崔正國

（中建路橋集團(tuán)有限公司，河北 石家莊 050001）

1 工程概況

某隧道工程位于高速公路第四標(biāo)段，隧道左幅長455m，右幅長470m，隧道所處圍巖為Ⅲ類、Ⅳ類圍巖，圍巖自承能力較差。隧道施工根據(jù)圍巖結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采用新奧法施工技術(shù)，初期支護(hù)方案為超前錨桿加固、噴射混凝土、安裝格柵鋼構(gòu)架。開挖施工采用短臺階光面爆破法，先期進(jìn)行洞門施工，加固洞門圍巖結(jié)構(gòu)，后與洞內(nèi)二次襯砌同時(shí)施工。本工程新奧法施工要點(diǎn)為短開挖、弱爆破、強(qiáng)支護(hù)、早襯砌、勤測量。

2 新奧法施工技術(shù)在公路隧道工程中的應(yīng)用

2.1 開挖與爆破

本工程在充分考慮支護(hù)結(jié)構(gòu)受力條件的前提下，采用正臺階開挖法，上下斷面平行作業(yè)，在開挖上臺階時(shí)留取核心土，以達(dá)到控制隧道收斂速度的目的。具體施工技術(shù)如下。

2.1.1 洞頂加固

本工程在進(jìn)洞前清理坡面上的危巖，拆除位于洞頂處的水渠，采用噴錨掛網(wǎng)聯(lián)合防護(hù)技術(shù)對洞頂20m×40m 區(qū)域進(jìn)行加固；在加固中，采用長為3～5m的黏結(jié)型早強(qiáng)砂漿錨桿，錨桿間距控制在1.2m，在表面掛網(wǎng)，網(wǎng)格間距控制在20cm×20cm，噴射混凝土，混凝土厚度為10cm[1]。

2.1.2 進(jìn)洞口開挖

（1）在進(jìn)洞口采用明挖法開挖土石方，開挖順序?yàn)閺纳系较路謱娱_挖，每層開挖高度為2m；縱向開挖采用挖掘機(jī)，保證一次開挖成型；在開挖過程中遇到挖不動(dòng)的巖石地段，則要用弱爆破方法完成開挖，減輕對圍巖的擾動(dòng)[2]；在隧道出口開挖中采用光面爆破短臺階施工技術(shù)，上臺階開挖長度為洞跨的2 倍；土石方施工后，根據(jù)設(shè)計(jì)坡度要求進(jìn)行刷坡，噴射混凝土穩(wěn)固邊坡，混凝土厚度為10cm，避免洞口坍塌。

（2）在進(jìn)口5m 處采用鋪設(shè)格柵鋼架，拱部縱向連接筋間距控制在0.5m，在拱部表面掛網(wǎng)并噴混凝土，厚度為10cm；在拱部加固中采用超前小導(dǎo)管注漿加固技術(shù)，小導(dǎo)管外徑42mm，長為3.6m，壁厚為3.5mm，環(huán)向與縱向間距分別為0.4m、2.4m，搭接長度不得小于1.0m；加工小導(dǎo)管前端部位，形成尖錐形，在小導(dǎo)管尾部焊接加固鋼筋；小導(dǎo)管管壁鉆壓漿孔，孔直徑為10mm，在距離導(dǎo)管尾端1m 處停止鉆孔；根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙放線，確定拱部開挖的輪廓線，采用風(fēng)槍鉆眼，安裝小導(dǎo)管，小導(dǎo)管外露0.5m；安裝一排小導(dǎo)管后注漿，漿液以水泥漿液為主，漿液中摻入5%的水玻璃，注漿壓力為0.5～1.0MPa，采用分漿器同步向4 根小導(dǎo)管注漿，注漿后檢查圍巖固結(jié)效果；小導(dǎo)管注漿固結(jié)后開挖，邊開挖邊噴混凝土封閉巖面，厚度為5cm，設(shè)置鋼支架、錨桿加固、表面掛網(wǎng)，以穩(wěn)定巖面受力結(jié)構(gòu)。

（3）本工程為保證施工安全，減少超欠挖量，采用光面爆破技術(shù)替代鉆孔爆破技術(shù)；在光面爆破中適當(dāng)加密周邊眼，爆破層厚度為50～90cm[3]；爆破采用的炸藥為猛度低、炮速低、破巖能力強(qiáng)的炸藥，使用即發(fā)雷管與導(dǎo)爆索同時(shí)起爆爆破眼。

2.1.3 出口仰破加固

本工程的隧道出口仰破較陡，左側(cè)堆積大面積采石，右側(cè)為山體，分布1.0～3.0m厚的黃土層，該區(qū)域用于種植農(nóng)作物。在長期經(jīng)受流水沖刷的情況下，隧道仰破結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，需使用噴錨加固法對仰破加固處理。采用Φ28mm 砂漿錨桿，長度為2～12m，利用砂漿錨桿加固14m×28m區(qū)域，砂漿錨桿間距為1.5m，表面掛鋼筋網(wǎng)，網(wǎng)格間距為25cm，噴厚度為10cm 的混凝土。

2.2 噴錨支護(hù)

