大断面公路隧道洞身开挖施工设计探讨

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1、大断面公路隧道洞身开挖施工设计探讨王帆（湖南省永龙高速公路建设开发有限公司，湖南永顺416700）作者简介：王帆，男，（1981.11—），湖南浏阳人，毕业于辽宁工程技术大学，本科，助理工程师，研究方向：试验检测。摘要：文章结合某高速公路隧道建设工程，重点探讨了台阶分步开挖法在Ⅳ级围岩大断面隧道中的应用，并就对应的开挖支护方案进行分析，望对相关隧道工程建设有所借鉴。关键词：大断面隧道；洞身开挖；台阶分步法；支护1工程概况某高速公路隧道全长256米，属于短隧道。工程隧道处于平曲线线上，纵坡为-3.0%下坡，起止桩号为：K20+120—K20+376。工程勘测隧道围

2、岩等级主要为Ⅳ级，部分为Ⅲ级围岩，围岩呈弱风化、微风化岩、节理裂隙密集带，岩石呈碎石状压碎结构，拱部无支护时可产生较大坍塌，侧壁有时失去稳定。2洞身开挖施工方案2.1洞身开挖方法采用台阶分步法进行施工，台阶长度取5-8m，各部开挖方式如下：（1）上台阶弧形导抗的开挖应该安排工作人员手持YT28高速风钻并和简易开挖台架钻孔相结合的施工方式，并将孔深控制在0.5-1.0m的范围之内，应该共使用5台风钻，其中2台风钻的主要作用是锚杆孔钻眼，其他3台风钻的的主要作用是掌子面钻眼。在施工的过程中也要注意对周边眼间距进行的控制，将可接受范围控制在在0.5m左右。当出现弧形导

3、坑内围岩较软弱的情况时，可以采取风镐直接开挖的施工方式。（2）上台阶核心土及下部中槽也应该安排工作人员手持风钻钻孔，应该将孔深保持在1.5-2.0m的范围内，同时将下部中槽和上台阶核心土爆破。（3）马口的施工应该采用跳槽开挖的施工方式，每进尺应该控制在0.8-1.5m的范围内。2.2开挖支护施工顺序洞身开挖支护施工顺序为：1.对洞口的加强段进行超前支护φ42注浆小导管的施工2.φ22注浆锚杆1′→开挖上弧形导坑3.对拱部锚喷支护，架立起格栅拱4.开始挖中核5.和下部中槽1.跳槽开挖马口2.边墙架立格栅拱，锚喷支护3.灌注仰拱及铺底4.铺设环向盲沟及防水板，整体灌

4、注二次衬砌砼2.3Ⅳ级围岩开挖根据Ⅳ级围岩地质特点采用微台阶法进行施工，台阶长度取2.0-2.5m，孔眼均采用微差网络爆破。上台阶开挖采用人工手持风钻配合简易开挖台架钻孔，孔深控制在1.5-2.0m，周边眼间距控制在0.5m左右。在对上半断面爆破排烟后，当观察到地质观察围岩稳定性较差时，应该采取在碴堆上反复喷射砼的措施，将喷射厚度依据地质厚度加厚至10-15cm。观察到到围岩基本稳定，应该马上进行钢支撑施工和锚杆的工程。在施工下半断面的情况下，应该在格栅拱的各个足部都施工2-3根锚杆，把格栅拱足部和锚杆牢固的焊接起来来保证上部格栅拱的稳定性，把下半断的面孔深控制

5、在1.5-2.0m的范围内。当下半断面爆破后，应该马上对初喷射砼，施工锚杆并架设格栅拱。在施工的过程中应加强对拱顶沉降、地质情况和周边收敛等监控量测，并且要做好超前地质预报的工作，实时的了解支护和围岩变形情况，保证数据的准确性和及时性，增加工程的安全度。根据之前测得的数据资料，对钻爆设计进行合理的修改，将台阶长度确定下来。爆破应采用弱爆破，严格控制装药量和周边眼间距，把误差降低到最小。2.4Ⅲ级围岩开挖Ⅲ级围岩的开挖应该采用全断面法来施工。把人工手持风钻和自制简易开挖台架钻孔两种措施结合起来，把孔深控制在3.0～3.5m的范围内。爆破采用非电毫秒微差网络起爆，采

6、用直眼掏槽。3超前支护与初期支护3.1超前注浆小导管超前小导管的主要作用是隧道超前支护。超前注浆小导管采用φ42中空注浆小导管。拱部环向间距为40cm，外插角为10°。水泥应该使用普通425#水泥,水灰的比例应该在1:1～1:1.2的范围内；当遇有水地带的情况时，应该掺用水玻璃，水泥浆和水玻璃体积比应该控制在1:1～1:0.8的范围内；胶凝时间应该控制在30秒～60秒的范围内。超前注浆工艺应该采用小导管钻孔采用人工手持YT28风钻配简易开挖台架钻孔的施工方法，采用φ80钻头，每次施作超前注浆小导管采用5台风钻从两拱脚和拱顶开始钻孔。安设完导管之后，从两端朝拱顶注

7、浆。当相邻两孔串浆时，实施跳管注浆，注浆压力控制在0.5-1.5MPa的范围内，从到达压力值时持续15分钟时就可以停止注浆。3.2初期支护施工施工初期的支护施工流程：初喷不小于3～5cm厚封闭砼→钻锚杆孔→设置锚杆及注浆→安设钢支撑→复喷砼至设计厚度。⑴喷射砼隧道开挖后应该马上对岩面喷射砼，防止岩体出现松弛的情况。隧道喷射砼施工采用干喷法，喷射混凝土采用C20混凝土，Ⅳ级围岩段喷射23cm厚砼，Ⅲ级围岩段喷射10cm厚砼。在施工开始之前应该先送风，然后打开速凝剂也可以再加入定量防腐剂，紧接着进料。应该依据受喷面部位和岩面光滑潮湿的实时情况，合理的调节风压和速凝剂

8、掺量，应该以使弹量的次数