山區(qū)高速公路小間距隧道施工技術(shù)初探

山區(qū)高速公路小間距隧道施工技術(shù)初探摘要：以湖北宜巴高速公路花櫟包隧道為例，分析山區(qū)高速公路小間距隧道施工的技術(shù)難點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn)，總結(jié)小間距隧道的施工方法、工藝和施工技術(shù)措施，從而確保施工安全和隧道在運(yùn)營階段的結(jié)構(gòu)安全。山區(qū)高速公路在上、下行隧道受地形限制、使得兩相鄰隧道的最小間距不能滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求時(shí)，多設(shè)計(jì)為單線雙洞連拱隧道。由于連拱隧道的工程造價(jià)、施工難度、施工周期、病害及隱患等均比雙線雙洞隧道大得多，因而，在工程實(shí)踐中衍生出一種新的結(jié)構(gòu)形式——小間距隧道?；蛋淼牢挥诤币税透咚俟钒蜄|縣境內(nèi)，左線起止樁號為ZK157+675～ZK158+365，長690m；右線起止樁號為YK157+680～YK158+370，長690m。隧道最大埋深約170m。隧道左右線間距約25m，其中進(jìn)口約18.5m，出口約28m。隧道左右線縱坡均為-2.1%的單向坡（沿路線前進(jìn)方向上坡為正）。本隧道進(jìn)口設(shè)計(jì)有28m的Ⅴ級圍巖小間距段及20m的Ⅵ級圍巖小間距段。根據(jù)小間距隧道施工工程實(shí)踐，小間距隧道施工必須妥善解決以下技術(shù)難點(diǎn)：(1)先掘隧道對后掘隧道的偏壓影響；(2)后掘隧道對先掘隧道的擾動影響；(3)兩隧道中間T型土體在兩次開挖擾動情況下的穩(wěn)定；

(4)兩條隧道先后開挖引起的地面沉降等圍巖變形控制；

根據(jù)小間距隧道的圍巖變形特點(diǎn)和技術(shù)難點(diǎn)，設(shè)計(jì)、施工中必須盡可能減少對圍巖的擾動，特別是對中間巖體的擾動。同時(shí)，支護(hù)強(qiáng)度和剛度要大，支護(hù)結(jié)構(gòu)的整體性要強(qiáng)，以限制圍巖變形，保持圍巖自身強(qiáng)度和承載力，促使圍巖一支護(hù)系統(tǒng)及時(shí)達(dá)到長期穩(wěn)定。而且，要減少和控制先掘和后掘隧道開挖時(shí)的相互影響。總體目標(biāo)是，合理利用圍巖自承能力，保證圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)共同作用。

因此，小間距隧道施工中，采用單一的、單方面的或局部的方法、措施難以達(dá)到上述目標(biāo)和要求。而應(yīng)在施工方法、施工工藝、支護(hù)形式與參數(shù)、特殊施工方法的應(yīng)用等方面采用綜合性技術(shù)、措施，其要點(diǎn)如下：

(1)施工方法主要采用臺階法、單側(cè)壁導(dǎo)坑法或兩者組合，并控制循環(huán)進(jìn)尺；(2)控制和減小開挖對圍巖的擾動；

(3)左、右線隧道開挖面錯開一定距離；

(4)提高支護(hù)的強(qiáng)度、剛度和整體性，控制圍巖變形；

(5)兩隧道前方土體和兩隧道間T型土體預(yù)加固；

(6)加強(qiáng)先掘隧道支護(hù)，及時(shí)施做先掘隧道的二次襯砌，促使圍巖一支護(hù)系統(tǒng)及時(shí)達(dá)到長期穩(wěn)定；

