陳博文

鳳嶺南隧道下穿現(xiàn)有青秀山度假村別墅區(qū)，而別墅樁基礎(chǔ)樁底與隧頂間距較小，常規(guī)支護(hù)施工無法保障工程安全。文章通過對該隧道地質(zhì)情況及現(xiàn)場環(huán)境的調(diào)查分析，提出下穿段拓寬范圍并加固支護(hù)的施工方案，并給出相應(yīng)的施工參數(shù)，供類似項目參考。

下穿隧道;施工技術(shù);超前支護(hù)

U455-A-28-097-4

0?引言

南寧市鳳嶺南隧道下穿現(xiàn)有青秀山度假村別墅區(qū)，而別墅樁基礎(chǔ)樁底與隧頂間距較小，常規(guī)支護(hù)施工無法保障工程安全。本文通過對該工程地質(zhì)情況及現(xiàn)場環(huán)境的調(diào)查分析，提出下穿段拓寬范圍并加固支護(hù)的施工方案，同時給出了相應(yīng)的施工參數(shù)建議。

1?工程概況

1.1?工程簡介

鳳嶺南路位于南寧市青秀區(qū)，是聯(lián)通整個青秀區(qū)東西向的城市Ⅰ級主干路，隧道為雙向6車道，設(shè)計時速為50 km/h。鳳嶺南隧道為鳳嶺南路的關(guān)鍵節(jié)點，隧道全長為1 001 m，內(nèi)部的平曲線半徑為700 m，隧道口與現(xiàn)狀青秀山坡腳順坡銜接，隧道口頂部規(guī)劃設(shè)計青秀山步道，局部采用景觀護(hù)坡。隧道位于K2+346～K2+447段樁號，其中K2+386～K2+415下穿青秀山度假村別墅區(qū)，屬于施工中應(yīng)重點考慮分析并編制專項方案的施工節(jié)點。

1.2?工程地質(zhì)情況

K2+386～K2+415為下穿青秀山度假村別墅區(qū)部位，根據(jù)地勘報告判定，本段下穿隧道圍巖級別為Ⅴ級，整體穿越一構(gòu)造斷層，詳細(xì)圍巖描述見下頁表1。斷層總體較為平直，發(fā)育有片狀及透鏡體狀構(gòu)造角礫巖，鉆孔揭露為構(gòu)造破碎，石英等巖脈較發(fā)育，少量漏水，裂隙面多見鐵錳質(zhì)結(jié)核物，破碎帶寬度為3～6 m，斷層與隧道呈斜交，整體穩(wěn)定，局部易掉塊，滲水中等。此破碎帶距全風(fēng)化層和強風(fēng)化層較近，整體地層為破碎粉砂巖層，存在整體涌水及掌子面坍塌的可能性。

1.3?周邊建筑物

本段施工中，所穿越建筑物為青秀山度假村別墅區(qū)。通過多種方式對建筑物進(jìn)行深入調(diào)查，包括走訪、了解設(shè)計文件、查找資料及查詢建筑物相關(guān)單位等，搜集各方面信息，目前所掌握的信息與房屋實際建成平面圖存在沖突。根據(jù)資料搜集，可知建筑所在區(qū)域為Ⅴ級圍巖區(qū)，建筑位于山頂，整體尺寸約為15 m×10 m，建筑物為2層的框架結(jié)構(gòu)建筑物，基礎(chǔ)采用樁基礎(chǔ)，設(shè)計為13根人工挖孔灌注樁，樁徑為1 200 mm，部分?jǐn)U底樁徑可達(dá)1 500 mm，樁身混凝土強度等級為C35。樁底高程不一，為長短樁交錯布置，最低樁底高程為5.3 m，洞頂開挖設(shè)計高程為-2.6 m。

2?施工方案

2.1?施工調(diào)整范圍

根據(jù)下穿別墅區(qū)段隧道覆土厚度及隧道開挖施工工藝，考慮對隧道下穿別墅區(qū)段產(chǎn)生的影響，將下穿別墅區(qū)段隧道開挖里程進(jìn)行外延：K2+386～K2+415兩端分別外延20 m后，里程為K2+366～K2+435;考慮到開挖臨空面及拱頂?shù)臄_動影響，為盡量減少安全隱患，隧道整體采用CRD工法機械開挖，確保開挖穩(wěn)定性。遵照每循環(huán)機械開挖進(jìn)尺約1 m，每天1.5循環(huán)的方法施工，即遵循短進(jìn)尺小開挖的施工指導(dǎo)思想。

2.2?施工程序

首先對上拱部進(jìn)行支護(hù)施工，必要時對掌子面進(jìn)行封閉施工→上臺階左右兩塊土體開挖→上臺階拱部施工超前小導(dǎo)管，并輔以鋼拱架施工→中央臨時鋼架施工，中部土體噴混凝土與臨時拱連接→下臺階部分土體開挖，并輔以下部鋼拱架施工→對仰拱部分土體開挖并施作下部支護(hù)，對整個橫斷面支護(hù)進(jìn)行封閉連接形成整體支護(hù)→仰拱部分混凝土回填，并施工防水層及二襯混凝土[1]。

