论文部分内容阅读
【摘 要】隧道不良地段围岩的施工容易发生隧道崩塌、围岩松弛、地表沉陷等问题，加固技术是对这一问题的有效预防措施。本文以实际工程为例概述了其浅埋黄土段的施工技术，望对类似施工有所帮助。
【关键词】围岩；加固；横洞；正洞
一、工程概况
京福铁路（闽赣段）Ⅵ标段位于福建省东北部地区建瓯市，本标段正线起讫里程为DK630+331.95～DK681+995共51.663 km。其中七工区负责承建石门山隧道进口3637m及横洞673m。正洞口位于大横镇陈墩村，起讫里程为DK678+358～DK681+995；横洞位于大横镇更古村，位于线路前进方向右侧，横洞与线路左线相交于DK679+720处，夹角90°，施工坡度-1.8%。横洞为浅埋段（埋深2.2～5m），洞口标高为145.081m，此段有较厚黄土覆盖，表层植被茂密，内部岩层主要为花岗岩，上方有矿区山路通过。洞口段植被茂密，多为低小树木及杂草，并有成片竹林覆盖。横洞与正洞相交于里程DK679+720，根据物探资料及现场调查分析，此处围岩岩性为石英片岩，岩体整体性较好，围岩强度较好，为Ⅲ级围岩 ，该段地下水不发育。
二、施工方案的确定
根据地质围岩情况，横洞施工至与正洞交界后，以圆曲线形式转体进入正洞出口（福州）方向，同时上坡开挖至正洞拱顶高程，并继续沿出口方向掘进一定距离；形成作业空间后，转向相反方向施工回打，扩挖临时支护达到正洞标准断面。施工程序详见表1。
三、围岩加固施工技术要点
（一）根据横洞与正洞相交角度，以间距1.0m间距安装5榀I16型钢拱架，完成由垂直于横洞中线到平行于正洞中线的过渡。
（二）横洞与正洞交叉口段以1.0m间距架立I16型钢拱架，保证相交地段三维受力状态围岩的稳定。在此型钢钢架上焊接I16型钢横梁，并在横梁两端螺栓连接I16型钢立柱，为正洞钢架提供落脚平台，以后在此处安装正洞拱架时，用I16型钢斜梁代替正洞的φ22@160格栅拱架，用I16型钢立柱代替正洞的φ22@160格栅拱架。仰拱钢架连接在横洞仰拱的预埋I16型钢上。
（三）横洞进入正洞内的导洞施工
①导洞设计净宽7.8m，详细结构尺寸按横洞Ⅲ级锚喷支护开挖断面。支护参数为：Φ22锚杆，长度3.0m，间距1.0×1.0m，梅花型布置；φ6钢筋网，网格间距20cm×20cm；喷射C20砼，厚度15cm。
②爬坡道的坡度控制为10%，有利于台架安装，和出碴车的安全行走。
③完成爬坡后，按照线路设计坡度向石门山隧道出口（福州）方向按Ⅳa级围岩开挖方法、支护参数继续进行弧行导坑掘进，施工30米后，喷砼封闭出口方向掌子面，反向向进口（合肥）方向开挖正洞，每循环先开挖上部，立上部拱架后，再开挖下部。
④反向开挖支护
反向开挖按正洞Ⅳa级围岩上部弧形导坑的高度进行，先开挖顶部，再开挖两侧，开挖时仅对有影响的导洞钢架进行拆除，按正洞设计要求间距进行φ22@160格栅拱架施工，相应完善其他支护。
⑤正洞落底后要及时进行正洞仰拱施工，以便初期支护与仰拱尽早成环，确保施工安全。
四、质量控制及检验
（一）质量控制
1、隧道开挖断面及拱架
进洞挑顶施工质量控制要点主要是控制隧道开挖断面及拱架加工制作及安装两个方面：隧道开挖断面的中线和高程必须符合设计要求。制作拱架所用钢筋进场检验必须按批抽取试件作力学性能（屈服强度、抗拉强度和伸长率）工艺性能（冷弯）试验。制作拱架的钢材品种和规格必须符合设计要求。拱架的结构尺寸应符合设计要求，并报监理工程师复检确认。拱架安装不得侵入二次衬砌断面，底部不得有虚碴，相邻拱架及各节拱架间的连接应符合设计要求。拱架的混凝土保护层厚度不得小于3cm。表面覆盖层厚度不得小于3cm。
2、钢筋网铺设
钢筋须经试验合格，使用前必须除锈，在洞外分片制作，安装时搭接长度不小于一个网格。人工铺设贴近岩面，与锚杆和钢架绑扎连接（或点焊焊接）牢固。钢筋网和钢架绑扎时，应绑在靠近岩面一侧，确保整体结构受力平衡。喷混凝土时，减小喷头至受喷面距离和控制风压，以减少钢筋网振动，降低回弹。钢筋网喷混凝土保护层厚度不小于3cm。
3、喷射混凝土
