软弱围岩隧道的快速施工

2、1 洞口段施工

一般来讲，洞口段围岩破碎松散，开挖后，围岩不能形成自然拱，易导致坍塌。根据各隧道洞口的地质情况，采取了如下措施：羊马河隧道进、出口及湫沟斜井、关路坡隧道进、出口、翅膀沟隧道进、出口的地质条件较好，清理边仰坡、进行锚杆挂网和喷砼封闭后直接进洞；关路坡隧道蚂蚁斜井洞口位于地下水、地表水发育地段，地层为红粘土，含水量大，呈软塑状。对围岩采用超前小导管进行预加固。 2、2 正洞施工

本标段三座隧道可分为两类，即土质隧道和石质隧道。新黄土具Ⅱ级自重湿陷性，红粘土呈弱膨胀性，砂岩及页岩互层，风化严重，产状几乎呈水平状，且岩层较薄。在各岩层界面，有较丰富的地下水。针对这种情况，我们对土质隧道采用非钻爆开挖法（即用风镐配合挖掘机开挖），石质隧道采用了弱爆破开挖法。 2、2、1 土质隧道I、Ⅱ类围岩的施工

在土质隧道施工中,我们严格遵循了“短开挖，禁爆破，快支护，勤量测，紧衬砌，早成环”的原则，采取超短台阶法，用风镐配合挖掘机开挖的施工方法。

当围岩软弱、松散时，围岩变形快，侧压力大，自稳时间短，初期支护早期强度不能满足围岩稳定的要求，甚至开挖后便产生围岩失稳坍塌。根据本标段三座隧道围岩情况，一般情况下，采用超前锚杆的办法，稳定围岩。当覆盖层较薄，围岩松散破碎时，采用超前小导管进行预加固（具体开挖顺序见图1），其工艺流程见图2。 通过上述分析，土质I、Ⅱ类围岩地段的施工步骤如下:

a、 开挖（1）部 （1）部开挖非常重要，直接影响其它步骤的正常实施。本部开挖每次进尺不宜超过1.5m,开挖范围以同时满足人工开挖（1）部、施作初期Ⅱ部、并正确使用挖掘机开挖核心土（3）的最小尺寸要求，最大限度发挥机械施工效率，减少人工开挖作业量，加快施工速度。（1）部施工时要保留核心土（3）部。（3）部的作业即可作为（1）、Ⅱ的作业平台，从力学角度讲，它可以对II部拱脚形成反压，稳定拱脚，减小拱部下沉。为（1）部施工方便并考虑后续施工步骤容易实施，（1）部开挖的下部可以最大跨线为限，拱部开挖轮廓考虑预留变形量、钢架（格栅）的5cm砼保护层为限，并便于钢架（格栅）的分节安装。 a. 根据钢架（格栅）、喷拱部砼.初期支护II部 根据围岩（新、老黄土，红粘土）的工程地质特征，为施工安全，开挖后及时初喷砼5cm尽早封闭岩面，并保证钢架（格栅）的砼保护层厚度。

安装时，为了尽量减少拱顶下沉，严禁基脚处超挖，且将该处进行适当夯实处理，围岩承载力较小时，加大钢板或木板，增加承压面积。钢架两基脚处加锁脚锚杆。钢架（格栅）不仅是作为初期支护之前的施工支护，而且是复合式衬砌结构的一部分，还应严格按设计实施。

喷砼施工：作为喷锚构筑法的一个重要施工环节，还是作为隧道的永久支护，喷砼对隧道的顺利施工和运营安全都将起至关重要的作用。本标段三座隧道施工，选用TK—961湿喷机进行湿喷，加入TX—1型液体速凝剂以减少粉尘和回弹。

b. 开挖核心土（3）及落中槽（4） 为了（1）、Ⅱ部的施工方便,(3)部的长度不宜超过3m。

加快施工速度，采用反铲挖掘机开挖（3）部，但施工时，挖掘机大臂及挖斗严禁碰撞

II部。

中槽（4）部可用挖掘机或装载机开挖，开挖长度控制在6m以内,可与(3)部顺接,其上、下口宽以保证两边墙马口上、下部宽度≮1.2m,马口与底部顺接。由于黄土隧道开挖后，侧压力较大，所以，中槽开挖不宜过长、过宽，确保马口稳定。 d、开挖马口(5)、（7）部及作初期支护Ⅵ、Ⅷ 为保证（Ⅱ）稳定，两侧马口开挖时，应前后错开，相距1m。用风镐开挖，坚持短进尺，每次挖1m，自上而下进行，同时应保证两榀钢架（格栅）不能同时悬空，边挖边接长钢架（格栅）。基脚处做历实处理，以期稳定。开挖完毕，即喷砼封闭岩面。该部施工时，切不可盲目冒进。 e、施作仰拱Ⅸ部

这一步是具体体现新奥法施工的一条重要原则：早日成环。黄土隧道施工，仰拱对衬砌结构的稳定起至关重要的作用。由于黄土隧道开挖后，变形较大，侧压力也较大，为防止边墙内挤侵限，按“早成环”的原则，应及时施作仰拱，封闭结构。仰拱一般紧跟初期支护，在地下水较多或土层较好时可拉开一定距离，但最大不超过10%，在含水较大的新黄土地段，应先施作仰拱。（4）、（5）、（7）部施工时不要扰动底部（轨面以下），底部随着开挖既施作仰拱，防止施工用水及地下水浸泡基础。

f、灌注二次衬砌砼Ⅹ、Ⅺ部

二次衬砌的施作时间，应满足下列条件：各测试项目所显示的位移率明显减缓、各项收敛速度＜0.2mm/d或拱顶位移速度＜0.15mm/d、已发生的各项位移，已达到预计位移总量的80～90%、初期支护表面没有再发展的明显裂缝。根据三座隧道的土质情况，既考虑上述条件，又考虑工期紧的具体情况：采取二次衬砌紧跟，即I类围岩地段衬砌距掌子面5～6m、Ⅱ类围岩地段衬砌距掌子面8～11m，Ⅲ类围岩地段衬砌距掌子面13～15m、浅埋地段应及时进行二次衬砌。 4 体会和认识

4.1 注重调查研究，优化施工组织，是优质快速施工的前提

（1）施工前应详细调查研究隧道所通过地段的不良地质现象，准确判断围岩类别。特别是在具有II级湿陷性新黄土地段，对地下水情况应做到心中有数。

（2）根据软弱围岩的水文地质与工程地质特征，结合工期及质量要求，确定施工方案及施工方法，确定合理的资源配置。 4.2 重视隧道施工现场管理

（1） 长大软弱围岩隧道无轨运输施工，通风工作至关重要。

羊马河隧道、关路坡隧道共开了5个直径2m的竖井，从而大大地降低了通风困扰施工的难题。

（2）水是控制土质围岩类别的一个重要指标，也严重影响石质围岩的稳定性。因此软弱围岩隧道施工必须严格控制施工用水及地下水，制定切实可行的排水措施。 4.3 严格按“新奥法”原则施工

（1） 土质隧道按照“短开挖，禁爆破，快支护，勤量测，紧衬砌， 早成环“的原则施工。石质软弱围岩隧道必要时也只能是弱爆破。 （2） 加强量测工作。根据量测数据指导施工、修改设计参数。