金旗山小净距隧道施工技术探讨
赖德良
摘要:  针对京福高速公路福建三明市境内金旗山小净距隧道的特点，从施工角度探讨小净距隧道的超前支护、洞身开挖、中间岩柱加固、锚喷支护、监控量测等关键工序的施工方法和技术措施。
关键词:  小净距隧道；中间岩柱；施工技术
0 工程概述
金旗山隧道位于京福高速公路福建省三明市境内，采用并行双线小净距隧道形式，隧道双洞轴线间距为17.519m，中间岩柱最小净宽为5.079m。隧道起讫桩号K147+600～K147+805，全长205m。整座隧道的平面位于R=2000m的圆曲线和R=10000m的竖曲线上。隧道处于丘陵地区，路线横切一小山脊，地形波状起伏，呈驼峰型，植被发育，覆盖较薄，洞口位于小山谷旁。
隧道所处地区未见地下水露头，地下水主要源于基岩裂隙水，赋存于基岩裂隙和破碎带中，受大气降水补给，水量不大，季节影响小。隧道穿过的岩性单一，为燕山早期侵入花岗岩，未见有断层，仅在进口处见有一隐伏辉绿岩脉，对隧道无影响。
隧道的围岩情况：Ⅲ类围岩41m，Ⅳ类围岩164m。支护与衬砌形式分三种：S12型33m（Ⅲ类围岩浅埋段）、S3型18m（Ⅲ类围岩深埋段）、S4型144m（Ⅳ类围岩深埋段）、削竹式洞门结构10m。
1  超前注浆小导管施工
1.1 设计参数
隧道Ⅲ类围岩浅埋段开挖采用超前注浆小导管加固拱部围岩，小导管采用Φ50×5㎜热轧无缝钢管制作，单根长度5m，环向间距80cm，排间距3m。管壁每隔10～20cm交错钻眼，眼孔直径Ф8mm。注浆浆液为水泥、水玻璃双液浆（水泥：水玻璃=1：0.5）。沿隧道纵向开挖轮廓线向外以20°的外插角钻孔，将小导管打入地层。
1.2 小导管施工
小导管注浆前，应对开挖面及5m范围内的坑道喷射厚为5～10cm的混凝土封闭岩面。注浆初始压力0.5MPa，终压1.5Mpa。注浆过程中应根据地质情况、注浆目的等控制注浆压力，在孔口处设置止浆阀。注浆结束至开挖前的时间间隔为4～8h。
注浆作业应经常检查泵口及孔口注浆压力的变化，发现问题及时处理。经常测试混合浆液的胶凝时间，发现与设计不符应立即调整。
注浆结束条件：单孔注浆压力逐步升高，达到设计终压并继续注浆10min以上，浆液注入量已达到计算值的80%以上；全段注浆的所有注浆孔均已符合单孔结束条件，无漏注情况。
2  洞身开挖
小净距隧道洞身开挖必须采用预裂爆破和光面爆破技术，对洞身开挖方法、工序及钻爆施工进行严格设计和控制。根据现场施工条件和施工组织安排，金旗山隧道从出口端单向掘进，左洞先于右洞施工。
2.1 洞口开挖及加固
具备施工条件后立即进行洞口土石方开挖，施工洞顶仰坡截水沟，建立洞口地表排水设施。挖至洞口石方段时，为了尽可能减少对洞口仰坡和路基边坡的扰动，必须采用弱爆破或预裂爆破的方法进行开挖。洞口仰坡采取锚杆、挂网、喷混凝土加固，以利安全进洞。
2.2 洞口Ⅲ类围岩浅埋段开挖工序
洞口Ⅲ类围岩浅埋段施工必须遵循“弱爆破、少扰动、短开挖、快支护”的原则，确保洞口的安全与稳定。左洞开挖断面超前右洞开挖断面应控制在35～45m，左洞施工采用上、下台阶法施工。开挖前打入超前小导管注浆加固拱部围岩，洞身开挖每循环进尺为1m，与U型钢拱架间距相同，开挖后及时施作初期支护。下台阶开挖落后于上台阶8～10m，开挖后及时施作初期支护，对中间岩柱进行注浆支护，打入对拉锚杆。
右洞轴线及洞口位于山谷凹处，出口端覆盖层仅1m，进洞前先施作6m长钢筋混凝土护拱，拱脚坐落在两侧山体的基岩上。考虑到左洞爆破对右洞护拱的影响，待左洞28mⅢ类围岩段开挖完成后，右洞开始钢筋混凝土护拱施工。
