浅谈小净距隧道施工方法.doc

1浅谈小净距隧道施工方法浅谈小净距隧道施工方法摘要：根据分离式独立双洞的福州国际机场高速公路鹤上隧道开挖宽度 16.92M，而两洞净距仅有 5.8M，山西省灵石县三双一级公路三湾口隧道中 岩桩体为 13.5 米，开挖宽度为 12 米以及大连地 2 号线一期工程开挖宽度为 6.31米，净距仅为 7.3 米的小净距隧道施工体会，将施工中方法加以总结，抛砖引玉，仅供参考关键词：小净距隧道 施工方法在当前公路、铁路施工中，由于地形地貌和地质条件的限制致使小净距隧道不断出现，特别是城市地铁的大量开工，使小净距隧道更是履见不鲜，所以施工中必须对其在理论和实践中认真研究总结提高小净距隧道是两个独立单洞向内侧开挖线向的最小净距（毛洞间距） ，小于设计规范要求的最小净距，详见表一：围岩级别IIIIIIIVVVI最小净距1.0B1.5B2.0B2.5B3.5B4.0B注：B 为开挖断面宽度我们在福州国际机场的鹤上隧道施工中由合理的安排了先行开挖断面与后行洞向的合理施工步距，也为国家节省了部分原材料在山西灵石的三湾口隧道施工中，因较好的安排左、右洞向的施工距离，使之能做到即节约资金又2能使施工安全得到保证，我们体会到，如果工序得当、方法 减少不必要的震动，以下数据可以视为安全的净距，见表二：围岩级别IIIIIIIVVVI最小净距0.25B0.3B0.5B0.75B0.75B1.0B注：B 为开挖断面宽度。

缩小隧道的净距一定要采取必要的措施，不可蛮干，我们认为合理的施工步距这是首要的，二是要有可靠的开挖方法，如首选机械或人工开挖；三是必要的加固措施；四是加强对围岩的监控量测，掌握好地质变化，本着“石变我变”的原则及时调整施工方案，才能保证施工生产的安全进行一、小净距隧道施工中要注意的主要问题：1.1 从表一、表二中显而易见的是围岩类别不同会影响隧道的最小净距，因此必须要注意围岩级别的区分，以确定施工方案，即要满足设计要求，又要实事求是的确定施工方案1.2 采用合理的施工开挖方法，确保其安全施工，例如盾构法施工就对净距要求可以不必过大，再如软弱围岩围岩地层中优先选用机械开挖或人工开挖，后采用短进尺弱爆破开挖最后考虑采用爆破开挖等1.3 选择合理的加固方式小净距隧道施工中要采取必3要的加固措施，例如锚杆加固超前小导管注浆，必要时采取双层小导管注浆，或在 地层中采取双层小导管双液注浆方案，对洞身进行加固，必要时可采用对穿或锚杆注浆，福州机场路鹤上隧道就取得较好效果1.4 施工中要注意隧道本身的埋置深度，埋置深的一般比较安全，如山西灵石的三湾口隧道洞身埋置除明洞外一般都在 70 米以上则比较安全，而福州机场路的鹤上隧道因埋置较浅仅有 11 米厚，加之又在 V 级围岩中，给安全生产造成了较大的困难。

1.5 认真的做好监控量测工作要做到地层变化（地表下沉） 、拱顶下沉以及围岩变化要心中有数，对初期支护要做到心中有底，特别是对变化速率的计算要准确无误，尤其注意对中夹岩柱体的监控量测，注意有无下沉变形开裂，对左、右洞之间的钢支撑尤其要加强监测，确保对安全施工发出准确信息二、施工前的准备工作结合鹤上隧道和三湾口隧道施工的实际情况，我们做了如下工作：2.1 确定总体施工方案鹤上隧道和三湾口隧道都是在认真审查图纸的基础上，采取由出口向进口掘进施工的方案有以下几个原因，首先，出口洞地段地质条件较好，进洞安全、便于施工第二，出口段的设计高程较进口低，4由下坡向上坡进行施工，利于排水、便于弃渣，经济效益好第三，出口段施工场地条件较好，便于安置施工设备，安排施工驻地不利方面是施工中排烟困难、初衬，二衬砼车，进洞后重车上坡总体比较，采取从出口段开始施工的方案利大于弊2.2 征用临时施工用地，修筑便道，确保施工机具、材料顺利进场，施工中尽量利用永久用地，做到永临结合2.3 建立临时变电站引入施工用电采用永久用电与临时用电相结合的永临结合方式，鹤上隧道出口段变压器容量为：1000 千伏安，进口段变压器容量为 400 千伏安，电力安全满足施工要求。

