馬埡口隧道施工

1、 馬埡口隧道施工新運(yùn)公司 冉荃方【摘 要】 馬埡口隧道全長107m， V級圍巖，距離隧道中線約27m處有一大型蓄水池，約95m處還有一同等蓄水量的水池，水池距隧道洞頂垂直距離約21m。本文主要介紹如何采取有效措施以確保隧頂水池及大型水管安全?！娟P(guān)鍵詞】 淺埋 隧道 施工技術(shù)1 工程概況馬埡口隧道全長107m，為電氣化單線鐵路隧道。該隧道為曲線隧道，所在曲線半徑為800m，進(jìn)口段位于圓曲線上，出口段位于緩和曲線上，隧道線路為平坡。隧道通過地段較單一，風(fēng)化不均，節(jié)理較發(fā)育，巖層單斜，地下水不發(fā)育，上覆24m粘土層，其下為夾雜風(fēng)化泥巖、角礫狀灰?guī)r，穩(wěn)定性差，圍巖定性為V級。該隧道平面位置位于816廠

2、區(qū)406高地，高地頂部距離隧道中線約27m處有一大型蓄水池，其蓄水量為1000m3，稍遠(yuǎn)處還有一同等蓄水量的水池，供給整個816廠及白濤鎮(zhèn)工業(yè)、生活用水。該水池建于1976年，屬生產(chǎn)用裝配式儲水池（406水池），距隧道洞頂垂直距離約21m，據(jù)隧道側(cè)壁水平距離約22米。且在隧道進(jìn)口處有2條輸水管（1200、530為A3鋼，2.3m卷焊管）通過，影響隧道開挖進(jìn)洞。2 施工方案及措施根據(jù)爆破安全規(guī)程規(guī)定和以往施工經(jīng)驗及水池鑒定情況，馬埡口隧道的爆破垂直振速控制在1.5cm/s?？紤]到進(jìn)口端圍巖情況較差，且進(jìn)口位置就有兩根大型水管，出口端的巖層情況較好，因此，施工時采用從出口單向掘進(jìn)。2.1 洞口施工

3、洞口仰坡加固處理、地表注漿，隧道拱部設(shè)雙層超前管棚并注漿。為防止開挖后仰坡坍滑，對仰坡還需進(jìn)行超前小導(dǎo)管注漿加固，并在仰坡面輔以鋼筋網(wǎng)并噴射混凝土保護(hù)層以穩(wěn)定整個仰坡面，其方式見圖示：其仰坡之超前管棚采用3.5長42鋼管,鋼管前端2.5m范圍內(nèi)按梅花形布設(shè)6注漿孔,超前管棚之鋼管打入仰角為810º，下層與開挖輪廓線間距為0.1m，鋼管間距取下層0.3m，上層0 .4m，層間距0.4m。2.2 洞身開挖洞身采用正臺階法施工,如下圖所示。因本隧道洞門施工安排在隧道貫通后進(jìn)行，因此在進(jìn)行洞身施工的時候，要做好洞口端的臨時排水溝設(shè)施，并與永久排水設(shè)施綜合考慮。洞身開挖采用短（微）臺階法（如圖

4、），原設(shè)計采用格柵剛架，為增加加固的剛度，改換為14號工字鋼架,間距80cm。 開挖時，先開挖拱部（1），形成臺階，然后拱腳、墻部（2）同時開挖，一次爆破成型，爆破進(jìn)尺控制在0.8m1.0m以內(nèi)，施工中視圍巖具體情況而定。爆破后，通風(fēng)找頂（不允許出現(xiàn)欠挖，以保證隧道凈空），清除松動石塊，并清洗巖面后，隨即初噴混凝土封閉巖面，I部采用人工將碴翻出，由裝碴車集中出碴。裝碴完成后，即作掛網(wǎng)錨固，及時做好噴混凝土初期支護(hù)護(hù)面，后續(xù)工字鋼架支護(hù)及時緊跟在噴射混凝土后，并做好圍巖變形監(jiān)控，以作及時處理。在作工字鋼架支護(hù)時，襯砌立模施工亦可同時進(jìn)行，但襯砌循環(huán)進(jìn)尺應(yīng)保證有9m以上。施工過程中要及時做好排水設(shè)

5、施，以防積水影響各項工作的順利進(jìn)行。其施工工序見隧道開挖工序圖。3 控制爆破設(shè)計針對本隧道圍巖破碎、節(jié)理發(fā)育、圍巖自穩(wěn)能力差，且旁邊有兩座大水池等特點(diǎn)，爆破設(shè)計嚴(yán)格按短進(jìn)尺、弱爆破原則進(jìn)行。為減少爆破作業(yè)對圍巖和對地表建筑物的擾動，按軟巖隧道減輕地震動控制爆破、微臺階法開挖方案進(jìn)行設(shè)計。網(wǎng)路采用多段位非電豪秒雷管爆破網(wǎng)路設(shè)計方案。1、掏槽方式：中間掏槽眼采用直眼掏槽，外圍裝藥掏槽眼采用斜眼掏槽，其余均為直眼。2、設(shè)計循環(huán)進(jìn)尺為0.8m，進(jìn)洞后根據(jù)圍巖實際情況及爆破效果再行對爆破設(shè)計進(jìn)行調(diào)整。3、隧道拱部采用光面爆破，邊墻采用預(yù)裂爆破，核心采用控制爆破，掏槽采用拋擲爆破，洞身開挖通風(fēng)找頂后，立即

