滑落；三能阻隔爆破振动，较小对贯通体上方围岩的扰动作用。四能弥补隧洞导洞贯通后气温骤降导致的隧道初期支护强度上升慢的缺陷。 2.4 初期支护型钢拱架拱脚采用扩大拱脚的方式，增大拱架落地面积，有效的控制了拱顶沉降变形。 2.5 采用超前探孔，明确贯通体实际厚度，进行爆破设计，采用精确的爆破控制，到达爆破的最佳效果。 3.适用范围 本工法适用于围岩极差、跨度大、浅埋、小净距双线隧道，特别是开挖后自稳性差、土质、有地下水围岩的公路隧道贯通施工。 4.工艺原理 4.1贯通段剩余30m时，进出口两侧同时采用四台阶CD法，两侧对称开挖，以保证贯通时临时中隔壁顺接。 先开挖隧道一侧，施做径向锚杆、超前注浆小导管、锁脚锚管，以及临时中隔壁，然后施做另一侧。鉴于隧道围岩较差，将整个断面分为四台阶、8块，先进行右侧1、2、3部开挖、支护，再进行左侧4、5、6部开挖、支护（隧道另一侧先开挖左侧），为保证拱架落脚处牢固、稳定，打设锁脚锚管，并将型钢拱架根部加工为扩大拱脚的形式，这样能有效的限制拱顶沉降变形。待上部三台阶完成后，拆除临时中隔壁，分左、右幅进行仰拱部位的开挖、支护。具体施工步骤如图4.1所示。 ① ② ③ ④ ⑤ 进出口形式对称，保证贯通时中隔壁顺接 图4.1 贯通段施工工序示意图 4.2贯通段剩余15m时，单向施工，并施做I部临时横撑，封闭I部初支，并抵御侧压引起的收敛。 1部（最先贯通的部位）增设I20型钢拱架临时横撑，喷混20cm，使1部初支拱架封闭成环，拱脚增设锁脚锚管，并完成注浆，如图4.2所示。 图4.2 1部增设横撑图 4.3贯通段采用超前小导管，在贯通体上方形成空间交叉的棚架作用，对贯通后围岩起支撑作用，如图4.3所示。 图4.3 超前小导管交叉棚架示意图 4.4本段型钢拱架上台阶拱脚，进行扩大拱脚处理，在型钢侧面焊接垫板，增加拱架接地面积，减小拱架沉降变形，如图4.4所示。 图4.4 型钢拱架扩大拱脚设计示意图 4.5对于贯通体，打设超前探孔，确定贯通体实际厚度，及围岩情况，根据贯通体实际体量及围岩情况，进行专项爆破设计，采用弱爆破技术进行爆破，如图4.5所示。 图4.5 贯通体超前探孔示意图 5.施工工艺流程及操作要点 5.1施工工艺流程 贯通段施工工艺流程见图5.1。 图5.1 贯通段施工工艺流程图 5.2操作要点 5.2.1施工准备 1.材料准备： 主要包括工字钢、径向锚杆、中空注浆小导管、喷射混凝土、钢筋网片、纵向连接筋等支护材料。 2.施工人员准备： 现场配备开挖爆破班4人，隧道出渣班5人，支护施做班4人，拱架安装班4人，喷射混凝土班3人。 3.机具、设备准备： 电动空压机、手持式浅孔钻机、电焊机、自卸车辆、挖掘机、湿式喷射机、发电机、注浆机等。 5.2.2超前注浆小导管施工 （1）超前小导管施工采用YT28型风动凿岩机按设计钻孔，小导管钻孔前，先进行孔位测量放样，孔位测量做到位置准确，钻孔严格按放样进行，避免造成串孔，影响注浆效果。孔位外插角度要符合设计要求为10～30°。 （2）超