・第３８卷第１Ｏ期 ２１４・ ２ ０ １ ２年４月 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ 山 西 建 筑 Ｖ０１．３８ Ｎｏ．１０ Ａｐｒ． ２０１２ 文章编号：１００９—６８２５（２０１２）１０－０２１４—０３ 高速公路隧道洞口浅埋段施工方法 李永强 （中铁隧道集团～处有限公司，重庆４０１１２１） 摘要：结合厦成高速公路漳州段Ａ１合同段灯火寨隧道进口浅埋段施工方法，总结了洞口段围岩预加固措施以及合理的开挖方 法，指出坚持施工原则采取有效的施工方法对确保隧道施工安全至关重要。 关键词：高速公路，隧道洞口，浅埋段，施工方法 中图分类号：１５４５５．４ 文献标识码：Ａ 后，首先在仰坡上整修出洞面，安装一榀钢拱架，使钢拱架尽量贴 利用风钻沿钢拱架的腹部穿过将小导管顶人岩层中，尾 厦门至漳州高速公路（简称厦成高速公路），起于厦门市，经 近洞面，使用注浆设备 漳州、龙岩进入江西境，是国家高速公路“７９１８”网的重要组成部 端与钢拱架焊接牢固，共同受力形成预支护体系，分。厦成高速公路漳州段Ａ１合同段灯火寨隧道为三车道大断面 将浆液压入小导管内，通过管壁的溢浆孔注入地层孔隙，改善围 偏压或自稳能 隧道，洞口浅埋段地质条件差，洞身段穿越多条破碎带，施工难度 岩自稳能力。ｂ．大管棚注浆加固。洞口处于浅埋、力较差的地层中时往往采用洞１２１大管棚作为主要的预支护手段， 大，是段内重点工程。 紧贴在洞口修整出的洞面上架立三榀型钢拱架，间距５０ ｅｍ，用钢 １ 工程概况 ２洞口地质情况 筋焊接成一个整体。在钢支撑上安装长１００ ｅｍ的导向钢管，与管 洞口段地面起伏大，地质条件差，极易受降水冲刷。地层主 棚位置方向一致，然后浇筑混凝土包裹钢支撑和导向管，形成导 要为全风化残积层，遇水极易软化，稳定性差。 向墙。导向墙完成后，喷射Ｃ２０混凝土１５ ｃｍ厚封闭周围仰坡面， ３洞口段围岩预加固措施 作为注浆时的止浆墙。搭设钻孔平台架、安装钻机，采用水平地 灯火寨隧道洞口段埋深浅，围岩风化程度强，遇水易软化，稳 质钻机，从导向管内钻孔。 定性较差，在洞口施工中需要首先提高围岩自成拱能力，保证进 洞后开挖及后续作业的安全实施。 管棚钢管由机械顶进，钢管节段间用丝扣连接，管棚顶到位 后，钢管与导向管间隙用速凝水泥或其他材料堵塞严密，堵塞时 洞口施工往往提倡“早进洞、晚出洞”的施工原则，目的是提 设置进浆孔和排气孔。然后通过管棚管向地层注浆，注浆浆液采用 高边、仰坡稳定性，为安全进洞提供前提。同时，围岩稳定性较差 单液注浆机灌注，水泥浆水灰比１：１，注浆压力为２ ＭＰａ一３ ＭＰａ。 的洞口浅埋段，需要对洞口围岩自稳能力进行改善和提高，常用 的方法有：洞口土石方刷坡、锚网喷、预支护、预注浆、注浆后围岩 加筋技术、尽快施工洞门等。 １）洞口土石方刷坡。 ４）预注浆。 ａ．地表注浆加固。地表注浆可有效改善浅埋洞口不稳定地 层土体稳定性，可在拟开挖的隧道洞顶形成有一定强度且较完整 的成拱壳，同时可以堵水、顶水，为洞口段围岩内含水层的疏干有 尽快进行洞口土石方刷坡，先进行测量放线，放出边坡、仰坡 较好效果，是加固软弱地层的一种有效的方法。地表注浆方式一 坡顶线，截水沟位置，施作坡顶截水沟截水，避免洞口坡面受水冲 般采用全孔一次性注浆工艺与分段前进式注浆相结合，在钻注过 刷；然后，按设计坡度从上向下分层开挖、分层依设计施作防护， 程中，地层较稳定，不出现坍孔的情况采用全孔一次性注浆工艺； 下钻困难的情况下采用分段前进式注浆，注浆浆液主 开挖时土方用挖掘机，软石用风钻打眼，小药量松动爆破开挖。 