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摘要：在修建隧道中， 常遇到一些不利于施工的特殊地质地段，各种因素的影响都可能发生土石坍塌， 坑道受压支撑变形， 衬砌结构断裂和各种特殊施工问题， 严重影响施工进度、 安全和质量。本文探讨在特殊围岩地质半边Ⅲ围岩半边Ⅵ围岩的土石混合泥石流条件下进行隧道施工时，采取相应的施工技术，以供参考。
关键词：隧道；特殊；施工
一、工程概况
S13等级公路复健工程1#隧道K1+948~K2+020段设计Ⅲ级围岩，施工过程中出现半边土方半边石方的特殊断面。其中左侧是全风化砂性土在地下水的作用下形成泥石流施工现场，右侧是花岗岩完整地质。K1+948~K1+961.5按设计要求施工出现冒顶坍方，坍方冒顶高度45m,数量4000立方。针对该段地质的复杂性，业主、设计、监理都非常重视。设计院设计采用CDR开挖支护方法施工如图。
针对施工方案实施业主、设计、监理、地质等参建方召开十分重视并要求项目部根据设计要求，结合该段地质特性，突出重点、难点项目精心组织，科学管理，合理安排，严格过程控制，确保安全，采取一切有效的措施加快完成本段开挖支护任务。
二、施工方案
1、设计要求
桩号FK1+961.5~FK2+020之后段围岩衬砌支护：左侧软弱松散围岩，初期支护采用双排Φ42超前双液注浆小导管，架立@50cmⅠ20a工字钢，环向采用系统Φ42超前双液注浆小导管系统支护，挂双层Φ6.5钢筋网，喷C25混凝土30cm；右侧完整围岩，初期支护采用超前锚杆，架立@50cmⅠ20a工字钢，环向采用R25中空注浆锚杆，挂双层Φ6.5钢筋网，喷砼C25混凝土30cm。支护参数采用范围应根据实际揭露地质情况进行相应变化。
2、施工原则
为确保本段施工任务如期完成，各项作业有条不紊，遵循突出重点、兼顾一般、减少干扰、均衡施工的原则，施工中结合现场实际情况及自身设备、技术能力、合理安排、科学管理，严格执行施工操作规程，认真做好各施工项目工序的实施、管理和衔接工作。抓住重点、创造条件、严格按照施工程序适时调整施工任务。在施工中坚持“少扰动、快加固、勤量测、早封闭”的原则。
3、施工顺序
测量放样→双液小导管注浆超前支护→开挖→初喷→钢拱架→锚杆施工→钢筋网片施工→喷砼支护→核心土开挖→边墙开挖初支护→仰拱开挖浇筑→监控量测围岩稳定→二衬混凝土浇筑→洞内路面、装饰浇筑。
4、施工测量
1）、对洞内水准点,导线点应根据规范要求及时组织复测，桩点必须稳定、可靠，且通视良好。水准点应设在不易损坏处，并加妥善保护，测量仪器、工具使用前应做检校，保证仪器具的精度符合使用要求。
2）、隧道开挖前，测量人员应在开挖断面标出眼位，以便准确打眼。
3)、加强监控量测，提供准确变形数量，及时修改支护方案。施工过程加强监测，及时处理分析数据，根据分析结果调整支护参数。
5、方案分析
（1）、按设计提出的CRD施工方法，是普通较为常见的Ⅵ围岩较为施工方法，鉴于该隧道围岩特殊，隧道左侧为土方，右侧为石方两者截然不同岩体，循环操作几乎都是以人工为主机械利用率很低，估计日均进度在0.2~0.3延米。方案存在弊端在于右侧爆破直接影响到拱部已支护的断面安全，左侧上下断面施工完成再施工右侧，右侧实施全断面爆破施工存在钻眼爆破没有工作平台，左侧断面施工完成后，隧道底至拱顶的断面中心高度达到约10m左右，右侧施工爆破时须拆除中台级的临时仰拱，故在右侧施工时作业人员会感到一种高度恐慌的心理，钻眼爆破只能采用搭设临时支架，存在一定的安全风险，且搭拆支架耗时长，实际施作时间较短，搭架时间将影响循环进度。
