曹松俊

摘要：介紹半明半暗隧道施工工序及開挖支護方法，對如何保證高邊坡半明半暗隧道的施工安全，有一定的借鑒作用，目前，半明半暗隧道的高邊坡的防護施工優(yōu)化、洞內(nèi)的半斷面爆破開挖控制、隧道支護已成為施工安全的核心。以杭黃鐵路工程毛蓬崗隧道右線YDK27+265～+305反壓回填段為例，介紹半明半暗隧道施工技術(shù)以及施工技術(shù)難點。

Abstract： This paper introduces the construction process and excavation support method of semi-bright and semi-dark tunnels， which has certain reference for how to ensure the safety of the high-slope semi-bright and semi-dark tunnels. At present， the protective construction optimization， semi-section blasting excavation control and tunnel support in the cave of the high slope of the semi-bright and semi-dark tunnels have become the core of construction safety. Taking the YDK27+265～+305 backpressure backfill section of the right line of Maopenggang Tunnel of Hanghuang Railway Project as an example， the construction technology and construction technology difficulties of the semi-bright and semi-dark tunnels are introduced.

關(guān)鍵詞：隧道；半明半暗；邊坡防護優(yōu)化；開挖施工技術(shù)；反壓回填

Key words： tunnel；semi-bright and semi-dark；slope protection optimization；excavation construction technology；back pressure backfill

中圖分類號：U455 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）33-0138-03

1 工程概況

杭黃鐵路工程YDK27+015～YDK31+143.794為毛蓬崗隧道右線，全長4128.794m，位于浙江省蕭山區(qū)所前鎮(zhèn)與臨浦鎮(zhèn)之間，是杭黃鐵路重點工程之一。

毛蓬崗隧道右線YDK27+265～+305段共40米位于地方石料廠，由于石料廠開采導(dǎo)致線路右側(cè)部分洞身裸露。

YDK27+265～+305段位于F1斷層破碎帶，地表形態(tài)起伏較大，圍巖定義為V級圍巖，YDK27+265～+305段處于陡峭的一面山坡坡底，節(jié)理裂隙發(fā)育。表面裸露風(fēng)化巖石，松散破碎散落于邊坡面，洞身左側(cè)覆蓋層達到60m以上，右側(cè)則全部外露，屬于典型的半明半暗偏壓隧道。

2 施工特點和難點

①隧道洞身左側(cè)邊坡陡峭，拱部明挖易造成山體滑坡；②拱部直接明挖進洞，對洞身易產(chǎn)生偏壓，影響隧道結(jié)構(gòu)安全。

3 施工總體方案及施工技術(shù)難題

3.1 施工總體方案

該段反壓回填施工共分四個階段，第一階段，清理回填面上懸崖危石后進行噴錨防護；第二階段，進行反壓回填段的地基處理和套拱施工；第三階段，在套拱完成后進行暗洞施工；第四階段，在YDK27+260～+310段二襯施工完成并達到設(shè)計強度后進行洞頂反壓回填。

3.2 施工技術(shù)難題

①洞口土石方施工安全，由于此段臨山，山體陡峭且風(fēng)化嚴重，如何確保清理危石的安全性，為一大技術(shù)難題；

②隧道開挖和鉆爆結(jié)合，由于隧道半明半暗的特性，斷面只有一半為實際可爆破部分，鉆爆過程中必須對炸藥量以及鉆眼布置控制到位，否則會對施工完成的套拱產(chǎn)生損壞的風(fēng)險以及危險，如何對炸藥量的控制以及對炮眼的布置成為一大技術(shù)難題。

4 施工步驟

4.1 套拱施工

①清理回填面上懸崖危石；

②護拱施工前對YDK27+265～+305段的邊坡危石防護。

在護拱頂以上1m處打設(shè)？準(zhǔn)89管棚，管棚縱向間距0.8m，每根鋼管長度10m，打進巖層6m外露4m，外露部分上面鋪設(shè)竹膠板，用來遮擋部分小塊落石以保證施工安全。

對洞口處的邊坡進行噴錨網(wǎng)防護，保證洞內(nèi)施工安全。

③套拱施工：

開挖方式：當(dāng)仰坡刷至起拱線時，測量放線，確定套拱位置及標(biāo)高。采用分層開挖預(yù)留核心土，將套拱邊墻兩側(cè)各開槽至設(shè)計位置；