坍孔严重，根据开挖过程土石方稳定性确定具体坡度，以能够使得边、仰坡 要以单液水泥浆为主，注浆水灰比为 Ｃ＝１：１。ｂ．超前预注浆。 自稳为原则，必要时设置分级台阶。在边坡及仰坡适当位置设置 当地表注浆难以实现时也可采用超前帷幕注浆对地层进行加固 位移、沉降量测点，加强边仰坡稳定性观测。 及改善。洞面修整结束后采用合理的开挖方法向内开挖大约 １．５ ｍ，然后在洞口浇筑２ ｍ厚止浆墙，止浆墙镶进洞内１．５ １１１，出 ２）锚网喷。 边仰坡开挖出露的围岩尽快封闭，封闭采用锚网喷体系，封 露０．５ ｎｌ，将止浆墙周边喷混凝土封闭，与仰坡面防护一起形成整 闭前２ ｎｌ×２ ｍ梅花形预留疏水孔，用风钻在坡面上钻孔，钻孔长 体止浆面，在浇筑的止浆墙上施作洞口帷幕注浆。注浆孔以断面 从内向外呈环形设置，布孔时根据不同地层下浆 ３．５ ｉｎ、直径６Ｏ ｍｎｑ，清空后插入长３ ｍ的 ０ ＰＶＣ花管，外露 中心点为圆心，１０ ｃｍ。封堵住疏水管口后对边、仰坡出露围岩初喷３ ｅｍ混凝土 液的扩散半径确定孔与孔、环与环的间距。 进行封闭，初喷封闭完毕后进行锚管施工，锚管采用长３ ｍ的 ２ 无缝钢管加工，管身钻设溢浆孔，尾端设置垫板，锚管梅花形布 ５）注浆后围岩加筋技术。 采用地表注浆或超前预注浆等注浆加固措施后，为确保开挖 注浆结束后，在工作面按照１．５ ｎｌ×１．５ Ｉｎ间距梅 置，间距１ ５ ｍ×１．５ ｍ，通过锚管对围岩注浆，挂设钢筋网，钢筋 工作面的稳定，钻孔深度与注浆段长一致，成孔后下入＋２５ ｌｎｉ２ｑ的中空 网采用 ８钢筋加工，网格大小２０ ｃｍ Ｘ２０ ｅｍ，钢筋网要密贴初喷 花形布孔，面并与锚管尾端连接成整体，最后复喷７ ｃｍ混凝土。 玻璃纤维锚杆并进行注浆施工，使具高抗拉强度的玻璃纤维锚杆 通过浆液和软弱地层固结成为整体，为掌子面稳定提供足够拉拔 ３）预支护。 ａ．小导管注浆加固。超前小导管注浆加固是一种广泛使用 力，有效提高加固体和开挖面稳定性，方便安全开挖，加快施工进度。 的预支护措施，与钢拱架配合使用。隧道洞口边、仰坡封闭完成 ６）尽快施工洞门。 收稿日期：２０１２—０２—０４ 作者简介：李永强（１９７１一），男，助理工程师 第３２ ０ ８卷舞 ｏ智 １ ２ ４年 月 一李永强：高速公路隧道洞口浅埋段施工方法“ 一 一 ・２１５・ 旦顺利进洞，要尽快修筑洞门，洞门施工完成后可对隧道 两种或两种以上的方法综合利用。 超前地质预报卜— 左侧导坑超前 ２０ｍ一３Ｏ１１３ 边、仰坡形成有效反压，在边、仰坡坡脚形成稳定的支挡，另外洞 清理掌子面，测量放线 施作超前支护、注浆 监 控 量 测 门施工结束后可完善洞口排水系统，对边、仰坡稳定起着不可替 代的作用。 ７）其他辅助加固措施。 隧道进洞采取超前预支护技术仍不能保证安全时，还可采取 监 控 量 测 开挖左侧导坑上台阶 进尺同钢架间距 开挖右侧导坑上台阶 进尺同钢架间距 其他临时加固措施，如：喷射混凝土封闭开挖掌子面、砂袋墙反压 掌子面、设置上台阶临时仰拱或Ｉ临时竖向支撑等、锁脚锚杆变成 锁脚小导管注浆、水平旋喷超前支护等手段，确保洞口施工安全、 喷混凝土封闭岩面 Ｉ Ｉ 喷混凝土封闭岩面 顺利。 ４隧道洞口段施工开挖方法 为确保施工安全、顺利进行，隧道施工中应选择适宜的开挖 方法。