（2）、为此项目部提出了三台阶七步施工法，按此方法施工可以充分发挥人工机械交叉作业。其方法特点是：安全性最好，实用性强、施工进度较快、日均进度保证在1延米以上。
三、Ⅲ级围岩与Ⅵ级围岩土石混合断面施工方法
设计里程K1+961.5~K2+020段，该段围岩为Ⅵ级围岩。鉴于该段地质围岩特殊性，洞身开挖揭示施工掌子面左侧半断面土质松散，地下水丰富围岩开挖后遇水立即变为泥浆，局部含大小不等的孤石；右侧围岩坚硬系花岗岩结构，有黄褐色泥夹石层。为此施工时左侧可以采用人工开挖或挖掘机、镐头机配合施工；但是右侧必须是爆破施工。针对该地段的围岩特性，项目部结合以往施工经验采取施工方案如下：
Ⅵ围岩三台阶七步施工法，施工顺序：
如图Ⅵ级围岩纵横断面如图所示：
1）、施作第一步弧形cde弧形打入超前双液注浆小导管以及超前锚杆，超前小导管设计长度3m，按三台阶起步施工方法施工，风险在于左侧拱部局部坍方。为了避免右侧爆破不会导致左侧拱顶坍方，我部拟定每循环打入5~6m的超前小导管；设计超前小导管环向间距 30cm，根据前段施工情况总结经验按设计施工是无法满足现场实际要求的，审图专题会议我部多次提出加长和加密左侧拱部超前小导管，虽然会议没有明确，但是我部仍然保留自己意见。为了确保左侧拱部施工安全，我部拟定拱部左侧施工时超前小导管环向间距按10~15cm布设施工，确保右侧断面爆破时候不会导致左侧拱部土方坍塌；右侧实体围岩部分采用超前砂浆锚杆按设计要求施工。
2）、开挖方法在上台阶土石交界处竖向挖出一条土石分界槽，右侧采用钻眼爆破施工。爆破完成采用挖掘机挖出弧形断面，不足部分采用人工羊镐锄、风镐等工具修凿控制环形开挖尺寸，每循环进尺0.5m，预留核心土，以核心土作为支护施工平台cde弧形工字钢，打入锚杆、挂网喷护砼完成cde弧形支护。第二次循环，首先把右1上部弧形炮眼打完，然后采用挖掘机挖除核心土6-1，继续右侧打眼完成后爆破。爆破完成后依次挖出弧形断面cde,依次按前面的顺序，架设工字钢、挂设钢筋网，打入锚杆，完成喷砼。继续往前施工至第一台约5m，进入中台阶施工，始终保持上台阶比中台阶提前施工5m；
3）、中台阶施工：先挖除左侧土方进尺1m，每次接cd工字钢1~2榀，如发现土质松软时候，首先架设纵向设置一根I20工字钢作为拱架的垫底支撑纵向梁加强钢支撑承载力，然后再接入cd弧形拱架上下焊接牢固，依次打入锁脚锚杆，锁脚锚杆左侧根据实际围岩加密，拟定环向间距（0.5~1m）确保拱架支撑稳定和安全性，依次挂网喷射砼。右侧钻眼爆破完成后立即采用挖掘机把ef弧形断面清渣，部分清渣修凿采用人工作业，当断面达到设计尺寸要求后，立即接入中ef环向工字钢，顺次打入锚杆、挂网喷砼完成右侧支护。接着挖除6-2核心土继续施工下一个循环作业，中台阶断面滞后上台阶断面5m左右。循环进尺1m，每次支护cb、ef左右侧弧形断面工字钢支护2榀，挂网喷砼结束一个循环；
4）、下台阶施工：总体作业顺序与中台施工一样，先挖除左侧土方进尺1m，右侧钻眼爆破施工，中台阶断面滞后上台阶断面5m左右。利用机械清渣，循环进尺1m，每次支护ba、fh左右侧弧形断面工字钢支护2榀，挂网喷砼结束一个循环；这样使adh断面形成封闭；
5）、在以上adf断面完成后再施作仰拱断面，仰拱断面可以采用半断面封闭施工，也可以采用全断面施工，每次循环施工3~5m；循环以上步骤，直至隧道Ⅵ级围岩段施工结束为止。
四、施工总结：
由于本隧道地质特殊，半边土方半石方断面隧道是隧道工程难得遇到的特殊隧道，为此对此类隧道施工方法，目前我国隧道建设书籍中难已找到其施工方法的介绍。也是属于隧道工程施工中最难解决的难题，如施工方案不恰當是往往造成隧道大坍方，也是安全事故易发生特殊隧道。由于我们采用的施工方法合理，施工管理到位，措施得了，有效保证了施工计划目标提出的安全、高效、优质的计划目标；确保了安全生产零事故的目标。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：隧道；特殊；施工