拱架安裝：在YDK27+265位置處按照拱架加工技術(shù)交底要求安裝好第一榀拱架，工字鋼規(guī)格I18，并采用鎖腳錨桿進行固定，鎖腳錨桿采用6m的？準(zhǔn)42注漿鋼花管制作。再往大里程方向80cm處安裝第二榀拱架，拱架與拱架之間采用Ф22的螺紋鋼筋進行連接加固穩(wěn)定兩榀拱架，加固拱架的聯(lián)系筋的環(huán)向間距100cm，上下兩層，聯(lián)系筋采用焊接方式與拱架焊接牢固。再往小里程方向安裝第三榀鋼拱架，間距為80cm，第三榀拱架安裝時，在橫斷面方向留一個1：0.1的坡度；

模板制作：采用暗洞初支鋼架作為底模支架，底模板和頂模板采用方木，側(cè)模采用竹膠板，模板加固采用鋼管加固；

混凝土澆筑：①護拱C30混凝土澆筑：混凝土在集中拌和站拌制，采用混凝土輸送運輸至施工現(xiàn)場，采用12T吊車吊料斗裝混凝土放灰入模，兩側(cè)對稱澆筑。護拱混凝土方量460.8m3；②混凝土振搗：待模板安裝定位好后，采用C30混凝土澆筑，澆筑時從下到上、兩側(cè)對稱澆筑，采取分層澆筑，每層厚度不超過30cm。分層振搗，振搗時間10～30s，以混凝土開始出漿和不冒氣泡為準(zhǔn)?；炷翝仓蟊仨毤皶r振搗密實，快插慢提，便于混凝土中的氣泡排出，混凝土表面不再有明顯下沉，泛漿時停止振搗。相鄰兩層澆筑時間間隔不超過2h，確保上、下層混凝土在初凝之前結(jié)合好，不形成施工縫。嚴格按規(guī)范要求操作，從而確?；炷恋膹姸?；③混凝土的養(yǎng)生：混凝土初凝后覆蓋土工布進行灑水養(yǎng)護，灑水次數(shù)以混凝土表面潮濕為度，養(yǎng)護時間不少于7d。（圖2）

護拱施工以6米為一段，厚度80cm，采用鋼拱架作為模板支架，5cm木板加鐵皮作為面板，外模采用木模，參照明洞施工方法進行澆筑混凝土。（圖3）

4.2 半面暗洞施工

由于YDK27+265～+305段隧道的特殊性，隧道內(nèi)采用挖機配合進行對風(fēng)化嚴重的山體開挖后其余部分采用鉆爆開挖（臺階法），襯砌類型為Vb一般單線襯砌，暗洞施工遵循“弱爆破、短進尺、強支護、早封閉、勤量測”的原則。（表1）

4.2.1 隧道開挖

開挖爆破要求：隧道內(nèi)實際可以鉆爆的斷面為隧道斷面的一半，導(dǎo)致施工危險系數(shù)過高，施工過程中要保證每循環(huán)開挖不超過0.8m，即一榀拱架位置。下臺階采用爆破開挖，每次開挖1.6m，即兩榀拱架位置。

爆破參數(shù)控制：鉆爆中采用多鉆眼，少裝藥的弱爆破原則，減少飛石以及對高邊坡的影響，上臺階根據(jù)實際測量斷面布置炮孔共計117個，下臺階布置炮孔共計37個，如遇隧道輪廓線外露部分可適當(dāng)減少；上臺階設(shè)計總裝藥量為82kg，下臺階設(shè)計總裝藥量為35kg；上臺階孔數(shù)可根據(jù)現(xiàn)場斷面適當(dāng)進行控制布置，布置完成后將孔全部鉆完，可以根據(jù)現(xiàn)場情況進行兩次爆破開挖法，先裝藥爆破掏槽孔和底板孔，后根據(jù)爆破后的情況進行裝藥，裝藥爆破輔助孔和周邊孔。下臺階為一次爆破法。本爆破先按設(shè)計參數(shù)進行試爆，試爆后根據(jù)現(xiàn)場巖層發(fā)育情況及時調(diào)整爆破參數(shù)及炮孔位置。

