隧道工程小结
别妄想泡我
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2020年08月02日 07:32
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一、工程概况
石板岭隧道全长1540米，是富阳第一长隧，为19省道改建工程的控制工程。隧道共有II类围岩173.5米，III类围岩152米，IV类围岩1194，明洞20.5米。隧道进出口分别位于半径为600m、700m曲线上，中间为直线，整个隧道设计为1.8%上坡。本工程属于山岭重丘地貌，隧道最大埋深300米，岩石属安山岩，隧道共穿过三条断层，其中最大的F4断裂带，围岩破碎，裂隙发育，隧道开挖后，出现大量涌水，日出涌水量超过每日3000m3，施工难度较大。
三、光面爆破施工技术
石板岭隧道暗洞部分采用新奥法施工，开挖采用光面爆破技术。光面爆破是通过正确选择爆破参数和合理的布孔，利用毫秒雷管的微差作用使后序炮眼的起爆具有良好的临空面。同时毫秒雷管的微差爆破同时使起爆的药量得以减少和控制，间隔起爆的外轰波得以叠加抵消，从而减少了对围岩的扰动。爆破后，要求壁面平整规则，消除了应力集中，达到充分利用了围岩的自承能力，同时良好的光爆效果，使得超欠挖得以控制。
（一）石板岭隧道爆破施工
1、施工方法：采用人工风钻打眼，人工装药，非电毫秒雷管引爆。
2、机具设备：风钻选用常规YT-28型手持风钻，φ22的钻杆，38mm钻头，成孔直径为40mm；
四、浅埋富水地段隧道施工
（一）地质情况
石板岭隧道出口施工图设计进洞里程为K12+193，洞口处有近100米的深挖路堑，挖方达到9万方。因出口无弃渣场地，同时为了早进洞施工，通过多次与业主、设计联系沟通，最后决定在K14+253处提前60米进洞施工，II类围岩由38米变更为98米。进洞位置隧道顶至地面覆土层高度12m，隧道穿过全风化安山岩层和强风化安山岩层，地表为人工造田而回填的素土，有种植物。地下水为基岩裂隙水，水量较大，围岩稳定性差。
（二）进洞施工方案选定
按照原设计为进洞采用一次打入38米长管棚，并注浆加固，完成超前支护，初期支护采用14#工字钢拱架间距75cm，环向设3.5米药卷锚杆，纵向间距同钢架间距75cm。
当进洞位置调整后，98.5米II类围岩如全部采用管棚支护，必须进行多循环搭接施工，中间设扩大洞室。施工速度较慢，施工难度大，且管棚投标报价单价不高，增加扩大洞室变更较困难。因而项目部立即提出，调整设计方案，将原38米长管棚改为25米，开挖至21米时（保证搭接4米），开始采用长4.5米，Ф42小导管超前注浆加固，环向间距30cm，14#工字钢拱架间距50cm支护，同时将药卷锚杆调整为中空注浆锚杆，纵向间距随之调整为50cm。
（三）超前小导管施工技
术
石板岭隧道出口II类围岩采用超前支护由Ф108管棚改为Ф42小导管超前注浆加固施工。
（四）塌方地段的处理
2004年7月21日石板岭隧道开挖支护至K14+201，掌子面围岩发生变化，松散破碎，在地下水的作用下，已无法自稳，从拱部左上方陆续坍落下来。虽使用喷射砼对掌子面进行了封闭，但因围岩严重泥化，至7月22日下午，坍塌范围已通至地表，洞顶上方有5m直径范围下沉了3m多。塌方体已稳定。（附图2）
塌方段稳定后，通过对现场进行详细的勘察，以安全、经济为原则，确定了塌方段的施工方案。决定采用暗洞通过，主要采用小导管注浆加固塌体，加强初期支护强度，尽快通过塌方段。
1、具体处理方案如下：
（1）、坍塌处原地面加固
征用隧道上方坍塌处农田地，立即搭建防雨棚，并在周围挖好排水沟，防止雨水流入坍方土体内。待二衬施工完成后，将塌陷处用地表土回填，恢复原有农田。
（2）、加固核心土
核心土对加强掌子面稳定性有关键的作用。对坍塌松散土体首先使用喷射砼封闭，厚10cm，其作用除加固松散土体表面外，还可以防止高压注浆外流，保证注浆加固效果。然后使用9米长导管（带梅花孔的无缝钢管）一次打入松散围岩中，间距1.2米，注浆加固核心土。
（3）、小导管超前支护
对于通过松散土体段小导管采用长3m，直径42mm的小导管，以30度仰角间隔打入，注浆加固土体。小导管环向距0.2米，加固范围130度，每进尺1.0m施工一个循环。
（4）、注浆
注浆采用纯水泥浆水灰比W/C=0.65，使用注浆泵对核心土部分进行注浆加固，拱部通过超前小导管高压注浆，使浆液扩散到松散塌体，从而形成固结拱圈，改善围岩结构，充分发挥围岩的自稳能力。
（5）、开挖支护
五、地质涌水段隧道施工
（二）、涌水处理意见
杭州市交通局及业主、设计院等对石板岭隧道出口地质涌水调查后，提出几点意见。要求在2005年初雨季来临之前尽快开挖通过F4断层涌水带，待隧道贯通后再对涌水带进行堵水处理。