洞口段施工禁止采用全断面爆破开挖法，采用全断面开 挖，对围岩扰动大，开挖后临空面大，坍塌风险增大，故常用台阶 法或各类分部开挖法施工。 １）预留核心土台阶法。多适用于Ⅳ，Ｖ级软弱围岩中，施工 时采用预留核心土施工，台阶长度３ ｍ～５ ｍ；上台阶采用风钻钻 孔弱爆破开挖施工，并及时施作上台阶四周锚网喷初期支护；然 后施工下台阶两侧，下台阶采用预留核心土，工作面采用风钻钻 孔弱爆破开挖施工，光面爆破，装载机装碴，循环进尺０，８ ｍ～ １．５ ｍ，利用锚杆台车施作锚杆，利用多功能台架敷设钢筋网、采 用湿喷机喷混凝土。施工方法见图１。 图１预留核心土上、下台阶法施工示意图 ２）双侧壁导坑法。洞ＶＩ段围岩稳定性极差、易坍塌时常采用 双侧壁导坑法施工，施工时先开挖隧道两侧导坑，导坑超前长度 根据现场地质情况并结合具体施工情况确定，控制在５ ｍ以上。 正洞上部开挖要比导坑滞后５ ｍ以上，开挖完成后及时施作初期 支护，使其封闭成环，确保结构的稳定。侧壁导坑采用松动爆破 开挖，核心土采用人工配合挖掘机开挖。 开挖尽量采用挖掘机和人工配合无爆破施工，局部需爆破施 工时，宜弱爆破施工，以减少对地层的扰动。 开挖严格按规范做好监控量测工作，随时掌握围岩及支护的 变形情况，以便及时修正支护参数，改变施工方法；同时，有较准 确的超前地质预报。要做好开挖时的临时排水设施，在保证排水 畅通的同时，要对两侧临时排水沟铺砌抹面，防止钢支撑基底软 化。施工方法见图２，施工工艺见图３。 图２双侧壁导坑法施工示意图 在进行洞口浅埋段施工方案选择时，应根据工程地质水文情 况、洞口围岩受力情况等综合考虑各种施工方法的优劣，可采用 施作洞身锚杆 ｉ ｌ 施作洞身锚杆 架立钢架、临时钢架及横撑ｌ Ｉ架立钢架、临时钢架及横撑 锚喷支护，闭合成环 ｌ ｌ 锚喷支护，闭合成环 开挖左侧导坑下台阶 开挖右侧导坑下台阶 进尺同钢架间距 进尺同钢架间距 架立周边钢架，必要时设底部横撑 施作锚喷支护 依次开挖核心土上、下台阶 喷混凝土封闭掌子面，施作锚喷支护，闭合成环 开挖仰拱，接长钢架，闭合成环 拆除临时钢架（５ ｍ～６ ｍ】，浇筑仰拱 浇筑填充混凝土 施作防水层 浇筑二次衬砌 图３双侧壁导坑法施工工艺流程图 ５结语 １）隧道洞口浅埋段施工是隧道进洞施工的首要问题，应根据 隧道洞口的地形、地貌等实际情况采用灵活、有效的仰坡加固措 施和进洞预加固措施，确保安全顺利进洞。 ２）隧道洞１３浅埋段施工应坚持“管超前、严注浆、短进尺、强 支护、弱爆破、勤量测、快封闭”的施工原则。 ３）地表水对隧道洞口施工影响巨大，尤其在洞口浅埋段施工 时，必须做好地表水的引排、排水系统的完善。 ４）尽快封闭出露围岩及支护体系，是防止围岩变形的有效手 段，在分步开挖法中，临时的横、竖向支撑可以在无法尽快形成永 久性封闭之前提供支护体系的临时封闭。 ５）监控量测是判断围岩活动状况的重要依据，要引起充分重视。 ６）洞口段施工应该选择在合适的季节和环境下进行，应避开 雨季施工，并在雨季来临之前完善排水、截水、防水系统，以确保 雨季施工安全。 参考文献： ［１］袁．ｆｉ－兵．浅谈山区高速公路特殊路段安全保障措施［Ｊ］．山 西建筑，２０１０，３６（５）：３２３－３２４． ［２］ 蔡业青，林锋泉．粤赣高速公路龙祖山隧道洞口浅埋段施工 ［Ｊ］．公路，２００５（１２）：７＿８． ［３］ 任军军．