施工中加強監(jiān)控量測：每2.5m一個監(jiān)控量測斷面，每天測量兩次，及時反饋測量結(jié)果，根據(jù)結(jié)果分析巖層穩(wěn)定性。洞內(nèi)觀察分為開挖作業(yè)面觀察和支護表面狀況觀察兩部分。開挖作業(yè)面觀察在每次開挖后進行，地質(zhì)情況基本無變化時，可每天進行一次。對支護的觀察每天至少進行一次，觀察內(nèi)容包括噴射混凝土、錨桿、鋼架的表面外觀狀況等。洞外觀察包括邊仰坡穩(wěn)定、地表水滲透等觀察。對支護的觀察也應(yīng)每天至少進行一次，觀察內(nèi)容包括噴射混凝土、錨桿、鋼架的表面外觀狀況等。洞外觀察包括邊仰坡穩(wěn)定、地表水滲透等觀察，具體要求如表2。

4.2.2 隧道初期支護

按設(shè)計要求架立工字鋼架，因明挖部分還有下臺階及仰拱需初期支護，為了保證拱架的整體性，明挖部分上臺階也同樣作初期支護，即初期支護上臺階全斷面成型（見圖4）。施作錨桿時，明挖部分以固定拱架為主，不打穿套拱混凝土而引起初期支護滲水。其他按正常隧道施工。

4.2.3 隧道仰拱及二襯

當(dāng)隧道開挖支護完成后，立即施作仰拱，仰拱采用棧橋施工以不影響隧道內(nèi)開挖施工，當(dāng)仰拱施作完并達到設(shè)計強度，立即施作二次襯砌，對明洞段進行封閉，減小偏壓。

4.3 護拱回填施工

洞頂回填在正洞二襯達到設(shè)計強度后進行回填。10%水泥土在洞外用挖機進行拌合，隨拌隨用，由低向高分層回填，分層厚度30cm，用壓路機壓配合人工和小型夯實機進行壓實，密實度不小于0.85，為保證不影響隧道套拱、二襯，壓實時采用微震或靜壓，不得開動強震。施工通過后對坡面進行方格式截水骨架護坡內(nèi)植草皮防護，并與當(dāng)?shù)丨h(huán)境協(xié)調(diào)，骨架護坡面應(yīng)做好擋水板以形成規(guī)則的排水槽，骨架護坡適當(dāng)位置處設(shè)置踏步，以便于洞頂工程維修。

5 此類施工方法的技術(shù)優(yōu)點及效益分析

①隧道進度保證：毛蓬崗隧道此半明半暗段貫通后，可以確保隧道小里程的開工，加快了隧道施工進度；②邊坡防護：原設(shè)計方案對危石清理后再進行噴錨網(wǎng)防護，現(xiàn)方案為人工排除危石，打設(shè)管棚上方鋪設(shè)竹膠板進行防護，此方案既快捷且方便；數(shù)量對比如表3。③套拱進洞安全性：采用套拱施工，保護了隧道內(nèi)半斷面爆破開挖的安全性，也加快了隧道的施工進度，方便了隧道內(nèi)拱架的立設(shè)。

6 結(jié)論與建議

毛蓬崗隧道YDK27+265～305半明半暗段施工方案與一般的半明半暗方法不一樣，該方案將明挖部分套拱與隧道內(nèi)拱架合為一體，在暗挖之前就將護拱完成，并且護拱側(cè)的初期支護也完成，保證了暗挖的施工安全。該方法施工減少了YDK27+265～305段暗挖施工中邊坡落石造成的危險，護拱保證了暗挖施工的安全。YDK27+265～305段的順利完成相當(dāng)于增加了一個毛蓬崗隧道右線的開挖洞口，縮短了總工期2個月。同時，在今后的施工中，我們還需要加大量測力度，對初期支護及二襯都進行拱頂沉降及拱腰收斂以及邊坡位移量測。

此施工方法的成功經(jīng)驗，建議在以后同時遇到以下幾種情況：一是邊坡開挖高度較高，開挖以及防護數(shù)量較大；二是圍巖地質(zhì)差，存在偏壓時采用此法；三是土質(zhì)圍巖地質(zhì)條件不適用。

參考文獻：

[1]曹校勇，韓常領(lǐng)，劉楊.公路隧道半明半暗進洞方案設(shè)計與施工[C].2007年全國公路隧道學(xué)術(shù)會議論文集.

[2]徐輝杰，廖方谞.望牛嶺隧道半明半暗段套拱施工[J].廣東公路交通，2002（03）.

[3]王學(xué)哲.偏壓超淺埋雙連拱隧道施工技術(shù)研究[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，2005（06）.