目前国内隧道设计施工针对隧道涌水问题的处理思路一般是以排为主，防、排、止结合。但因石板岭隧道涌水造成出口洞顶地表上一水池很快干涸，地表径流也逐渐消失，附近居民用水困难。因而交通局业主强调此段针对涌水的处理方案应该以“堵水为主，排水为辅”，增加堵水施工项目，防止水资源的流失。
（三）、涌水段反坡隧道施工
要保证隧道的正常施工，必须有足够的抽水能力，将洞内涌水不间
断的抽到洞外，而且随着进洞距离的增加，抽水设备随之增加。
1、集水坑的设置：
（四）、堵水施工方案
隧道堵水施工一般采用堵水处理和开挖支护相结合，在开挖前超前注浆止水，形成超前止水帷幕，堵水效果较好。但本工程根据交通局对石板岭隧道的处理意见，决定在开挖支护完成以后，再对涌水较大段单独做堵水处理以利于降低工程价造。
1、注浆材料选择
水泥—水玻璃双液浆（CS双液浆）具有价格便宜，胶凝时间易控制、黏度、结石率均满足工艺要求，且对自然环境无污染等优点，因此本工程注浆材料选用水泥—水玻璃双液浆。
水
（五）、加强涌水段隧道防排水措施
为保证隧道建成以后运营期间二衬不出现渗漏现象，必须加强隧道的防水处理施工。因本段地下渗水丰富，环向排水管除适当加密外，还需设置双层。第一层在开挖后紧贴岩面设置，间距5米左右，并使用条形防水板将其包住，一起固定在岩面上，用喷射砼将其连同钢拱架、钢筋网一起封闭。第二层在二衬施工前按照防水板施工正常工艺施工。本段洞身和仰拱均应设置防水层，用防水板全包防水处理。
（六）、其它施工措施
1、在按照设计布孔图完成堵水施工结束后，要注意观察堵水效果。如果仍有较大的漏水现象时，应再布置一些钻孔进行压浆堵水。
2、如果因集中涌水堵住后，水流扩散到其它地部位，应根据涌水情况，及时与业主联系，确定是否扩大堵水范围。
3、做好劳动保护工作，根据作业种类及特点配备相应的劳保用品，如防水服装、安全带、安全帽、防护镜、口罩、手套等；
4、注浆时应采取注浆压力与注浆量双重控制。防止注浆延裂隙大量流失及串孔现象的发生。
六、隧道石渣利用问题
本标段路基工程挖方原设计为20万方，设计填方33万方，主要集中在进口段几个高填方区段，其中要求利用隧道出渣填筑路基约9万方。同时因石板岭隧道进口无专用弃渣场，出渣必须填至路基，因而使路基施工和隧道使紧密联系起来，相互影响，相制约，所以利用好隧道弃渣填筑路基对隧道和路基工程进度、成本、质量都有非常重要的意义。
利用隧道弃渣填筑路基主要存在的问题：
1、控制石渣粒径
根据合同内容，石方填筑路基时要求使用破碎设备，以保证路基填筑层厚和填料粒径，填方路基采有的是宕渣填料的标准，即最大粒径不得于15cm，路面底面以下30cm范围内粒径不得大于10cm，松铺一般为30~40cm。
后经于业主、监理协商，同意采用填石路基标准要
求。经现场试验确定每层厚50cm，径粒控制在30cm以内，采用20t压路机振动压实6遍，保证压实。
石渣粒径控制的源头是爆破参数的控制，起初隧道石渣有近一半粒径超过标准，且混合在一起，破碎挑拣困难。为了保证隧道开挖不但达到良好的光爆效果同时使爆出来的石渣块度满足路基填料标准。经过多次爆破试验，主要调整以下几个爆破参数：
a、改变原斜眼掏槽形式，在中间增加一排空眼，适增加掏槽眼的数量，和用药量，大大减小了核心部分的石渣块度。
b、适当加密辅助眼的间距和装药量。根据石板岭隧道围岩安山岩硬度大的特点，辅助眼确定为80~90cm，装药系数0.65。
周边眼间距不变，采用间隔装药，导爆索联接。
经加强爆破控制后，石渣的块度明显减小，提高了石渣的利用率。
2、其它措施
a、有选择的分类出渣，将粒径大的石块尽可能集中装运至挡墙施工场地，将粒径较细的运至路基上。
b、采用大功率推土机进行摊铺，初平。大粒径的石块，要用人工进行摆放，大面朝下，重叠堆放。人工破碎个别有裂隙的大粒径石块。
c、对孔隙较大的地方，用细料进行找平。或整个表面用细料铺洒平顺，以保证压路机的正常工作。
3、超粒径石渣的处理
及时开展挡墙施工，增加石块的利用，利用机械和人工进行将路基上的超粒径石块挑选出用于路基下挡墙施工。不但为路基解决超粒径问题，还为挡墙提供了石料源，加快了挡墙施工，进而又促进了路基的施工。
4、隧道施工与路基协调问题
因隧道施工和路基施工分别两个作业队，隧道开挖施工为24小时作业，而路基施工存在间歇，压实、报验过程，又因路基作业较集中，经常无法及时为隧道出渣提供场地，造成弃渣因难，影响施工进度。有时又因隧道弃渣未能到指定位置，给路基施工带来影响。
为此必须加强两个作业队的协调工作，提高认识，从思想上重视相互配合的重要性。施工中，各队派专人进联系，保证出渣时两队均有人指挥倒渣。加强与监理的沟通联系，简化报验程序，加快报验速度，及时提供弃渣场地。同时在路基上开避一处集中弃渣场地，以保证路基无法填筑时，隧道正常弃渣。
解决好隧道弃渣利用问题，为隧道提供了弃渣场地，同时解决了路基填料不足的问题，是隧道快速掘进和路基正常施工的保证。当然如果有足够的弃渣场地，可根据隧道石质情况，可以考虑建立石子加工场，加工混凝土用的碎石、瓜子片以及路面材料，提高项目盈利水平。