2.3?支護(hù)參數(shù)調(diào)整

隧道下穿別墅區(qū)K2+386～K2+415原設(shè)計為CRD工法，并采用S2-Va型復(fù)合式襯砌，如圖1所示。其支護(hù)參數(shù)為：超前支護(hù)42超前小導(dǎo)管@40×300 cm，L=450 cm;25中空注漿錨桿@75×75，L=350 cm;掛8@20×20鋼筋網(wǎng);I18工字鋼架@75 cm，噴C25混凝土24 cm;1.5 mmEVA復(fù)合防水板;模筑C35防水鋼筋混凝土45 cm。

由于外部環(huán)境發(fā)生變化，經(jīng)設(shè)計單位復(fù)核，參建單位協(xié)商同意后，采取在K2+366～K2+435段以S2-Ⅴa型襯砌支護(hù)形式的基礎(chǔ)上加強;超前支護(hù)采用42雙層超前小導(dǎo)管@40×300，長2.5 m和4.5 m，超前支護(hù)范圍為150°;系統(tǒng)錨桿采取25中空注漿錨桿@50×50，長4.5 m;掛8@20×20鋼筋網(wǎng);I18工字鋼架設(shè)間距為50 cm;22環(huán)向連接筋間距為50 cm;噴C25混凝土24 cm。

3?主要施工工藝

3.1?CRD開挖工法

CRD開挖工法，即交叉中隔壁開挖法，通過在隧道開挖橫斷面設(shè)計橫向及縱向的中隔壁，將整個開挖斷面劃分為若干個塊分塊開挖的施工工法。此方法能有效減小單次開挖的拱高及拱寬，極大地提高開挖過程中圍巖的穩(wěn)定性，對于圍巖級別較差的隧道有著較好的施工效果[2]。需要注意的是，即便分塊施工，隧道拱部仍有較高的坍塌風(fēng)險，因而在施工中，還需同步進(jìn)行隧道超前預(yù)報及隧道的位移監(jiān)測等工作，在動態(tài)監(jiān)測下指導(dǎo)隧道開挖施工。CRD法施工工藝流程如圖2所示。

根據(jù)隧道的高度及寬度，通過參考類似工程案例并咨詢相關(guān)專家后，本次CRD法施工共將隧道分為四部分，具體分塊形式見圖3。

根據(jù)圖3的分塊開挖示意，本次開挖擬采用如下的施工流程：

（1）上一進(jìn)尺的整體鋼拱架施工完成后，方可進(jìn)行下一進(jìn)尺的分塊施工。施工時，上一進(jìn)尺的鋼拱架可以作為本次進(jìn)尺的拱部支護(hù)，然后從上至下、從左至右開挖1塊土體，確保開挖面穩(wěn)定。如開挖后發(fā)現(xiàn)掌子面涌水或破碎較為嚴(yán)重，則需立即采用噴射混凝土對掌子面進(jìn)行臨時防護(hù)。

（2）1塊開挖的同時，需同步對其右側(cè)及下側(cè)施作中部臨時拱架。拱架采用工字鋼及鋼架等制成，必要時對面部與土體結(jié)合部位采用混凝土封閉。

（3）1塊整體開挖到位，且臨時拱架施工完成后，繼續(xù)開挖2塊土體，開挖順序為從右至左、從上到下。掌子面情況可同1塊開挖處理方式。

（4）1塊和2塊開挖出來后，需將橫向臨時拱架整體連接，可采用焊接配合腰鎖扣的方式。連接完后，進(jìn)行3塊的開挖，開挖流程及開挖面控制同上述2塊的步驟。

（5）3塊開挖及支護(hù)完畢后，立即將整個豎向臨時拱架連接成一體，同樣采用焊接搭配腰鎖扣的方式。之后便可進(jìn)行4塊土體的開挖，直至整個面開挖完成。

（6）結(jié)合監(jiān)測數(shù)據(jù)，待確保穩(wěn)定后，可逐步拆除中間的橫向及縱向臨時拱架，并立即施作二襯結(jié)構(gòu)。

3.2?超前小導(dǎo)管施工工藝

小導(dǎo)管采用外徑42 mm、壁厚4 mm的熱軋無縫鋼花管制成，第一種長450 cm，以平插角10°～15°打入圍巖，環(huán)向間距40 cm，縱向間距為300 cm。第二種長250 cm，以平插角5°～10°打入圍巖，環(huán)向間距40 cm，縱向間距為300 cm。每環(huán)小導(dǎo)管縱向間距為1.0 m，縱向交錯布置，保證搭接部分長度>1 m。鋼管插入端頭需制作成圓錐頭，端部需焊接完好不漏漿，鋼管露出端需與部分加固鋼筋焊接，用以后續(xù)施工與鋼架整體焊接?；ü芄苌硇栝_孔用以注漿，開孔直徑為6 mm，梅花形布置于管身，間距為15 cm，圓錐端頭不開孔，作為止?jié){控制端頭。

