- 摘 要：漆树槽隧道采用新奥法原理施工，通过监控量测和信息反馈，进行动态设计，及时修正施工支护参数，对安全施工及保证工程质量起到了非常重要的作用。本文结合隧道出口大跨度段施工方法．详细介绍了隧道开挖、支护及监测技术，实现大跨度隧道快速、安全施工。施工实践表明，所介绍的施工方案技术可行，经济合理，综合效果良好。
关键词：漆树槽隧道 大拱 施工方案 监测
1 工程概况
漆树槽隧道出口段位于湖北巴东县野三关镇支井河东岸，洞口设计高程957.798m，地形陡峭，场地狭窄。河床底部高程660m，高差近300m。隧道围岩由弱—微风化灰岩构成，岩层呈薄-中层状构造，裂隙较发育，无地表水，地下水主要为基岩裂隙水、岩溶裂隙水、地表覆盖层中的孔隙水，水量大小受季节性影响。出口段为从小间距过渡到连拱、大拱的分岔式隧道见图1。进洞大拱段长0.4m，连拱隧道段长100.1m，小间距隧道段长216.5m，大拱最大开挖高度为12.1m，最大开挖宽度为24.7m，开挖面积达240m2。这是该隧道工程施工的重点与难点地段。大拱段围岩是弱风化与微风化灰岩，洞口地段属弱风化灰岩，薄层状结构，裂隙发育，且存在一夹泥破碎带，围岩自稳承载能力很差．干旱时无水，雨季时地表水沿裂隙渗入洞内。-
2 施工方案
2.1 超前支护
针对大拱段围岩自身承载能力较差的情况，加之隧道开挖跨度大，开挖时难以形成自然拱，为避免拱顶下沉过大，甚至大塌方，进洞前采用两环超前小导管注浆支护，小导管为外径42mm、壁厚3.5mm热轧无缝钢管，长6m。钢管以10°~14°仰角打人拱部围岩，环向间距为50cm，每环小导管间距根据现场实际情况确定，不大于50cm。钢管尾端与洞口套拱钢拱架焊接成整体。小导管注浆采用水泥浆液(添加水泥重量5％的水玻璃)，水泥浆水灰比为1：1，水玻璃浓度为35波美度，模数为2.4，注浆压力为0.5~1.0MPa。洞口前20m采用
R32N自进式锚杆超前支护，超前锚杆以8°~12°仰角打入拱部围岩，环向间距为30cm，纵向间距为2m，长6m，每排超前锚杆保持不少于3m的搭接长度，其尾端与钢拱架焊接，连成整体。超前自进式锚杆注浆采用水泥—水玻璃浆液，水泥与水玻璃体积比为1：0.5，水泥浆水灰比为1：1，水玻璃浓度为35波美度，模数为2.4，注浆压力为0.5~1.0MPa。
2.2 开挖
隧道大拱段岩层是弱-微风化灰岩，薄层状构造、较破碎、裂隙发育，属III类围岩。为改善围岩状态，提高围岩自身的自稳能力，防止可能发生的坍塌，按设计要求采用超前小导管与超前自进式锚杆进行开挖前的预支护，再采用上、下断面法进行开挖。上半断面开挖高度6m，宽度21m。开挖时严格按照短进尺、弱爆破、强支护的原则施工，循环进尺控制在1.0m以内，使初期支护尽早封闭成环。下半断面保留中间核心土，对两边墙进行交错开挖，左侧超前右侧10m左右，循环进尺控制在1.5m以内，随掘随支。核心土在大拱二次衬砌施作后开挖，为避免爆破对混凝土的影响，核心土开挖采用松动爆破法施工，主要依靠机械清除松散岩石。
2.3 初期支护
施工工序见图2。初期支护主要由钢支撑、双层钢筋网、长短相间的锚杆与C20喷射混凝土构成。钢支撑采用20b工字钢，进洞前20m为加强支护段，纵向间距为50cm，其后间距为1m。钢筋网为直径8圆钢，自制加工成网片，第一层钢筋网贴近岩面安装，第二层钢筋网焊接在20b工字钢内侧。长短相间锚杆由3.5m长直径22药卷锚杆与6m长直径25预应力锚杆组成，间距2m×lm(环×纵)相间支护，成梅花型布置。C20喷射混凝土厚25cm。-
预应力锚杆是通过钻孔将高强度钢筋固定于岩土深部稳定的地层中，并在被加固表面通过张拉产生预应力，来加强软弱破碎的岩层抗拉、抗剪能力，它能够改善岩层自身的稳定性能，达到自然成拱的目的。
为确保预应力锚杆施工达到设计要求采取了如下施工工艺：
(1) 开挖后先初喷3-5cm混凝土对周边围岩进行封闭并架立好钢支撑及施作3.5m长药卷锚杆；
(2) 确定预应力锚杆孔位、钻机就位、调整角度、钻孔并清孔；
(3) 安装锚杆，锚杆头部安装有环氧树脂(20-40cm)锚头，锚头之后包裹100cm左右药卷或涨壳锚头，然后顶紧；
(4) 等待12小时左右后，施加预应力，一般在Ⅲ类围岩地段施加80~100kN的预应力(采用锚杆拉拔仪为22-26MPa)，局部围岩较完整地段可施加30~50kN预应力；
(5) 注浆采用水泥砂浆，通过直径10软式注浆管深入孔内，确保锚孔内注浆饱满；
(6) 预应力张拉在编排张拉程序时，考虑了相邻钻孔预应力筋张拉的相互影响，施工时采用对称张拉并跳孔施作。张拉施工机械选用锚杆拉拔仪，边张拉边用扳手旋紧锚固体上的螺栓，当张拉器预力口拉应力达到设计值时，固定好锚固体的螺栓；