高等级公路隧道浅埋段开挖方案的浅析［Ｊ］．山西 建筑，２０１０，３６（７）：３２８—３２９． ・第３８卷第１０期 ２１６・ ２ ０ １ ２年４月 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ 山 西 建 筑 Ｖ０１．３８ Ｎｏ．１０ Ａｐｒ． ２０１２ 文章编号：１００９—６８２５（２０１２）１０—０２１６－０２ 谈圆形双壁钢围堰环封施工技术的应用 周 俭 （中铁二十五局集团第三工程有限公司，湖南长沙４１００７５） 摘要：结合长株潭城际铁路湘潭湘江特大桥深水基础施工应用实例，对圆形双壁钢围堰的应用背景和加工制作、浮运、下沉、定 位及混凝土环封的施工方法进行了研究，并对其受力进行了分析，解决了圆形双壁钢围堰的技术性问题。 关键词：圆形双壁钢围堰，施工技术，环封 中图分类号：Ｕ４４３．１６２ 文献标识码：Ａ １ 工程概况 东岸河岸边制造，根据起吊和运输能力，把钢围堰在高度上分节， 除顶节高度可以调节外，其余各 １）工程简介。长株潭城际铁路湘潭湘江特大桥位于ＸＤＫ３４＋ 由下至上分为刃脚节（２．２５ ｍ）， ８８４．５９，起讫里程为ＸＤＫ４７＋８３６．１６，并于ＸＤＫ４５＋２６１．５８～ 节高度均为１．５ ｍ。钢围堰在平面分成８块，各块圆心角为４５。。ＸＤＫ４６＋０９６．９８处跨越湘江，其中：２９３号一３０６号墩位于湘江河 各分块在东岸上材料加工中心制作好，再将分块块件运至东岸码 道深水内，需要进行围堰施工。该段水流湍急，最大流速达到 头拼装作业平台上按节进行拼装。３）构件：钢围堰内外壁板、隔 ２．１ ｍ／ｓ；最大水深达到９．７ ｍ，为深水基础施工；河床地质条件下 横撑杆和Ｍ形撑杆，每节间长度为１／６４圆周；横向桁架和 伏基岩为砂质泥岩、泥质粉砂岩、粉砂岩，基本承载力一般为 架弦板、／３２圆 ４５０ ｋＰａ，个别地段达到８００ ｋＰａ；来往船只频繁，通航压力大，施工 横向加劲肋按０．７５ ｍ的间距错开布置；竖向桁架间距为１场地狭窄。 舱板均为８ ｍｍ厚钢板，隔舱板按１／８圆周布置；横向桁架包括桁 周；竖向加劲肋间距为７５ ｃｍ；钢围堰所有构件采用Ｑ２３５钢材，横 其余杆件均采用 ２）方案选择。施工过程中，结合本工程特点，从经济和技术 向桁架弦板采用两根 １００×１００×８角钢并置，Ｌ７５×７５×８角钢。４）钢围堰采用场制，加工场设置在东岸钢筋 角度，对应用于本工程的围堰方案进行了比选，确定了“圆形双壁 面积长３０ ｍ×宽３０ ｍ。在工厂内分块加 钢围堰环封施工方案”。本文结合工程实践，从圆形双壁钢围堰 棚及东岸河岸加工场内，设计、加工、拼装、定位、下沉、封底及检算等方面，谈谈对圆形双 工好钢围堰节段，并在节段上部焊接３个吊装耳环，用汽车送达 壁钢围堰环封施工的体会” 。 ２圆形双壁钢围堰设计与Ｊｍ－ｒ 为了缓解流水对围堰的冲击力，根据本桥承台设计图尺寸，双 壁钢围堰设计成圆形截面，其中２９６号墩双壁钢围堰内侧圆直径为 所示 。 码头拼装场，焊接钢围堰刃脚节及堰身第一节，焊好后用两台汽 车吊吊起钢围堰晾干，使用煤油渗透法检查密封良好 Ｊ。 ３钢围堰浮运、锚碇 首节钢围堰在既有湘黔铁路桥之间东岸位置利用吊车、钢滚 ２４．８ ｍ，外侧圆直径为２６．４ ｍ；钢围堰顶部标高定在３０．５ ｍ，如图１ 筒、两艘导向船将其平移吊运下水后，利用导向船将加工好的首 节钢围堰浮运至设计位置后再进行接高拼装并下沉就位。 