6、進(jìn)行噴錨支護(hù)作為臨時支護(hù)。4、爆破時布點(diǎn)對爆破震速進(jìn)行測定，并據(jù)此對爆破布眼方案及裝藥量予以修正，以控制爆破時的震動速度不至于給水池帶來不利影響。5、采用分段起爆，達(dá)到“干擾降振”；爆破布眼方案見下圖（馬埡口隧道開挖爆破設(shè)計圖）。4 施工測量監(jiān)控針對本隧道實際情況，確定以下列各項為本隧道的施工監(jiān)控量測項目：洞內(nèi)外觀察、拱頂下沉、地表沉陷量。其各項的內(nèi)容、方法、測試儀器及要求精度詳見下表： 監(jiān)測項目測試方法和儀表測試精度主要內(nèi)容洞內(nèi)外觀察現(xiàn)場觀察、地質(zhì)羅盤開挖面圍巖的自穩(wěn)性（無支護(hù)時圍巖的穩(wěn)定性）、巖層強(qiáng)度、風(fēng)化變質(zhì)情況、節(jié)理發(fā)育程度和方向性、填充物的性態(tài)、破碎帶、褶皺、涌水位置、涌水量、涌水壓

7、力和水質(zhì)等情況，核對圍巖級別。支護(hù)襯砌變形、開裂、有無錨桿拉斷松動或陷入圍巖的現(xiàn)象、噴射混凝土是否產(chǎn)生裂縫剝離和剪切破壞、鋼架變形、壓屈位置和狀態(tài)、鋼架與混凝土的粘結(jié)情況、二次襯砌變形開裂和破壞、漏水大小和范圍、有無底鼓現(xiàn)象，洞口段地表的變形、下沉、開裂情況拱頂下沉水準(zhǔn)測量方法、水準(zhǔn)儀、塔尺1mm監(jiān)視拱頂?shù)慕^對下沉值，了解判斷變化情況，判斷拱頂?shù)姆€(wěn)定性，防止塌方地表下沉水準(zhǔn)測量方法、水準(zhǔn)儀、塔尺1mm判斷隧道開挖對地表產(chǎn)生的影響及防止沉陷措施的效果，推測作用在隧道上的荷載范圍爆破振動觀測爆破振動記錄儀觀測爆破對建筑物的影響5.1 地表下沉及爆破振動5.1.1 地表下沉及爆破振動測點(diǎn)布置：如圖所

8、示：1、2、3、4、5、6、7、8各點(diǎn)為地面下沉觀測點(diǎn)，1、2、3，6、7、8按10m間距布置，3、4、5、6按20m間距布置，測點(diǎn)直接布置在裸露的巖層或石頭上。.a、b、c、d、e、f各點(diǎn)為爆破震動觀測點(diǎn)，分別布置在水池四周基礎(chǔ)頂混凝土面上，其中e點(diǎn)在水池頂蓋之上，監(jiān)測水池位置的爆破振動。 測量成果1、地表下沉2、爆破振動觀測5.1.3 測量成果分析1、測量點(diǎn)垂直位置雖然尚未開挖，但是已經(jīng)存在下沉，在目前的地質(zhì)情況及施工條件下，預(yù)下沉量約為總下沉量的18；2、隧道開挖之后，約3天出現(xiàn)地面下沉，開始為加速下沉，下沉到一定時間之后穩(wěn)定，穩(wěn)定之后的地面下沉量在測量時值較小，約為總下沉量的5，下沉穩(wěn)

9、定的時間為714d；3、隧道開挖之后20天進(jìn)行襯砌，襯砌之后，3個月的總下沉量較小，為12mm；4、上導(dǎo)坑開挖完畢之后，下導(dǎo)坑對地面的振動影響較小，本隧道下導(dǎo)坑裝藥量為36kg，上導(dǎo)坑為18kg，實測結(jié)果：下導(dǎo)坑爆破時地面最大振速為0.456cm/s，為上導(dǎo)坑的32；5、爆破裝藥量對振速的影響不是線性分布，最小裝藥量為9kg，最大裝藥量為18kg，裝藥量增大9kg，實測實際振速增大不到2；6、圍巖情況對振速影響較明顯，圍巖較好的地質(zhì)條件下，振速衰減較慢，反之，則較快；7、距離及埋置深度對振速影響較大；5.2 拱頂下沉量1、拱頂下沉量測斷面間距為1020m，測點(diǎn)水平位置與地面下沉觀測點(diǎn)相對應(yīng)，每

10、個斷面3個拱頂下沉測點(diǎn)，分別布置在拱中及兩側(cè)拱腰；2、量測頻率和量測時間的確定，見下表；變形速度（mm/d）量測斷面距開挖面的距離（m）量測頻率>1005.612次/天1055.611.21次/天5111.2281次/2天<1>281次/周3、測量成果4、測量成果分析掛網(wǎng)噴錨、鋼拱架未施工前，拱頂變形速度較快，掛網(wǎng)噴錨施工結(jié)束之后2天，拱頂速度放慢，拱頂下沉速率最大值出現(xiàn)在掛網(wǎng)噴錨之后1天，由于施工要求強(qiáng)支護(hù)，未等圍巖變形收斂就早襯砌，鋼拱架的安裝對拱頂下沉值未見明顯影響（本隧道設(shè)計不是復(fù)合襯砌）；與地面下沉相反，拱頂總下沉值與埋深成正比；仰拱、襯砌施工之后，拱頂位移立即停止，地表沉降則緩慢發(fā)展。6 結(jié)束語本隧道長度較短，圍巖較破碎，埋置深度較淺，隧道頂部有水池等大型建筑物。通過采取一些必要的施工爆破措施，施工監(jiān)控手段之