2.4 建立临时砼拌合站该隧道建立了两座砼临时拌合站，一座为两 750 公升强制式拌合站，配备自动计量装置，做为二衬砼的拌合站，另一座为一台 500 公升强制式拌合站，做初衬砼拌合站能满足施工要求，如果施工顺序能得到很好的协调，也可采用一座拌合站2.5 建立临时压风站为保证开挖掘进用高压风，建立了临时压风机站，鹤上隧道出口段采用了 6 台电动 20m3空压机，进口段采用二台 20m3电动空压机，风量充足压风站，有空气压缩机，并配储风缸，连接储风管，并有冷却用的循环水池为保证用风，铺设 1100 米高压风管，临时用风处设分风器喷射砼的接砼喷射机（分干喷与湿喷两5种，看设计要求再购置）并购置高压软管和喷枪头2.6 建立施工用水水池并铺设高压水临时生活用水管道，建立抽水站，施工时要根据供水长度，高度造成的水头损失，确定水池的高度和容量，鹤上隧道水池建在山顶，进出口水池标高分别为：85 和 78 米；水池容量为：30 立方为，铺设用管道约 2000 米，较好的保证了施工用水2.7 设立初衬钢支撑加工厂，设冷弯减速机，建立了20×40m 的加工厂一座，按 1：1 的比例加工初衬钢支撑，确保了钢支撑的加工。

2.8 建立施工临时用房电工值班室 30 m3，材料场地200 m3，炸药库 20 m3，粉煤灰库 150 m3，袋装水泥库 200 m3，洞口看守房 15×2，风枪修理房 25 m3平整料场，砂石料场 230 m3，机械停放场 300 m32.9 加工二衬台车两台，并配备了砼输送泵一台，反铲小松 200 挖掘机两台，侧翻式 50 型装载机两台，出渣用自卸式翻斗车（10T）8 台，砼喷射机（GSP-A 河南三门峡生产）13 台，双液注浆机（GZJB）四台，雅特 28 风枪 38 台，风镐 6 台，防水布焊接机 6 台，电焊机 6 台，砼搅拌输送车 3 台，高压泵 3 台，指挥、生活车 4 台三、开挖与初期支护掘进开挖隧道是施工的主导工序，该工序做的好与坏不仅直接影响隧道施工质量和工程进度的快与慢，也是保证 6经济效益的关键因此必须给予充分的重视，鹤上隧道在施工过程中有很多经验与教训值得总结，现将有关做法介绍如下：3.1V 级围岩的开挖与支护：基本上采取双侧壁导坑方案进行施工一般不用爆破法施工，具体做法是先施做左右洞超前小导管段，中夹岩分别超前加固，再进行左右洞内侧导洞开挖，三是左右洞内侧壁导洞分别做初期支护（架立工字钢支撑和喷射砼）及侧壁墙，四是左右洞分别做外侧的小导管并注浆，分别开挖外侧壁导洞，分别架立钢支撑和锚喷及侧壁墙。

五是左右洞分别施做各自的上断面导洞的超前小导洞，开挖各自的上孤形导坑，它是分别支立上半断面的初期支护， （架立钢支撑和锚喷） 六是分别开挖，左右洞的下半断面，联接洞外侧壁导坑的仰拱支撑，使整个导洞形成一个整体受力的壳体，此种方法施做，难度在于上半断面导坑开挖时安全度较小，开挖进尺一般不超过 1.0m，一般内外侧壁导坑施工步距为 5m 左右， 上半断面与外侧壁导坑步距一般为5-8m，不宜过大，否则会造成内侧壁导坑形成偏压，极不安全下半断面开挖一般控制在 10 米以内均可保证安全，但有一点这里的内外侧导坑的支立钢支撑需要引起充分注意，必须要保证在同一立面的施工难度较大，同时也会使初衬支护的受力受到较大影响，一般初支形成后，必须在7一个月内施做二衬砼，这样能确保施工安全具体见鹤上隧道 V 级围岩的开挖与支护顺序图：V 级围岩的开挖与支护顺序图级围岩的开挖与支护顺序图V 级围岩各工序施工步距图级围岩各工序施工步距图3.2 IV 级围岩开挖与支护采用上，下半断面内外侧导坑方案施工，优先选择机械开挖，遇岩石坚硬时用微震爆破，前提是在预支护超前小导管及注浆（含中夹岩）或超前锚护预支护并达到强度后施工，首先是左洞内侧上半断面超前小导管或超前锚杆施工再开挖左洞内侧导洞上断面，施做超前小导管或超前锚杆，开挖右洞外侧导洞上半断面，左洞外侧导洞上断面初期支护（架立钢支撑和锚喷）拆除上半断面中隔墙，使左洞内侧导洞下半断面，施做超前小导管或超前锚杆，开挖8左洞内侧导洞下半断面，左洞见侧导坑下半断面开挖，及中夹岩加固及初期支护（架立钢支撑和锚喷砼）仰供及架立钢支撑砼，整个衬砌成为一个封装的闭合环，右洞可以比照左洞的施工次序组织施工，内外侧上半断面可一次做，也可两次做，最好是一次形成半环尽早受力，因中隔墙的临时支撑受力不好，极不安全，最好一次施做。