(7)及時(shí)施做仰拱，形成封閉支護(hù)結(jié)構(gòu)；

(8)監(jiān)控量測，信息化施工。本隧道在進(jìn)洞施工中除嚴(yán)格遵循“管超前、嚴(yán)注漿、弱爆破、短進(jìn)尺、強(qiáng)支護(hù)、快封閉、勤量測”方針外，結(jié)合本隧道特點(diǎn)，合理安排兩洞施工工序，減少兩洞之間的相互干擾?，F(xiàn)將具體施工步驟介紹如下：1、洞口段超前支護(hù)為防止隧道開挖塌方和仰坡變形，在隧道進(jìn)口淺埋段施工采用注漿長管棚超前支護(hù)進(jìn)行加固。管棚入土深度結(jié)合地形、地質(zhì)情況確定。管棚鋼管均采用Ф108×6mm熱軋無縫鋼管，環(huán)向間距50cm，接頭用長15cm的絲扣直接對口連接。當(dāng)長管棚已深入微風(fēng)化巖層時(shí)可以適當(dāng)縮短長管棚長度。鋼管設(shè)置于襯砌拱部，平行路面中線布置。要求鋼管偏離設(shè)計(jì)位置的施工誤差不大于20cm，沿隧道縱向同一橫斷面內(nèi)接頭數(shù)不大于50%，相鄰鋼管接頭數(shù)至少須錯開1.0m。為增強(qiáng)鋼管的剛度，注漿完成后管內(nèi)以30號水泥漿填充。為了保證鉆孔方向，在明洞襯砌外設(shè)60cm厚C25鋼架砼套拱，套拱縱向長2.0m?？紤]鉆進(jìn)中的下垂，鉆孔方向應(yīng)較鋼管設(shè)計(jì)方向上偏1度。鉆孔位置，方向均應(yīng)采用測量儀器測定，在鉆進(jìn)過程中也必須用測斜儀測定鋼管偏斜度，發(fā)現(xiàn)偏斜有可能超限，應(yīng)及時(shí)糾正，以免影響開挖和支護(hù)。2、雙洞洞身開挖及施工順序根據(jù)現(xiàn)場施工條件和施工組織，花櫟包隧道從進(jìn)口端單向掘進(jìn)施工，按掘進(jìn)方向左洞先于右洞施工。為減少兩洞之間的相互干擾，左洞開挖斷面超前右洞25m以上。小間距隧道鉆爆施工質(zhì)量直接關(guān)系到隧道施工的成敗，因此，對鉆爆施工進(jìn)行了嚴(yán)格的監(jiān)測和控制，具體在施工過程中的實(shí)施委托專業(yè)監(jiān)控量測單位執(zhí)行。對于小間距隧道先行左洞開挖的襯砌處震動速度控制在15cm/s以內(nèi)，后行右洞襯砌處震動速度應(yīng)控制在10cm/s以內(nèi)。以上結(jié)果，根據(jù)施工現(xiàn)場震動測試結(jié)果進(jìn)一步調(diào)整。為避免爆破震動波的疊加，必須采用微差控制爆破，各段起爆時(shí)間應(yīng)根據(jù)震動測試確定，或按經(jīng)驗(yàn)以大于200ms為宜。2.1、Ⅴ級圍巖小間距段開挖施工順序差Ⅴ坡級圍巖地段原艘則上采用人工偵開挖，若需要嬸爆破采用控制張爆破。費(fèi)右紛線隧道元左耐側(cè)（后期開挖如洞室的內(nèi)側(cè)）刑如果需要爆破糾開挖，則要求萄采用預(yù)裂爆破嚴(yán)。爆破震動速壤度不大于傍20m/s溪。開挖每循環(huán)肉進(jìn)尺控制在常0.5下～古0.6始米。左洞采用盾短臺階留核心榴土法開挖，右濟(jì)洞采用中隔墻刃法開挖。如果初下半斷面僅需嘗人工開挖，則府二次襯砌距離河下半斷面開挖虛面不大于蕉15排米，如果下半認(rèn)斷面需要爆破廁開挖，則二次攔襯砌距離下半崇斷面開挖面保執(zhí)持在鋼20蜜～饞30挽米。在施作二塔次襯砌前注意式防水板及排水眨管的鋪設(shè)。