制作完小導(dǎo)管后，需立即投入超前支護(hù)施工，小導(dǎo)管制作方式及施工控制斷面詳見圖4，其主要施工控制工藝流程如下：

（1）施工單位根據(jù)地勘報告詳細(xì)交底后，在施工現(xiàn)場精確放樣，放樣時需注意準(zhǔn)確描繪出隧道開挖橫斷面的位置與尺寸，同時準(zhǔn)確定位每根小導(dǎo)管的打入中心點。

（2）本斷面測繪完成后，應(yīng)立即從加工場將制作好的小導(dǎo)管運抵現(xiàn)場進(jìn)行施工。施工小導(dǎo)管時，須確保施工鉆機所在場地地基穩(wěn)定結(jié)實，同時鉆機應(yīng)調(diào)整好水平度及鉆孔傾角，確保小導(dǎo)管方向不存在偏差。

（3）針對下穿青秀山別墅區(qū)段洞身圍巖處于斷裂帶，及巖體破碎等地質(zhì)情況，應(yīng)根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)及時調(diào)整注漿壓力，確保整體的穩(wěn)定安全。

3.3?錨桿施工工藝

錨桿施工需在前一進(jìn)尺的初步支護(hù)完成后進(jìn)行，其主要控制性施工工藝如下所述：

（1）錨桿施工前，應(yīng)由測量放樣人員對鉆孔進(jìn)行標(biāo)注定位，每根錨桿的間距、長度及傾角都應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計進(jìn)行，一般沿掌子面方向交錯梅花型布置鉆孔位置。為確保錨桿施工時的整體豎直度，可在必要情況下封閉部分掌子面確保錨桿鉆機的基底穩(wěn)定。

（2）設(shè)計錨桿較短時，可采用手持式鉆孔器械;設(shè)計錨桿較長時，則需采用車式固定鉆機，配套鉆桿應(yīng)根據(jù)支護(hù)設(shè)計中錨桿的長度合理搭配。鉆孔需考慮錨桿鋼筋與巖體的固結(jié)及摩擦空間，因而需要整體擴孔，若空間不滿足需協(xié)調(diào)設(shè)計單位進(jìn)行變更。鉆進(jìn)施工時需勻速緩慢進(jìn)行，切忌速度過快導(dǎo)致震動較大使圍巖松動坍塌。

（3）鉆孔施工完成后，需查看鉆孔位置是否符合設(shè)計要求，深度是否可插入設(shè)計長度的鋼筋錨桿，并保留一定的封漿長度。鉆孔檢驗合格后，采用高壓風(fēng)清理鉆孔，將孔內(nèi)的殘渣及松散塊體吹落確保鉆孔干凈。

（4）將錨桿鋼筋插入鉆孔內(nèi)，確保錨桿端頭長度長于鉆孔30 cm，并在鉆孔端頭安裝止?jié){塞。鋼筋整體可利用細(xì)小鋼絲臨時固定，確保注漿時錨桿桿體不會移動，桿體不會與鉆孔發(fā)生接觸[3]。注漿時需使?jié){液整體裹住鋼筋，漿液初凝后按順序安裝墊板、螺母，并在錨桿承載力符合要求后擰緊螺母。

（5）本段下穿隧道位于斷層帶，且圍巖巖體較為破碎，在此類圍巖中施工錨桿，一次注漿可能無法達(dá)到設(shè)計要求，因而需采用二次注漿提高錨桿和巖體粘結(jié)強度，同時兼具固結(jié)錨桿四周松散土體的作用。二次注漿壓力應(yīng)略低于一次注漿，同時應(yīng)監(jiān)測圍巖的應(yīng)變，確保二次壓力能固結(jié)住周邊土體且不會被壓力沖塌。

4?結(jié)語

（1）隧道下穿既有建筑物施工前，應(yīng)詳細(xì)地對建筑物進(jìn)行調(diào)查，尤其是其結(jié)構(gòu)型式與基礎(chǔ)型式，并仔細(xì)核對隧道所在地層及隧頂與建筑基礎(chǔ)的距離，根據(jù)調(diào)查結(jié)果進(jìn)行針對性的加強支護(hù)施工[4]。

（2）施工工法應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場地質(zhì)情況相應(yīng)調(diào)整，施工期間應(yīng)加強監(jiān)測，確保隧道結(jié)構(gòu)與上部建筑物結(jié)構(gòu)的變形均滿足相關(guān)規(guī)范要求。

（3）小導(dǎo)管注漿壓力應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場試驗確定，壓力應(yīng)隨著地質(zhì)情況變化而變化，避免施工引起局部過強而隆起或局部較弱而塌陷。

參考文獻(xiàn)：

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