喷射前处理危石，检查开挖断面净空尺寸，当受喷面有涌水、淋水、集中出水点时，先进行引排水处理。 用高压风水冲洗受喷面，设臵控制喷砼厚度的标志。喷射作业分段、分片、分层，由下而上进行，有较大凹洼处，先喷射填平。
喷嘴垂直于岩面，距受喷面0.8～1.2m，呈螺旋移动，风压0.5～0.7MPa。液态速凝剂由自动计量在喷嘴处掺入。 喷射混凝土时按照施工工艺段、分片，由下而上依次进行。一次喷射混凝土的最大厚度，拱部不得超过10cm，边墙不得超过15cm。分层喷射混凝土时，后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行。 喷混凝土料由洞外自动计量拌和站生产。混凝土搅拌车运输混凝土，卸入湿喷机，喷枪手配合湿喷机喷混凝土施工技术措施：1.原材料计量要准确，杂质含量不超标，砂、石料≯2%、水泥、水的计量误差≯1%，速凝剂等外加剂的计量≯0.5%；2.设臵控制喷混凝土厚度的标志。喷射前处理危石，检查开挖断面净空尺寸；3.采用强制式搅拌机拌制混凝土；4.用高压水冲洗受喷面，当受喷面遇水易泥化时，用高压风吹净岩面；5.喷射作业分段、分片、分层，由下而上顺序进行；6.喷嘴与岩面垂直，距受喷面0.8～1.2m；7.施工中经常检查出料弯头、输料管和管路接头，发现堵管时立即关机。
（二）质量检验
1、隧道开挖断面的中线和高程必须符合设计要求，并报监理工程师按照有关文件规定复检。
检验数量：每一开挖循环检查一次。
检验方法：测量组采用全站仪测量。
2、隧道开挖应严格控制欠挖。拱脚和墙脚以上1m内断面严禁欠挖，并报监理工程师复检确认。
检验数量：每一开挖循环检查一次。
检验方法：施工单位采用自动断面仪测量等仪器测量周边轮廓断面，绘断面图与设计断面核对；监理工程师见证测量，现场核对开挖断面。
3、钢筋、型钢等原材料应平直、无损伤，表面不得有裂纹、油污、颗粒状或片状锈蚀。
检验数量：全部检查，并报监理工程师见证确认。
检验方法：观察。
参考文献：
[1]杨东升.软弱围岩段横洞进入正洞施工技术[j] .四川建材， 2012年3期.
[2]朱小辉.软弱围岩隧道辅助坑道进正洞综合技术[c].中国土木工程学会第十五届年会暨隧道及地下工程分会第十七届年会，2012.
【关键词】围岩；加固；横洞；正洞
一、工程概况
京福铁路（闽赣段）Ⅵ标段位于福建省东北部地区建瓯市，本标段正线起讫里程为DK630+331.95～DK681+995共51.663 km。其中七工区负责承建石门山隧道进口3637m及横洞673m。正洞口位于大横镇陈墩村，起讫里程为DK678+358～DK681+995；横洞位于大横镇更古村，位于线路前进方向右侧，横洞与线路左线相交于DK679+720处，夹角90°，施工坡度-1.8%。横洞为浅埋段（埋深2.2～5m），洞口标高为145.081m，此段有较厚黄土覆盖，表层植被茂密，内部岩层主要为花岗岩，上方有矿区山路通过。洞口段植被茂密，多为低小树木及杂草，并有成片竹林覆盖。横洞与正洞相交于里程DK679+720，根据物探资料及现场调查分析，此处围岩岩性为石英片岩，岩体整体性较好，围岩强度较好，为Ⅲ级围岩 ，该段地下水不发育。
二、施工方案的确定
根据地质围岩情况，横洞施工至与正洞交界后，以圆曲线形式转体进入正洞出口（福州）方向，同时上坡开挖至正洞拱顶高程，并继续沿出口方向掘进一定距离；形成作业空间后，转向相反方向施工回打，扩挖临时支护达到正洞标准断面。施工程序详见表1。
三、围岩加固施工技术要点
（一）根据横洞与正洞相交角度，以间距1.0m间距安装5榀I16型钢拱架，完成由垂直于横洞中线到平行于正洞中线的过渡。
（二）横洞与正洞交叉口段以1.0m间距架立I16型钢拱架，保证相交地段三维受力状态围岩的稳定。在此型钢钢架上焊接I16型钢横梁，并在横梁两端螺栓连接I16型钢立柱，为正洞钢架提供落脚平台，以后在此处安装正洞拱架时，用I16型钢斜梁代替正洞的φ22@160格栅拱架，用I16型钢立柱代替正洞的φ22@160格栅拱架。仰拱钢架连接在横洞仰拱的预埋I16型钢上。
（三）横洞进入正洞内的导洞施工
