公路隧道施工中技术论文

公路隧道施工中的技术探讨

【摘 要】着重介绍了大洞隧道软土段围岩采用台阶法和双侧壁导坑法施工以及仰拱采用钢管桩加固技术。结合工程实践，说明该施工方法的技术特点、工艺原理、施工工艺等，对类似隧道施工有一定的参考价值。

【关键词】隧道;软土;施工技术 0.前言

目前在山岭软土隧道的施工方法，主要有台阶法和双侧壁导坑法、中隔墙法等。双侧壁导坑法和中隔墙法相对台阶法施工存在以下缺点：一是限制了大型施工机械的使用，降低了工效；二是在软硬围岩相间的隧道施工中，施工方法的调整时间很长；三是临时支护多，投入大，经济性差；四是施工中相互干扰大。在广梧高速公路大洞隧道施工中，采用台阶法和双侧壁导坑法相结合的施工方法，是由于大洞隧道65m范围内不存在软硬相间围岩；目的是在拱脚施工条形基础提高拱脚承载力。该隧道采用此法成功地解决了隧道整体下沉、拱脚变形扭曲等难题，确保了工程质量和工期。 1.工程概况

大洞隧道位于广梧高速河口至平台段，隧道分左、右线设置，右线全长857.0m(rk59+778～rk60+635)，左线全长

807m(lk60+290～lk61+097)。其中软土围岩65米（lk60+290～lk60+355）隧道建筑限界宽为10.25米，隧道建筑内轮廓采用单心圆断面，半径为r=5.80米，最大埋深128米。

1.1 地形地貌

大洞隧道洞址区属丘陵地貌，由于长期风化、剥蚀作用，山体较陡峻，沟谷较发育，沿山体残坡积物及风化层覆盖普遍，植被生长较茂盛。隧道穿越丘陵分水岭地带，隧道轴线地段山脊分水岭高程约320～340米。进洞口自然坡的坡角约25°～35°。山体发现两处小型滑坡，主要为覆盖层的浅层滑坡。 1.2 地层岩性

根据地质调查、物探（初勘）和钻探资料，勘察区地层由第四系搜盖层(q)和奥陶系中统缩尾岭组（02s）的碎屑岩组成。红～黄色素填土，稍湿～湿，顶部成分以砂岩碎石为主，含少量粘土和细砂，结构较紧密，底部以细砂、粘性土为主，结构较松散，该段含水量较大，主要以砂粘土（砂岩全风化物）和碎石土为主,结构构造全部被破坏，矿物成分除石英外，大部分风化成土状，含水量较大无承载能力。地下水出水状态少数地段呈淋雨状或涌流状出水，大部份地段呈潮湿或点滴状出水。 1.3 水文地质条件

隧道以侵蚀地貌为主，沟谷较发育。大气降水呈短小径流由分水岭向两侧排泄，隧道经过地段的基岩透水性差，为弱透水一相对隔水岩层，加之山坡（体）上普遍覆盖植物和残坡积物，大气降水多沿山坡流走，故地下水不丰富，有限的地下水主要埋藏在近地表风化、半风化基岩和残坡积层中，为浅层孔隙、裂隙潜水。山沟地表水和地层中的孔隙裂隙潜水可能对隧道掘进带来较大困难。

1.4 结构设计

大洞隧道洞口段采用vi级围岩加强衬砌，超前支护为?准108×4.5大管棚、长20m，环向间距为40cm；初期支护为rd25n中空注浆锚杆，长3.5米，梅花型布置间距100cm×50cm；c20喷射混凝土，厚25cm；20×20cm的?准8钢筋网；钢拱架采用i20a工字钢，间距50cm，全环设置；二次衬砌及仰拱采用模筑钢筋混凝土，厚60cm，主筋为φ25钢筋，间距25cm。 1.5 隧道下沉情况及处理

lk60+290～lk60+308段采用半断面环行开挖，开挖后初期支护变形大，根据监控量测反馈信息，拱顶沉降最大值达到47厘米，周边收敛值达到20厘米，严重影响到隧道衬砌厚度；地表出现较大裂缝，裂缝最大宽度5厘米，破坏较严重。

由于隧道下沉较大处理较困难，根据广梧高速公路施工进展情况，采用降坡的方法处理下沉过大。将原设计纵坡坡度0.9%调为0.87%，即改变坡度和坡长，保证衬砌的厚度。 2.隧道开挖分析