下半断面因为要给前面的上半断面施工留出弃碴通道，只好分两施工，先后施工步距可留 5-8 米为宜3.3III 级围岩地质中的开挖与支护III 级围岩地质构造中，岩石比较坚硬，必须采取光面微震爆破，以确保开挖断面的准确无误，减少超欠挖现象的发生，一般应采取顺帮打眼（钻孔） 爆破的起爆顺序一般为掏槽炮眼（主要是给爆破创造凌空面）再是辅助炮眼，后是周边炮眼一般要掌握，掏槽炮眼比其他炮眼深 30-50厘米，周边眼要控制好间距，最好采用 Ф20mm 小药卷，必要时间隔空眼，以确保开挖断面的整齐开挖过程中，一般采取二步开挖或三步开挖，即先开挖上弧形导坑使之一次形成半拱，即形成拱部压力的半环，及时支立上弧导坑的初期支护按受力的要求，本可下部的下半断面同时开挖，但为了不使上半断面掘进受阻，往往下半断面分为二步开挖，半开挖内侧时及时支立初期支护，以保证上弧导坑的初期支护开挖下导后仍有坚实的支护，另一侧做9为上弧开导坑的通道，在内侧可以形成通道（一般用碴石垫路）再开挖外侧下弧导坑，并及时支护初期支护，使之尽早成环，整体受力，此种方法一般称为上，下台阶三步开挖或二步开挖上弧形导坑下半断面内侧的施工步距一般控制在 5-10 米为宜。

四、关于大管棚施工及对 V 级围岩施工方法的探讨：鹤上隧道的进口，左洞 ZK6+250-310 是 V 级围岩地段，顶部是 11 米厚的残坡积土和砂土状的强风化岩，呈角砾碎石松散状态，围岩极易坍塌，处理不当会出现大坍塌浅埋段，会出现地表下沉以至于坍塌透顶，因此设计采用Ф108×6mm 管棚支护，以确保进口段施工安全，管棚入土长度左洞 28m，右洞 23m施工时管的环向间距为 85 厘米，仰角 2-3 度， （不包括路线纵坡）方向与中线平行，要求施工误差径向不大于 15 厘米，隧道纵向同一横断面接头数不大于 50%，相邻导管间接头至少应错开 1m施工中采用 25号砼套拱做成导向墙，套拱在洞口衬砌外轮廓线外施做，套拱用 4 榀 I20 型钢并与管棚导管焊接成整体，管棚按设计施工，应先打有孔钢花管，注浆后再打无孔钢花管，无孔钢花管做为注浆质量的检查管钻机主轴方向必须准确无误控制，以保证孔口方向的正确钻进口应（正常采用测斜仪量测） ，控制管钻进斜度，发现偏斜超过设计要求，要及时纠正无孔管钻孔应在有孔管注浆凝固后进行，钻孔10应注意检查压浆质量，在确认压浆质量达到要求后，再对无孔管及管周围注浆，如注浆达不到要求，应在相应位置采用有孔管补浆。

钢管接头丝扣连接，长度为 15 厘米管棚按固结管棚存在范围内，土体设计，浆液护散半径不小于 0.5 米，注浆材料为 30#水泥浆，其配合比应根据地层情况有胶凝时间要求，并经试验测定如果有地下水时可采用双液注浆，即水泥浆与水玻璃之比为 1：0.5（体积比）注浆压力为 0.5-1.2Mpa 单管浆液扩散半径不小于 0.5m 终结压力可考虑略大些，可达 1.5Mpa注浆数量根据施工中实际情况而定，Ф25 固定钢筋，与孔口套管设 I 20 工字钢，采用双面焊接，焊接长度大于 5 厘米，完成管棚注浆后在管棚支护的保护下，按规定的施工步骤进行掘进开挖该隧道管棚注浆效果相当差，表现在一是管棚的斜度超过标准，二是注浆时因是在凝灰溶岩中注浆，经常出现堵塞、孔胀的现象，使注浆扩散，半径达不到 0.5 米，个别的仅有2 厘米，根本形不成整体的管棚基本上处于单根钢管受力的状态，。