本工程采用噴錨支護(hù)，對Ⅲ類圍巖加裝鋼格柵1榀/m，濕噴混凝土，使混凝土與圍巖形成承載環(huán)，起到圍巖加固作用；在開挖面施工時(shí)緊跟首噴混凝土，厚度為3～5cm，為錨桿和掛網(wǎng)施工提供作業(yè)面；待安裝好鋼格柵后，二次噴射混凝土，噴射后4h內(nèi)不允許爆破[4]。具體的施工技術(shù)如下：

2.2.1 噴射混凝土

（1）混凝土噴射采用P2-5（B）型噴機(jī)，壓風(fēng)機(jī)的供風(fēng)量為21.5m3/min，在隧道入口管道上安裝增壓水泵；混凝土材料為普通硅酸鹽425 水泥，中粗砂含水率為5%～7%，選用級配10～15mm 的石子，在拌和混凝土?xí)r摻入適量速凝劑。

（2）混凝土噴射順序?yàn)閺南碌缴稀⑾葔蠊?，若隧道巖面出現(xiàn)嚴(yán)重的凹凸不平，則要先噴射凹處；混凝土噴射采用分段分片施工方法，每片噴射要從下部橫掃移動(dòng)，往返一次，再向上移動(dòng)橫掃噴射，最大噴射長度不得超過6m。

（3）在噴射時(shí)，洞內(nèi)噴射厚度為3～5cm，洞口段噴射厚度必須超過10cm，控制噴射設(shè)備與面層之間的距離，一般在1.0m 左右；噴射完畢后及時(shí)養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)周期為7d。

2.2.2 水泥砂漿錨桿施工

（1）錨桿選用20MnSi 鋼筋；砂漿材料為普通硅酸鹽425 水泥、砂、速凝劑，速凝劑摻入量為水泥用量的3%，砂粒徑在3mm 內(nèi)，水灰比為0.45，砂漿初凝時(shí)間和終凝時(shí)間分別不得超過5min、10min。

（2）對錨桿除銹，首噴混凝土后安裝錨桿，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙放線，定位錨桿鉆入位置；鉆孔時(shí)保持直線鉆進(jìn)，與巖層結(jié)構(gòu)面垂直，控制深度和孔距誤差，分別不允許超過±5cm、±15cm；鉆孔直徑要略大于錨桿直徑1.5cm。

（3）灌漿前清理干凈孔眼，均勻拌和水泥砂漿，從孔底均勻灌漿，保證灌漿飽滿、連續(xù)不斷，灌漿后緩慢拔管[5]。

2.2.3 格柵鋼架

對稱焊接格柵鋼架，焊接長度不得小于4cm；清理安裝部位處的雜物，回填超挖部分，人工組裝鋼架，用螺栓連接鋼架，兩榀格柵之間用拉桿連接；安裝鋼架時(shí)，鋼架與圍巖之間相距5cm，保證混凝土厚度大于4cm。

2.2.4 復(fù)噴混凝土

在安裝完畢錨桿、格柵后復(fù)噴混凝土，復(fù)噴時(shí)間必須在首噴混凝土終凝1h后；復(fù)噴前沖洗受噴面，實(shí)測錨桿、格柵空隙距離，保證復(fù)噴密實(shí)，厚度符合設(shè)計(jì)要求，使混凝土全部覆蓋鋼筋網(wǎng)。

2.3 襯砌施工

本工程采用襯砌臺車施工，在二次襯砌前時(shí)施作防水層，避免襯砌滲水；混凝土澆筑按照自下而上的順序施工，從邊墻澆筑到拱頂，整體式完成襯砌混凝土工程，不能留有工作縫；在混凝土澆筑到拱腳處時(shí)，可以中斷澆筑，待墻上混凝土下沉穩(wěn)定后，即停留1～2h 后繼續(xù)澆筑混凝土；控制初期支護(hù)與二次襯砌的空隙，在空隙間壓入水泥砂漿。

2.4 施工量測

在施工過程中，采用超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法測量圍巖變化和支護(hù)結(jié)構(gòu)，及時(shí)調(diào)整支護(hù)方案，有效預(yù)防突發(fā)事故。本工程采用的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法為：工程地質(zhì)調(diào)查法，在隧道施工前調(diào)查分析地質(zhì)情況，掌握隧道工程區(qū)域的地質(zhì)結(jié)構(gòu)特征，判斷施工方案的可行性；地質(zhì)雷達(dá)法，采用地質(zhì)雷達(dá)設(shè)備探測圍巖結(jié)構(gòu)，掌握圍巖裂隙分布情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)掌子面前方的圍巖類型變化，準(zhǔn)確識別斷裂帶[6]；全站儀監(jiān)測，在施工過程中，采用全站儀測量隧道邊墻、拱頂和隧底的位移情況。

3 結(jié)語

公路隧道工程施工中，結(jié)合圍巖結(jié)構(gòu)特點(diǎn)合理采用新奧法進(jìn)行支護(hù)施工，應(yīng)嚴(yán)格控制預(yù)支護(hù)、開挖、初期支護(hù)、量控監(jiān)測和二次襯砌關(guān)鍵施工環(huán)節(jié)，通過錨桿施工和噴射混凝土強(qiáng)化原有巖體強(qiáng)度，最大限度發(fā)揮出圍巖自身承載力作用，加固圍巖結(jié)構(gòu)，控制圍巖變形，從而保證公路隧道施工質(zhì)量和施工安全性。