椅岭岗隧道洞口工程施工技术

　　一、工程概况

　　椅岭岗隧道为长隧道，双向六车道，左、右线分离布设，广州端洞口左右中线间距约40.7m，左线隧道里程ZK44+935～ZK47+250，隧道长2315.0m;右线隧道里程YK44+880～YK47+227，隧道长2347.0m。该隧道广州端右线采用偏压式洞门，左线采用端墙式洞门，明洞长度左线为5m、右线3m。进洞前采用长管棚超前支护，右线采用洞口偏压长管棚，长度28m，共35孔;左线采用洞口长管棚，长度28m，共41孔。进洞初期主要以Ⅴ级围岩为主，采用双侧壁导坑法开挖，Ⅳ级围岩采用上下台阶预留核心土开挖法。

　　二、地质情况

　　椅岭岗隧道广州端洞口位于东南向斜坡上，洞口为一沟谷的一面斜坡，局部上覆坡积土，偶夹大块孤石土层，厚度不大于3.0m，主要岩土组合为强风化、中风化浅变质粉砂岩夹板岩;山坡坡度约为43°。

　　洞口基岩含基岩裂隙水，含水微弱、水量贫乏，地下水对洞口稳定性影响较弱;同时隧道洞口岩石破碎，隧道施工时破碎带可能导致滑坡，采取截流、疏流措施排水。

　　三、偏压洞口段施工工艺

　　所谓偏压隧道是指承受显著不对称荷载的隧道，形成原因有地形原因、地质原因或坍方造成的等原因。洞口段的偏压一般由地形原因造成，当洞顶覆盖层较薄、地面横坡较陡、围岩类别较低时，隧道将承受偏压，多见于傍山隧道。

　　根据地形地貌情况可知，椅岭岗隧道存在严重偏压现象，在施工过程中，洞顶上方岩体极易下沉，在岩体内形成两个非对称滑动面，使隧道承受显著不对称荷载，开挖时易坍塌，衬砌后易开裂。

　　为避免上述施工问题的出现，设计上采用偏压式洞门和偏压式长管棚。但是，偏压式洞门和偏压式长管棚的施工，必须先对洞口斜坡进行处理后，方可进行施工。所以偏压段洞口工程的难点和重点在于对洞口斜坡的处理。综合考虑各种因素后，本隧道偏压段施工采用如下方案：

　　做好天沟排水设施。洞口开挖前，先做好洞顶截水沟的开挖及M7.5浆砌片石。截水沟开挖采用人工开挖，离坡顶距离大于5m，施工中尽量减少破坏原有地形地貌。人工开挖土方，局部硬岩需爆破开挖，爆破施工应做好防护工作，弃方不得弃于水沟上方，水沟不得砌于虚填土上截水沟在开挖完成后应该立即用浆砌片石封闭，使其排水通畅，避免因截水沟的积水渗入到洞口的土体中，影响土体的稳定。

　　边仰坡采用锚喷支护。开挖一级，防护一级。在洞顶截水沟挖通及砌体完成后，根据仰坡开挖总高度及挖掘机有效工作高度确定开挖台阶数量，台阶高2m～3m，挖掘机按设计坡率刷坡线开挖，使用坡度尺进行过程控制，测量复核坡度无误后，准确按边桩开挖，以真正实现从上而下开挖;可采用松动爆破，按设计坡面，顺帮打眼，进行光面爆破，对于需要爆破开挖的土方，坡面预留30cm厚度，等爆破后人工清除。边坡开挖完成后，及时进行锚杆、挂网及喷射混凝土防护施工，以保证边坡稳定。

　　四、岩体破碎洞口段施工工艺

　　椅岭岗隧道进洞初期围岩主要以强风化、中风化泥质砂岩为主，局部夹杂石英砂岩，岩质较软、裂隙发育，岩体较破碎，存在岩堆现象。

　　所谓岩堆，是岩体风化后由重力搬运到坡脚，其内部多为较大碎石、块石乱叠而成，细颗粒的泥砂较少，碎屑物间无胶结，结构松散，处于“一触即溃”的极不稳定状态，而且坡度一般与堆积物的休止角大致接近，易坍塌。斜坡上时有岩块滚落，尤其是雨季遭受雨水浸泡、冲刷后，堆积物的内摩擦角减小，更容易发生坍塌.

　　为避免破碎岩体影响椅岭岗隧道洞口段的施工，决定采用超前小导管注浆的工艺进行施工。

　　钻孔前，先测量放样，在设计孔位上作标记。采用凿岩机钻孔后，利用高压风吹孔，然后将小导管沿孔打入，如地层松软可用凿岩机直接将小导管打入。

　　打入小导管后，即可进行注浆，注浆前先喷混凝土封闭掌子面以防漏浆，清理干净钢管内积杂物，然后再注浆，注浆顺序自下向上。如地下水较大，为堵水需要则采用双液注浆，注浆时将两种不同的浆液分放在两个容器内，使用双液注浆泵按配合比分别吸入两种浆液在混合器混合后注入小导管。

　　注浆过程中，如发生串浆现象时，应将串浆孔及时堵塞，轮到该管注浆时再拔下堵塞物，用铁丝或细钢筋将管内杂物清除并用高压风或水冲洗，然后再注浆。另在发生串浆时，可采用多台注浆机同时注浆;如注浆压力突然升高，则关停水玻璃泵，进行单液注浆或注清水，待泵压正常时，再进行双液注浆;当注浆时进浆量很大，压力长时间不升高，则应调整注浆浆液浓度及配合比，缩短凝胶时间，进行小泵量低压力注浆或间歇式注浆，使浆液在裂隙中有相对停留时间，以便凝胶，但停留时间不能超过混合浆的凝胶时间。

　　五、监控量测在洞口工程中的应用

　　椅岭岗隧道洞口段存在偏压和岩体破碎现象，所以进行监控量测十分必要。必测项目的施测、数据分析处理、资料整理、信息反馈等将由专人负责，选测项目则根据设计要求与工程实际需要随时安排，量测的重点在洞口偏压和岩体破碎段，通过对围岩的精密监测及洞外标高的量测，为洞口段施工提供依据，以便及时采取措施，预防情况发生。

　　对于洞口段监控量测，施工的初期阶段位移及下沉量大或地质变化显著时，量测断面间距可取较小值;加强对周边围岩及初期支护的监控量测，及时反馈信息，使设计施工更具合理性、安全性和经济性，以达到指导工程更好施工的目的。

　　六、结论

　　现在椅岭岗隧道的洞口工程已经完成，经过南方雨季冲刷后，对洞口的地质情况和洞内进行监控量测，结果表明各项监控指标均符合规范要求，证明所采取的施工工艺是成功的，这为以后的偏压段、岩体破碎段隧道洞口施工提供借鉴和帮助。

　　参考文献

　　1、《铁道工程爆破文集》中国铁道工程学会爆破专业委员会 中国铁道出版社 2000

　　2、《中国典型爆破工程与技术》中国工程爆破协会 冶金工业出版社 2006

　　3、《铁路隧道施工规范 TB10204-2002 J163-2002》

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文章名称： 椅岭岗隧道洞口工程施工技术

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