離圖珠1-1宅妻Ⅴ元級圍巖小間距斃段施工工序立駛面示意圖番圖逃1-2構(gòu)筍Ⅴ怠級圍巖小間距漂段施工工序平歪面示意圖志主要施工工序杯如下：否件⑴版開挖左洞上半嫩斷面。采用弧鬼形導(dǎo)坑法，導(dǎo)糞洞超前珠5圖～孕10取米，超前支護(hù)新應(yīng)先期施作；葬⑵敏施作左洞拱部液初期支護(hù)；誤⑶市交錯開挖左洞舉下半斷面的兩突側(cè)；姥⑷機(jī)施作左洞兩側(cè)禮邊墻初期支護(hù)捆；翅⑸細(xì)開挖左洞核心脆土體及仰拱；亞⑹桃施作左洞仰拱絞初期支護(hù)及二產(chǎn)次襯砌、仰拱蘇回填；漿⑺品開挖右洞內(nèi)側(cè)洋上導(dǎo)坑，如果遵需要爆破應(yīng)采紡用預(yù)裂爆破，拜超前支護(hù)應(yīng)先度期施作；聞⑻塔施作右洞內(nèi)側(cè)碌上導(dǎo)坑初期支休護(hù)與側(cè)導(dǎo)坑初擾期支護(hù)；弓⑼件開挖右洞內(nèi)側(cè)漁下導(dǎo)坑，如果意需要爆破應(yīng)采淺用預(yù)裂爆破，集超前支護(hù)應(yīng)先淺期施作；協(xié)⑽員施作右洞內(nèi)側(cè)黎下導(dǎo)坑初期支麗護(hù)與側(cè)導(dǎo)坑初卡期支護(hù)；役⑾誼開挖右洞外側(cè)壽上導(dǎo)坑；念⑿夸施作右洞外側(cè)類上導(dǎo)坑初期支源護(hù)；筋⒀酷開挖右洞外側(cè)坐下導(dǎo)坑；惕⒁駝施作右洞外側(cè)展下導(dǎo)坑初期支搞護(hù)；遙⒂辟施作右洞仰拱雙二次襯砌、仰旱拱回填；棗⒃啦施作右洞室的周二次襯砌。貼2.2梅、廳Ⅳ筐級圍巖小間距嗎段開挖鉗施工順序鄙開挖每循環(huán)進(jìn)胡尺控制在音0.5鴨～暫0.6冠米。左右洞均鹽采用短臺階留頃核心土法開挖肌，保證左右洞瞞施工距離應(yīng)錯需開顫25m歪以上。如果下康半斷面僅需人箭工開挖，則二礎(chǔ)次襯砌距離下峰半斷面開挖面促不大于咬15夫米，如果下半探斷面需要爆破章開挖，則二次址襯砌距離下半碰斷面開挖面保續(xù)持在決20堅(jiān)～壘30腿米。在施作二胞次襯砌前注意誘防水板及排水鄉(xiāng)管的鋪設(shè)。遞主要施工工序焰如下：緞⑴僑開挖左洞上半燥斷面。采用弧崗形導(dǎo)坑法，導(dǎo)練洞超前譯5鍬～泳10偏米，超前支護(hù)凱應(yīng)先期施作；知⑵歡施作左洞拱部眾初期支護(hù)；綁⑶工交錯開挖左洞謙下半斷面的兩殼側(cè)；選⑷李施作左洞兩側(cè)災(zāi)邊墻初期支護(hù)瑞；槍⑸轎開挖左洞核心主土體及仰拱；傷⑹狗施作左洞仰拱副初期支護(hù)及二繁次襯砌、仰拱語回填；諸⑺課開挖右洞上半盡斷面。采用弧葡形導(dǎo)坑法，導(dǎo)式洞超前版5搞～賴10緒米，超前支護(hù)態(tài)應(yīng)先期施作；萬⑻遠(yuǎn)施作右洞拱部阿初期支護(hù)；早⑼虧交錯開挖右洞穴下半斷面的兩扁側(cè)；緊⑽撐施作右洞兩側(cè)拍邊墻初期支護(hù)纖；莫⑾罷開挖右洞核心躺土體及仰拱；右⑿共施作右洞仰拱伴初期支護(hù)及二伏次襯砌、仰拱緊回填。失圖友2-1羨獻(xiàn)Ⅳ廊級圍留小間距縱段施工工序立徑面示意圖江圖腿2-鋒2打頭Ⅳ攀級圍留小間距頃段施工工序平妨面示意圖紗為確保開挖過預(yù)程中圍巖的穩(wěn)該定，減少由于溫隧道間距小導(dǎo)啊致圍巖變形掠，怪Ⅴ串級辜和仗Ⅳ井級圍巖地段膏在開挖內(nèi)側(cè)分兼別采徹用寶D2易5首中空注漿錨桿糕和旋Ф病2距2陶砂漿錨桿捐進(jìn)行加固唇；襯D2丙5輩中空注漿鑼錨赤L=600c扶m景，縱環(huán)向間梯距女6彎0莊（縱輪）趕×12尚0溝（環(huán)），梅花老形布置涉。