杨家村长隧道施工工艺初探

　　摘要：结合杨家村隧道工程实例，从工艺、措施、爆破等方面进行初步论述，并介绍施工中新技术、新材料、新工艺的应用情况，如运用新奥法原理施工等，同时就如何通过围岩隧道地段提供参考经验。
　　关键词：杨家村；长隧道；施工工艺
　　0引言
　　实际上,隧道施工上如何顺利通过断层并确保安全，一直是进一步研究的施工课题。本文结合工程实例，从工艺、措施、爆破等方面进行初步论述，运用新奥法原理施工，以喷射混凝土和锚杆及钢拱架作为主要初期支护手段，通过监测控制围岩的变形，充分发挥围岩自身的承载能力，为同类工程提供成功经验。
　　1工程概况
　　杨家村隧道为单洞对向行车公路隧道，起讫桩号为：K31+837～K33+433，长1596米；属长隧道。本隧道为曲线隧道。隧道进口（K31+837）路基设计高程为2722.23m，隧道出口（K33+433）路基设计高程为2725.58m，纵向坡度为双向坡，坡度为0.6%，-2.5%。
　　2主要新技术、新材料的应用
　　本隧道采用的新技术、新工艺、新材料主要有：
　　⑴隧道纵向盲沟采用HDPE单壁打孔波纹管代替原有的SH型软式透水管，提高了盲沟的强度和透水性。
　　⑵防水卷材，采用热风双焊缝无钉铺设工艺，保证了防水层的完整性又便于施工。
　　⑶采用带注浆管的遇水膨胀止水条，充分发挥缓膨胀止水条止水机理和方便安装的优点，并预备注浆积极补救的功能。
　　⑷采用双组份聚硫密封膏处理沉降缝的防水问题，解决沉降缝的渗漏水问题。
　　3水文及地质特征
　　3.1地形地貌
　　隧道地处横断山脉中段，由于喜山期掀升性线形隆起强烈，山脉、河流走向与区域构造线一致，地形起伏大，高中山峡谷地形。在老君山艾布楼、山神岭东，石钟山--麻栗箐间有火山分布，属构造、火山岩地貌区。
　　隧道全长1598m，走向约280°，入口山体坡度约35°，出口坡度50～55°。隧道进、出口地面高程2729.576m、2726.490m，中部最高点K32+700段地面高程2985.408m，设计路线高程2727.435m，隧道至地面最大高差257.973m。
　　3.2隧址区水文地质条件
　　地下水主要受地层岩性、构造控制。隧道区沉积有变质岩、碎屑岩及岩浆岩体，受断裂和河流侵蚀作用，形成陡峭的山岭，基岩风化层或被侵蚀冲刷，或上升为透水层，地下水的储存、运移和排泄，主要受构造裂隙控制。隧址区域内处K32+000段沟底见地下水出露，枯水季节水量约5L/s，主要出水点位于K32+000段隧道顶部右侧约80m，两侧见少量线形面状地下水出露。其余地段均未有地下水出露。
　　3.3各级围岩所占的比例
　　根据剑兰公路甸南至龙潭段《详细工程地质勘察报告》，杨家村隧道穿越主要围岩级别为Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ三种围岩，各级围岩所占比例如下表：
　　各级围岩所占隧道比例
　　围岩级别 Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ
　　长度(m)/百分比（%） / 300/18.80 906/56.77 390/24.43
　　
　　4主要施工工艺
　　4.1明洞
　　在明洞拉槽开挖前应结合路基情况事先做好排水工作，洞口环形截水沟应先期完成。当明洞结构基础一侧在基岩上，另一侧在土层上时，为防止不均匀沉降，土层区段的明洞基础、路基床均应挖至基岩面，且基岩面应挖成台阶形，再砌筑浆砌片石基础后，方可做明洞结构及路基基层。明洞应落在稳固基础上，如遇基础不稳，应进行处理，具体方法视实际情况确定，明洞基础承载力要求≥350KPa。
　　4.2暗洞
　　①隧道施工前必须根据本路段相关设计文件进行贯通测量，校核准确无误后，方可进行施工。
　　②隧道施工中应取样化验地下水，若与设计不符，应及时通知相应单位，以便处理；若围岩情况与设计不符，应及时通知业主、设计、监理单位，结合监控量测结果，及时调整支护参数，避免发生工程事故；按设计要求加强量测，及时反馈，以便修正设计，指导施工;应切实注意各种预留管件、托架、横穿管道等的施工,应保证不误留、不漏埋。
　　③现场监控量测是新奥法原理进行隧道设计和施工必不可少的手段。量测资料作为支护隐蔽工程的重要技术内容，应纳入竣工文件，作为隧道验收内容之一。
