探究隧道的建设技术

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1超前支护

小导管采用热轧无缝钢管，钢管材质经试验合格后进行加工。钢花管严格按设计孔径、孔间距、布置型式和位置自行加工。尾端50cm不钻孔，入土端制作成楔形。钻孔、下管。钻孔采用钻机沿拱架腹板预留孔进行，钻孔直径比钢管大5mm，打入长度不小于杆长的90%，如遇成孔较困难或较软的地层，则钻至孔深1.0m后，直接进行顶管作业。钻孔时避免钻杆摆动，保证孔位顺直。钻至设计孔深后，用吹管将碎碴吹出，注意避免塌孔。顶管。在土层或成孔较困难或较软地层施工超前小导管，主要采用顶管工艺。顶管施工时，在引孔内插入Φ42mm钢花管，安上与纤尾形状相同的击盘，利用管棚钻机的顶推力，将小导管顶入围岩中，钢管顶进长度≮90%管长。顶管至设计孔深后，将孔口用织物包裹，用塑胶泥将钢花管与孔壁之间的缝隙封堵。孔口露出喷射混凝土面15cm，与拱架焊接在一起。注浆。所有小导管打入完成后，采用喷混凝土封闭作业面。其后进行注浆，采用群管注浆技术，每次同时注3～4根，两台注浆机作业。注浆按从下到上的顺序，两侧对称进行。注浆前，加工连接球阀用的丝扣管、变径接头。注浆前，将丝口管焊接在管尾，安上球阀。使用KBY－50/70注浆机注浆，球阀止浆。采用分级升压法，注浆过程中，将压力分为两到三个阶段，分级升压注浆。注浆结束标准为：注浆压力达设计压力且注浆量也达到设计量时，即可停止注浆。停止时，先停泵再关闭球阀，最后清洗管路。注浆参数：注浆方式采用全孔一次性注浆。注浆采取纯水泥浆，其参数为：注浆压力0.5～1.0MPa；水灰比为1∶1。主要施工技术措施和控制要点。一是，小导管打入后，及时用高压风将孔内砂石吹出；二是，注浆前进行压水试验，检查设备是否正常，管路连接是否正确；三是，注浆过程中，随时观察压力及注浆泵排量变化情况，分析注浆情况，防止堵管、漏浆；四是，做好注浆记录，为分析注浆效果提供基础数据。

2超前地质预测预报

由于暗挖段通过熙源酒店，目前，由于地表勘察技术的限制，前方的围岩情况未能准确掌握，为了避免出现不必要的安全事故，因此，在施工过程中需做好超前地质预测预报。本段根据设计图纸超前地质预报方式为地质素描，但为了施工安全，在施工过程中增加超前探孔，以便更好了解前方围岩。根据开挖后的地质情况，必要时采用超前地质钻、TSP或地质雷达等方式。超前探孔超前探孔原理。超前探孔是利用风钻在隧道工作面进行水平钻探，采用进钻速度、流出浆液的颜色判断前方岩石。超前探孔布置。超前探孔采用风钻在掌子面钻进3～5个探孔，孔深5m。成果资料。对风钻的钻进速度、孔内流出的浆液颜色进行记录，经分析判别得出前方岩石的情况，从而指导下步施工。地层岩性。地层地质时代、岩层厚度、层间结合程度、岩层产状、岩性、岩石硬度、风化程度等。地下水的特征。出水点位置、水量、水压、水温、水色、悬浮物（泥砂等）测定；出水点和地质环境的关系；与地表相关气象、水文观测；洞内涌水与地表径流、降雨的关系；必要时进行水样分析。工作成果：根据专职地质工程地质素描和编录得到地层岩性、地质构造、不良地质、水文地质特征等，判定围岩完整性和围岩分级，结合勘察、地质调查及辅助洞开挖取得的地质资料预测隧道前方地质条件。

3隧道洞身开挖

隧道采用三台阶法施工，由于机械开挖，上台阶高度较小，开挖时需在中台阶开槽，预留两侧岩石，中台阶开挖时错开开挖。开挖时，首先，采用潜孔钻机进行钻孔，钻孔直径为150mm，间距为45mm×45cm，钻孔深度控制在1.2～2m，然后，用液压破碎锤进行破碎。上台阶施工时，用液压破碎锤从中部开挖轮廓线进行破碎，然后架设上台阶钢拱架。上台阶施工至3～5m，开始进行中台阶开挖，采用破碎锤两侧错开开挖，架设边墙钢支撑。当中台阶施工3～5m，再进行下台阶的开挖，下台阶的施工方法和中台阶相同。下台阶初支后，及时施作仰拱钢架，将隧道断面正式封闭成环。三台阶法开挖上台阶循环进尺为0.6m，中下台阶循环进尺视地质情况可为0.6～1.2m，台阶长度3～5m。开挖施工主要技术和安全措施及控制要点：三台阶法施工工序繁多，工序变换频繁，施工工艺要求高，工序间相互间影响因素较多，施工前充分考虑各种因素可能对施工造成的影响，各项技术准备工作必须超前。严格按照新奥法的施工原理和“管超前、严注浆、短进尺、强支护、勤量测、早封闭”的原则进行施工组织。开挖前按照设计要求进行超前预支护施工，以保证开挖过程中围岩有足够的自稳能力。严格控制循环进尺，人工配合修整成形，减少超欠挖。每循环开挖前均进行施工测量放样，确保架立钢架定位准确，施工放样时详细准确记录先行钢架的里程，以确保后续施工钢架在同一断面内。开挖后及时进行初期支护作业，尽早使支护封闭成环，改善结构受力条件，保证安全施工。严格控制各部台阶长度，下台阶开挖后初支仰拱紧跟封闭。实际地质与设计不相符时及时向监理、设计和业主单位报告，以便及时修改参数和调整施工方法。加强监控量测，根据量测结果反馈施工，以优化施工支护参数。加强超前地质预报，根据预报结果优化施工方案。防坍是软弱围岩的施工重点，充分认识进度与质量之间的关系，在确保安全质量的前提下，合理组织劳动力进行施工。

作者：孟祥飞单位：中铁隧道股份有限公司