①导洞设计净宽7.8m，详细结构尺寸按横洞Ⅲ级锚喷支护开挖断面。支护参数为：Φ22锚杆，长度3.0m，间距1.0×1.0m，梅花型布置；φ6钢筋网，网格间距20cm×20cm；喷射C20砼，厚度15cm。
②爬坡道的坡度控制为10%，有利于台架安装，和出碴车的安全行走。
③完成爬坡后，按照线路设计坡度向石门山隧道出口（福州）方向按Ⅳa级围岩开挖方法、支护参数继续进行弧行导坑掘进，施工30米后，喷砼封闭出口方向掌子面，反向向进口（合肥）方向开挖正洞，每循环先开挖上部，立上部拱架后，再开挖下部。
④反向开挖支护
反向开挖按正洞Ⅳa级围岩上部弧形导坑的高度进行，先开挖顶部，再开挖两侧，开挖时仅对有影响的导洞钢架进行拆除，按正洞设计要求间距进行φ22@160格栅拱架施工，相应完善其他支护。
⑤正洞落底后要及时进行正洞仰拱施工，以便初期支护与仰拱尽早成环，确保施工安全。
四、质量控制及检验
（一）质量控制
1、隧道开挖断面及拱架
进洞挑顶施工质量控制要点主要是控制隧道开挖断面及拱架加工制作及安装两个方面：隧道开挖断面的中线和高程必须符合设计要求。制作拱架所用钢筋进场检验必须按批抽取试件作力学性能（屈服强度、抗拉强度和伸长率）工艺性能（冷弯）试验。制作拱架的钢材品种和规格必须符合设计要求。拱架的结构尺寸应符合设计要求，并报监理工程师复检确认。拱架安装不得侵入二次衬砌断面，底部不得有虚碴，相邻拱架及各节拱架间的连接应符合设计要求。拱架的混凝土保护层厚度不得小于3cm。表面覆盖层厚度不得小于3cm。
2、钢筋网铺设
钢筋须经试验合格，使用前必须除锈，在洞外分片制作，安装时搭接长度不小于一个网格。人工铺设贴近岩面，与锚杆和钢架绑扎连接（或点焊焊接）牢固。钢筋网和钢架绑扎时，应绑在靠近岩面一侧，确保整体结构受力平衡。喷混凝土时，减小喷头至受喷面距离和控制风压，以减少钢筋网振动，降低回弹。钢筋网喷混凝土保护层厚度不小于3cm。
3、喷射混凝土
喷射前处理危石，检查开挖断面净空尺寸，当受喷面有涌水、淋水、集中出水点时，先进行引排水处理。 用高压风水冲洗受喷面，设臵控制喷砼厚度的标志。喷射作业分段、分片、分层，由下而上进行，有较大凹洼处，先喷射填平。
喷嘴垂直于岩面，距受喷面0.8～1.2m，呈螺旋移动，风压0.5～0.7MPa。液态速凝剂由自动计量在喷嘴处掺入。 喷射混凝土时按照施工工艺段、分片，由下而上依次进行。一次喷射混凝土的最大厚度，拱部不得超过10cm，边墙不得超过15cm。分层喷射混凝土时，后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行。 喷混凝土料由洞外自动计量拌和站生产。混凝土搅拌车运输混凝土，卸入湿喷机，喷枪手配合湿喷机喷混凝土施工技术措施：1.原材料计量要准确，杂质含量不超标，砂、石料≯2%、水泥、水的计量误差≯1%，速凝剂等外加剂的计量≯0.5%；2.设臵控制喷混凝土厚度的标志。喷射前处理危石，检查开挖断面净空尺寸；3.采用强制式搅拌机拌制混凝土；4.用高压水冲洗受喷面，当受喷面遇水易泥化时，用高压风吹净岩面；5.喷射作业分段、分片、分层，由下而上顺序进行；6.喷嘴与岩面垂直，距受喷面0.8～1.2m；7.施工中经常检查出料弯头、输料管和管路接头，发现堵管时立即关机。
（二）质量检验
1、隧道开挖断面的中线和高程必须符合设计要求，并报监理工程师按照有关文件规定复检。
检验数量：每一开挖循环检查一次。
检验方法：测量组采用全站仪测量。
2、隧道开挖应严格控制欠挖。拱脚和墙脚以上1m内断面严禁欠挖，并报监理工程师复检确认。
检验数量：每一开挖循环检查一次。
检验方法：施工单位采用自动断面仪测量等仪器测量周边轮廓断面，绘断面图与设计断面核对；监理工程师见证测量，现场核对开挖断面。
3、钢筋、型钢等原材料应平直、无损伤，表面不得有裂纹、油污、颗粒状或片状锈蚀。
检验数量：全部检查，并报监理工程师见证确认。
检验方法：观察。
参考文献：
[1]杨东升.软弱围岩段横洞进入正洞施工技术[j] .四川建材， 2012年3期.
[2]朱小辉.软弱围岩隧道辅助坑道进正洞综合技术[c].中国土木工程学会第十五届年会暨隧道及地下工程分会第十七届年会，2012.