　　④喷射混凝土采用湿喷工艺，严禁采用干喷、潮喷代替。爆破后应立即喷射混凝土，尽快做好初期支护。喷射混凝土应施作在原始岩面上，严禁在喷射混凝土与原始岩面之间填筑其它材料，喷射砼的回弹物严禁重复利用，新喷射的砼应按规定洒水养护。
　　⑤隧道施工采用新奥法，不论采用何种分步开挖方式，每次开挖后隧道初期支护必须紧跟掌子面及时施作，控制围岩变形，最大限度地发挥围岩的自承能力；开挖和支护工序应自上而下，衬砌工序自下而上。有仰拱路段，应及时施作仰拱；在洞口加强段还应及早施作二衬，以封闭成环，提高洞身结构的承载力。
　　⑥在隧道土建结束后应进行建筑限界与内轮廓；密实度（二次衬砌内、二次衬砌与初期支护之间、初期支护与围岩之间、围岩内部空洞）；确保初期支护与二次衬砌强度，初期支护完成后，在施作二次衬砌之前应采用地质雷达检测初期支护与围岩壁是否存在空腔，如发现空腔现象应及时采取措施，以保证其密实性；初期支护工字钢、格栅钢架间距、二次衬砌内钢筋间距；衬砌渗水、衬砌背后积水、纵横盲沟是否畅通；衬砌裂缝六项检测，并将检测报告提交质检组检查备案。二次衬砌施作时必须先浇筑仰拱和矮边墙，然后立模进行拱部砼浇筑，矮边墙与拱墙模筑砼间的纵向施工缝宜位于电缆沟盖板以下。
　　⑦在片石混凝土浇筑时，片石的掺入量不应超过总体积的20%，片石应距模板5cm以上，片石间距应大于粗骨料的最大粒径，片石必须分层掺放，抛填均匀，捣固密实，禁止一次性倒入。
　　⑧爆破开挖时需预留够变形量，避免侵限。
　　4.3爆破施工技术
　　根据多年隧道施工经验，结合断层岩性特点，采取短进尺、密布周边眼、隔眼装药、小角度掏槽眼及预留中空眼的施工工艺，确保围岩稳定。
　　①加工起爆药包和起爆药卷应在爆破作业面附近安全地点进行，加工数量不应超过当班爆破作业需用量。加工起爆药包时，应用木质或竹质锥子，在炸药包(卷)中心扎一个雷管大小的孔，将雷管全部插入药包(卷)中，用细线或电雷管脚线将雷管和药包(卷)固紧。
　　②隧洞贯通掘进时，应有准确测量图，施工进度要填明，两工作面相距小于30m时，只准一个工作面向前掘进，另一个工作面应停止作业。导火索的长度应根据导火索的燃速、炮眼的深度、个数、躲炮的安全距离和点炮所需的时间来定，但导火索最短不得小于2．Om。
　　③处理盲炮的方法，采用向炮孔内冲压力水的方法，用水将炮孔内未爆的炸药慢慢冲出；或采用在盲炮旁边另打平行眼爆破时，与盲炮眼的平行距离不小于30cm，方位、深度与盲炮相同。
　　4.4喷锚支护施工技术
　　上导坑爆破完成后，拱部必然会有一部分碎碴落入下导坑，采用出碴机械的同时，人工清理上导坑周边，露出工字钢拱架位置。碎碴清理完成后，接下来工作就是：安放已经加工好的拱架、打系统锚杆、焊接连接筋、帮孔网片、喷射厚度大于25cm的混凝土。然后在最前方拱架外围钻小锚杆导管孔，管孔间隔宜为30cm，按实际情况确定锚杆数量，再注浆加固围岩。本工程的锚杆数量在28～32根之间。当上导坑首先掘进到5～7m时，再进行下导坑掘进与支护喷锚，如此交替施工，使上导坑提前4～6m，保证围岩稳定及作业安全。
　　4.5技术要点
　　运用新奥法原理施工，以喷射混凝土和锚杆及钢拱架作为主要初期支护手段，通过监测控制围岩的变形，充分发挥围岩自身的承载能力，遵循“少扰动、早喷锚、勤量测、紧封闭”的原则。少扰动，是在隧道开挖时，尽量减少对围岩的扰动次数、扰动强度、扰动范围和扰动持续时间，要求采用光面爆破技术、选择合理的作业循环进尺。早喷锚，是指开挖后，及时施作初期锚喷支护，使围岩的变形处于受控状态。勤量测，是指以直观、可靠的方法和量测数据来准确评价围岩的稳定状态，或判断其动态发展趋势，以便及时调整支护形式、开挖方法，确保施工安全。紧封闭，是指及时采取锚喷支护等措施，避免围岩因长时间暴露而致围岩强度降低失稳，同时，及时封闭围岩，可以阻止围岩变形，使支护和围岩进入良好的共同工作状态。
　　5结束语
　　通过预报、监测工作贯穿整个施工过程，并采用以上的施工技术措施，可以有效地防止坍塌，按期、安全、质量良好地顺利通过断层地段，其采用的施工技术是成功的。
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