为减小由于大断面爆破震动对中间岩柱的不良影响，在右洞上台阶开挖之前先进行侧导洞开挖，超前加固中间岩柱。右洞的侧导洞必须在左洞开挖进尺大于40m、并且注浆浆液固结后才能进行，采用短进尺、全断面一次开挖到位，紧跟开挖及时架设钢支撑，施作锚杆、钢筋网、喷混凝土等初期支护，进行双洞对拉锚杆连接、施加预应力加固中间岩柱。之后，再进行右洞上、下台阶开挖和支护，施工工序与左洞相同。洞口Ⅲ类围岩浅埋段施工工序详见图1。
开挖顺序说明：
①—左洞上台阶开挖（环形开挖留核心土法）；       ②—左洞拱部支护（锚喷、U型钢架、超前）；
③—左洞下台阶开挖（落后上台阶8～10m）；         ④—左洞侧墙及仰拱初期支护（锚喷、U型拱架）；
⑤—中间岩柱注浆加固；                          ⑥—右洞侧壁导洞开挖；
⑦—右洞侧壁导洞支护（锚喷、U型拱架）；          ⑧—中间岩柱施加预应力锚杆加固；
⑨—右洞上台阶开挖；                            ⑩—右洞拱部支护（锚喷、U型钢架、超前）；
⑾—右洞下台阶开挖（落后上台阶8～10m）；         ⑿—右洞侧墙及仰拱初期支护（锚喷、U型拱架）；
⒀—左洞全断面衬砌（落后右洞开挖面15～20m）；    ⒁—右洞全断面衬砌。
2.3 Ⅲ类围岩深埋段开挖工序
Ⅲ类围岩深埋段采取上、下台阶法开挖，下台阶落后于上台阶8～10m，上、下台阶的初期支护施作必须紧跟着开挖。左洞开挖断面超前右洞开挖断面控制在30～40m，在打设系统锚杆时，对中间岩柱进行有压注浆，确保岩体密实。按设计要求，仅在岩石破碎带局部设置预应力对拉锚杆，对中间岩柱进行加固。Ⅲ类围岩深埋段施工工序详见图2。
开挖顺序说明：
①—左洞上台阶开挖；                            ②—左洞拱部锚喷初期支护；
③—左洞下台阶开挖（落后上台阶8～10m）；         ④—左洞侧墙锚喷初期支护；
⑤—右洞上台阶开挖；                            ⑥—右洞拱部锚喷初期支护；
⑦—右洞下台阶开挖（落后上台阶8～10m）；         ⑧—右洞侧墙锚喷初期支护；
⑨—在岩石破碎带对中间岩柱进行注浆加固、预应力对拉锚杆加固；
⑩—左洞全断面衬砌（落后右洞开挖面15～20m）；
⑾—右洞全断面衬砌。
2.4 Ⅳ类围岩开挖工序
Ⅳ类围岩左洞开挖断面超前右洞开挖断面应控制在30～35m，左洞采取全断面方法开挖，一次光面爆破成型。
右洞先在断面底部中心开挖宽3～4m、高3～4m的超前导坑，超前长度为5～10m，然后一次性采取光面爆破开挖剩余的断面。采取超前导坑开挖，既可加大初次爆破点至中间岩柱的距离，尽量减少爆破对中间岩柱的震动影响，又能增加剩余大断面开挖的临空面，由全断面一次爆破的抛掷式爆破改变为崩解式爆破，大大减少炸药用量，提高爆破效率。
Ⅳ类围岩段仅在岩石破碎带局部设置预应力对拉锚杆，对中间岩柱进行加固。Ⅳ类围岩段施工工序详见图3。
开挖顺序说明：
①—左洞全断面开挖；                            ②—左洞锚喷初期支护；
③—右洞超前导坑开挖（落后左洞开挖面大于30m）；  ④—右洞全断面开挖（落后右洞超前导坑开挖面大于5m）；
⑤—右洞锚喷初期支护；                          ⑥—在岩石破碎带对中间岩柱进行预应力对拉锚杆加固；
⑦—左洞全断面衬砌（落后右洞开挖面15～20m）；    ⑧—右洞全断面衬砌（落

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