2.1 讨论采用双下侧导坑施工方案的可行性

大洞隧道左线出口洞口vi类围岩施工中，隧道拱顶下沉大，地表出现不同程度的下沉及开裂现象，拱脚局部有开裂的现象。通过对左线施工情况及右线地质资料的分析，洞口段(即lk60+290～ lk60+346段)隧道位于堆积土中，隧道斜穿沟心，且土层松软、松散、含水，地基承载力低。同时隧道埋深浅，极难形成自拱度，靠

围岩自身无法控制围岩变形，必须采取支撑措施，而基础承载力是主动支撑有效的前提和保证，超前探明地质情况，并进行基础处理就非常必要。采用台阶法施工，无法在有效的时间内通过基础处理提供足够的承载力，控制围岩变形。

超前小断面双下侧导坑施工方法可先行探明地质条件，提供空间进行基础处理，为隧道洞身支撑提供足够的基础承载力，从而达到控制围岩变形的目的。导坑断面小，易于操作和控制变形，导坑底板支护（需进行软弱层处理）能提供足够地基承载力抵抗拱脚的垂直压力及侧压力，下部中心土开挖时同设计有底部仰拱，支护结构仍封闭成环，从面大大减少了拱架及地表下沉的可能性。 2.2 优化设计方案

在lk60+308～lk60+366段增设双层6.0m长?准42超前注浆小导管，环向间距30cm，搭接长度不小于2.5m，外插角分别为15°、60°，钢架支撑采用i25a，纵向间距50cm；环向连接筋由φ22螺纹钢改为厚度为9mm的钢板，间距由原设计1.2m调整为1.0m。 小导坑采用格栅拱架，间距80cm进行支护。为了提高仰拱承载力，仰拱打设?准89×4的钢管桩进行加固，梅花型布置，其间距50cm，长3.50米，打设后注超细水泥浆，注浆压力在1.5mpa～2.0mpa。 3.隧道施工 3.1 施工方法

根据前期施工存在的问题，现采用台阶法和双侧壁导坑法相结

合的施工方法，半断面开挖时，出碴采用无轨运输，挖掘机、正铲侧卸式装载机配合8吨自卸汽车运输出碴；小导坑开挖时，采用人工开挖，小拖拉机配合人工出碴，及时进行支护；仰拱加固紧跟并且及时施作衬砌混凝土。 3.2 钢管桩施工 3.2.1 钢管桩加工

钢管桩采用?准89×4无缝钢管，前端加工成圆锥状，长度20cm；钢管桩管体下半部分须加工溢流孔，以利于注浆施工，孔口lm范围内不加工溢流孔，溢流孔直径8mm、间距25cm。 3.2.2 钻孔、下管及注浆施工

按每次lm进度指标进行清除施工障碍物工作，并施工临时排水管等措施进行场地排水，杜绝施工场地受水浸泡现象发生；测量放线，标出钻孔位置；钻机钻孔（可直接夯进）、下管，注超细水泥(mc)单液浆，注浆压力为1.5～2.0mpa，注浆完成后，对桩间土进行轻型触探试验，锤击数大于35击，承载力不小于250kpa，达不到时，进行加密等处理。每处理完成5m，进行仰拱混凝土施工，其间用过车梁保证已施工段稳定。 3.3 导坑条形基础施工

根据工地条件, 导坑条形基础施工，钢筋在导坑内绑扎关模后，采用泵送c25混凝土进行施工，先施工水平条形基础后，安装拱脚，再施工竖直条形基础。 4.经验与成效

4.1 通过大洞隧道施工过程，可以看出：对设计文件中所提供的地层地质参数要进行充分的现场复查，对地层的性状应充分的了解和认识，对设计地质条件必须进行正确判断。针对隧道的地质性状，施工前应有详细周密的施工组织方案和施工技术措施，并且要经充分的研讨和分析。施工设备和机具选型必须符合技术方案要求。施工前应做好施工突发事件的应急预案。施工要有高素质、精干和稳定的与当前施工相匹配的技术服务和监督队伍，加强施工生产监督管理，才能确保施工顺利进行。

4.2 监控量测数据及时反馈了围岩的支护信息，根据监控量测信息，及时改变开挖方法和支护参数，对于隧道的安全施工具有重要作用。

4.3 采用台阶法和双侧壁导坑法相结合的施工方法，将开挖、支护、衬砌等施工工序安排平行作业，在软弱围岩环境条件下，井然有序快速施工，并且施工完成初期支护后，拱顶沉降和周边收敛都处于均匀变化，变化值在预留沉降量范围内变化，围岩处于处于稳定状态，确保了软土段的施工质量与安全，达到了预期目的。