(7) 预应力正式张拉前，按设计荷载的20％，对其张拉1-2次，使其各部位接触紧密，钢筋完全平直；
(8) 预应力锚杆施作完毕后，其尾端尽量与相邻钢拱架焊成一体，预应力锚杆构成见图3。-
2.4 二次衬砌、中隔墙衬砌及内衬
大拱二次衬砌采用自制钢模台架，台架纵长6m，由6榀20b工字钢按断面弧形加工组装，1.2m×0.3m的钢模板固定在工字钢外轮廓上，用14槽钢加强连接固定，整体采用直径40钢管支撑，钢管纵向、横向间距均为lm，以衬砌中线为中心，对称均匀布置见图5。大拱二次衬砌时在拱部预留好中隔墙连接钢筋，等混凝土达到规定强度，拆除支撑，然后开挖中部核心土，施作中隔墙钢筋混凝土。中隔墙钢筋混凝土施工时注意在中部两侧预留好与内衬相连的连接钢筋。内衬采用现今隧道通用的12m长钢模台车浇筑。-
2.5 防排水施工
大拱段衬砌防排水施工见图6。隧道环向排水管采用HC-3.5半圆软式透水管，纵向间距5m，铺设在二次衬砌与初期支护之间，HC-3.5半圆软式透水管与预埋在边墙内的纵向直径10cm软式透水管连接。纵、环向排水管以及纵、横向排水管均采用三通连接，要求直径10cm横向软式透水管外裹塑料布，以防淤塞。防水层采用由1.2mm厚ECB／EVA防水板与300g／m无纺土工布合成的复合防水层，施工时注意保护防水层的完整性。路基横向排水盲沟采用MF7塑料盲沟，每10m设置一道，与隧道纵向直径300cm排水盲沟连通。-
3 监控量测及信息反馈
3.1 监控量测
漆树槽隧道出口段由小间距隧道过渡到连拱隧道，再由连拱隧道过渡到大拱隧道，隧道设计独特，施工难度大，施工中及建成后，隧道围岩及衬砌结构都处于复杂的应力状态，特别是大跨度的大拱。为确保该段隧道施工优质安全，该项目委托山东大学岩土中心监控量测小组对该段隧道进行监控量测，及时反馈信息，指导施工。监控量测项目及方法见表1，监控量测点布置见图7。-
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3.2 监控量测数据处理及资料分析
现场每次所量测到的数据都立即输入公路隧道围岩与支护结构量测数据管理系统，数据系统能够自动生成时空曲线图，并对数据进行整理、比较、分析，从时空曲线图上观察曲线的走势，预测围岩与支护结构的发展趋势，随时掌握隧道围岩和支护结构的动态变化，反馈信息，指导施工，预防坍塌事故的发生。
(1) 根据现场监测数据及时绘制监测量时态曲线和空间关系曲线。
(2) 经过一段时间监测，根据洞内净空位移测试数据，进行回归得到位移与时间的方程，确定净空变形量，并且随着量测数据的增加不断调整回归方程。根据位移时间变化曲线，进行洞内安全判别。
(3) 当位移量增大速率加快时，加强监测频率，密切注意变化动态，将监测数据及时上报。根据实际情况采取措施，或停止开挖，或加强支护；如果发现位移速率随时间呈线性变化时，提交紧急监测报告，发出警报，加强支护，修改支护参数。
(4) 位移量变化趋于稳定时，推算最终净空位移量，确定出二次衬砌施作时间。
(5) 当围岩变形速率明显收敛，支护应力稳定，周边位移收敛速率小于0.2mm／d，拱顶下沉速率小于0.15mm/d，变形达到预计变形的80%以上时，编写该断面详细监测报告，进行二次衬砌施工。
(6) 结合隧道结构分析、结构反分析等手段，根据监测数据综合分析判断洞室安全和结构安全，保证分析结论的合理性。
4 施工注意事项
(1) 开挖：上半断面开挖时必须控制循环进尺，尽快封闭成环，周边眼间距不宜过大，以减少装药量，防止过大的爆破震动，同时防止拱部超挖或欠挖。
(2) 初期支护：由于预应力锚杆是一种新工艺，在施工过程中操作不当会存在较大预应力损失，甚至失效，因此在施工过程中需认真按照步骤安装，并不断完善施工工艺。
(3) 二次衬砌：大拱二次衬砌由于断面大，台架自制，为做好混凝土的表面与内在质量，在模板安装、台架定位及混凝土浇筑过程中，台架测量定位要准确，模板拼装保持在一条直线上；加强支撑；控制好泵送混凝土的输送节奏并做好混凝土振捣工作。
5 结语
目前漆树槽隧道出口段分岔式大拱段已顺利完成开挖二次衬砌工作，经对各监测项目的量测分析，隧道最大拱顶下沉量为25.48mm，最大收敛值为5.985mm，锚杆内力量测数据在30.5MPa左右，钢架支撑内力量测数据在130MPa左右，压力盒所测数据在0.3MPa左右。表明漆树槽隧道大拱段施工中各项指标都在控制范围之内，工程实施取得了预期效果。
该隧道的施工，取得了良好的预期效果。本文通过对以上施工方法的介绍，希望以后能对类似隧道的施工起到借鉴作用，以促进隧道工程施工技术的不断进步。
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