塘Ф址2估2燦砂漿錨偉桿采L=600c耕m擠，縱環(huán)向間的距棵10育0柜（縱缸）盈×12貼0扎（環(huán)），梅花燥形布置。3、監(jiān)控量測恩3.唐1是、監(jiān)控量測項(xiàng)仆目驅(qū)根據(jù)本隧道的膚實(shí)際情況，在義施工過程中必嗎須進(jìn)行的監(jiān)控憲量測項(xiàng)目有：掠洞口淺埋地段梅地表下沉觀測著、洞室周邊位紙移變形監(jiān)控量攪測、班鋼支撐、錨桿延應(yīng)力及裂縫觀損測。境3.辣2拒、監(jiān)控量測數(shù)就據(jù)的處理丟本隧道成立以謝項(xiàng)目總工為組課長，測量隊(duì)長鳥為副組長的監(jiān)許控量測小組。尖量測小組每天糧整理量測數(shù)據(jù)摩資料繪肺制負(fù)“郊位淹移形—口時(shí)社間尿”鬧曲線，送至總務(wù)工師審閱和決否策。沫當(dāng)招“設(shè)位析移香—緣時(shí)階間暴”欣曲線趨于平緩犯時(shí)，通過數(shù)據(jù)行處理或回歸分袖析，推算最終凱位移和位移變煤化規(guī)律；當(dāng)位傘移急劇增長時(shí)格，表明圍巖和點(diǎn)支護(hù)已處于不它穩(wěn)定狀態(tài)，必殃須停止開挖，懂對危險(xiǎn)地段要練加強(qiáng)支護(hù)，密略切監(jiān)視圍巖動通態(tài)，采取補(bǔ)救另措施妥善處理零。痰通過量測數(shù)據(jù)洞的分析處理，詢可以判斷圍巖只和支護(hù)系統(tǒng)是之否穩(wěn)定，掌握愚圍巖穩(wěn)定性變饅化規(guī)律，提出溝改進(jìn)支護(hù)、襯登砌設(shè)計(jì)的參數(shù)咳和施工方法，慶確定二次襯砌殖和仰拱的施做姜時(shí)間。4、結(jié)語棒花櫟包隧道秒進(jìn)洞小間距遵段丟施工僻，按照以上施耽工方案和施工旬工序確保了進(jìn)鋤洞施工安全及巧隧道的結(jié)構(gòu)安雹全。分析該隧農(nóng)道施工的成功阿經(jīng)驗(yàn)，可以得輪出以下結(jié)論：而（圖1丸）院小間距隧道施值工的重點(diǎn)是工允序控制。通過借正確安排雙洞幅的開挖、支護(hù)升的間隔和順序秋，饞有效控制兩隧慘道之間由于凈口距較小引起的筐圍巖變形，保咬證隧道結(jié)構(gòu)安厭全。禁（瓦2抵）櫻小間距隧道施原工的難點(diǎn)是爆倚破作業(yè)。必須香采用預(yù)裂爆破站和控制爆破技雕術(shù)，減少爆破害震動對隧道結(jié)設(shè)構(gòu)的影響。誤（擺3升）轎由于該類型隧茄道圍巖自穩(wěn)性千及支護(hù)結(jié)構(gòu)的予受力較一般隧揮道復(fù)雜，對于喬中撲間鞭“壇T漿”絕型巖柱必須采熱取特殊措施進(jìn)剝行加固。沒（攝4燥）竿加強(qiáng)監(jiān)控量測插工作，根據(jù)量拾測結(jié)果及時(shí)施鋒做二次襯砌和最仰拱。饒以保證初期支崗護(hù)安全，發(fā)揮壓二次襯砌的承掘載能力。扒（姿5術(shù)）街在地形條件受群制約、地質(zhì)條本件良好時(shí)，小效間距雙洞隧道哭是一種較好的乳隧道結(jié)構(gòu)形式幸。其施工難度燈、工期和造價(jià)石略高于普通雙酸線雙洞隧道，蒜但貼明顯低于單線途雙洞連拱隧道瑞。同時(shí)，可以壁采用進(jìn)出口間連距較小，進(jìn)洞砌后逐漸加大間腔距膝