钢围堰采用定位船及导向船进行锚碇定位。定位船设于墩 位上游１２０ ｍ处，在钢围堰浮运之前，定位船已抛锚定位，并将锚 索一端与之连接，锚索另一端通过悬挂浮筒使其悬浮于水面，锚 索根据钢围堰及定位船位置计算好长度 。钢围堰下水后利用 两艘拖轮作为导向船，将钢围堰夹运至设计墩位处；为限定钢围 堰位置同时避免因两船行进不一致挤压钢围堰造成钢围堰变形， 丝 ： ． Ｉ图１双壁钢围堰水平桁架布置图 所以在两船前后两端用贝雷梁相互连接，使两船形成一个整体。 当导向船靠近已抛好主锚和边锚的定位船时，便用定位船上卷扬 即抛设导向船的边锚。导向船抛下锚后，尽快形成对拉体系，随 根据本桥河段施工水位情况、施工工期要求，通过施工设计 机松紧钢丝绳，使导向船停于桥墩设计位置上游相应位置处，随 方案计算，钢围堰设计如下 ： １）结构尺寸：钢围堰为圆形、双壁，壁厚０．８ ｍ，外径２６．４ ｍ， 即将抛下的钢丝绳绞紧拉直，以免使先后抛的锚绳绞在一起。在 内径２４．８ ｍ。２）建造分块：钢围堰块件在桥梁东岸钢筋加工场及 锚定系统钢丝绳全部预拉后，接着将定位船、导向船通过调整缆绳， Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｈｉｇｈｗａｙ ｔｕｎｎｅｌ ｐｏｒｔａｌ ｓｈａｌｌｏｗ－ｂｕｒｉｅｄ ｓｅｃｔｉｏｎ ＬＩ Ｙｏｎｇ－ｑｉａｎｇ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｌｉｇｈｔｓ ｓｔｏｃｋａｄｅ ｔｕｎｎｅｌ ｐｏｒｔａｌ ｓｈａｌｌｏｗ—ｂｕｆｆｅｄ ｓｅｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｘｉａｍｅｎ－Ｃｈｅｎｇｄｕ ｈｉｇｈｗａｙ Ｚｈａｎｇｚｈｏｕ ｓｅｃｔｉｏｎ Ａ１ ｃｏｎｔｒａｃｔ ｓｅｃｔｉｏｎ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ ｔｈｅ ｐｒｅ—ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｏｆ ｐｏｒｔａｌ ｓｅｃｔｉｏｎ ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ ｒｏｃｋ，ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｓｔｅａｄｙ ｆａｃｅ ａｎｄ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ，ｐｏｉｎｔｅｄ ｏｕｔ ｔｈａｔ ａｄｈｅｒｉｎｇ ｔｏ ｕｓｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ｗｅｒｅ ｖｅｒｙ ｅｓｓｅｎｔｉａｌ ｔｏ ｅｎｓｕｒｅ ｔｈｅ ｔｕｎｎｅｌ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｓａｆｅｔｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｈｉｇｈｗａｙ，ｔｕｎｎｅｌ ｐｏｒｔａｌ，ｓｈａｌｌｏｗ—ｂｕｒｉｅｄ ｓｅｃｔｉｏｎ，ｃｏｎｓｔｕｃｔｉｒｏｎ ｍｅｔｈｏｄ 收稿日期：２０１２—０２－０４ 作者简介：周俭（１９７６一），男，助理工程师