一、工程概况
S13等级公路复健工程1#隧道K1+948~K2+020段设计Ⅲ级围岩，施工过程中出现半边土方半边石方的特殊断面。其中左侧是全风化砂性土在地下水的作用下形成泥石流施工现场，右侧是花岗岩完整地质。K1+948~K1+961.5按设计要求施工出现冒顶坍方，坍方冒顶高度45m,数量4000立方。针对该段地质的复杂性，业主、设计、监理都非常重视。设计院设计采用CDR开挖支护方法施工如图。
针对施工方案实施业主、设计、监理、地质等参建方召开十分重视并要求项目部根据设计要求，结合该段地质特性，突出重点、难点项目精心组织，科学管理，合理安排，严格过程控制，确保安全，采取一切有效的措施加快完成本段开挖支护任务。
二、施工方案
1、设计要求
桩号FK1+961.5~FK2+020之后段围岩衬砌支护：左侧软弱松散围岩，初期支护采用双排Φ42超前双液注浆小导管，架立@50cmⅠ20a工字钢，环向采用系统Φ42超前双液注浆小导管系统支护，挂双层Φ6.5钢筋网，喷C25混凝土30cm；右侧完整围岩，初期支护采用超前锚杆，架立@50cmⅠ20a工字钢，环向采用R25中空注浆锚杆，挂双层Φ6.5钢筋网，喷砼C25混凝土30cm。支护参数采用范围应根据实际揭露地质情况进行相应变化。
2、施工原则
为确保本段施工任务如期完成，各项作业有条不紊，遵循突出重点、兼顾一般、减少干扰、均衡施工的原则，施工中结合现场实际情况及自身设备、技术能力、合理安排、科学管理，严格执行施工操作规程，认真做好各施工项目工序的实施、管理和衔接工作。抓住重点、创造条件、严格按照施工程序适时调整施工任务。在施工中坚持“少扰动、快加固、勤量测、早封闭”的原则。
3、施工顺序
测量放样→双液小导管注浆超前支护→开挖→初喷→钢拱架→锚杆施工→钢筋网片施工→喷砼支护→核心土开挖→边墙开挖初支护→仰拱开挖浇筑→监控量测围岩稳定→二衬混凝土浇筑→洞内路面、装饰浇筑。
4、施工测量
1）、对洞内水准点,导线点应根据规范要求及时组织复测，桩点必须稳定、可靠，且通视良好。水准点应设在不易损坏处，并加妥善保护，测量仪器、工具使用前应做检校，保证仪器具的精度符合使用要求。
2）、隧道开挖前，测量人员应在开挖断面标出眼位，以便准确打眼。
3)、加强监控量测，提供准确变形数量，及时修改支护方案。施工过程加强监测，及时处理分析数据，根据分析结果调整支护参数。
5、方案分析
（1）、按设计提出的CRD施工方法，是普通较为常见的Ⅵ围岩较为施工方法，鉴于该隧道围岩特殊，隧道左侧为土方，右侧为石方两者截然不同岩体，循环操作几乎都是以人工为主机械利用率很低，估计日均进度在0.2~0.3延米。方案存在弊端在于右侧爆破直接影响到拱部已支护的断面安全，左侧上下断面施工完成再施工右侧，右侧实施全断面爆破施工存在钻眼爆破没有工作平台，左侧断面施工完成后，隧道底至拱顶的断面中心高度达到约10m左右，右侧施工爆破时须拆除中台级的临时仰拱，故在右侧施工时作业人员会感到一种高度恐慌的心理，钻眼爆破只能采用搭设临时支架，存在一定的安全风险，且搭拆支架耗时长，实际施作时间较短，搭架时间将影响循环进度。
（2）、为此项目部提出了三台阶七步施工法，按此方法施工可以充分发挥人工机械交叉作业。其方法特点是：安全性最好，实用性强、施工进度较快、日均进度保证在1延米以上。
三、Ⅲ级围岩与Ⅵ级围岩土石混合断面施工方法
设计里程K1+961.5~K2+020段，该段围岩为Ⅵ级围岩。鉴于该段地质围岩特殊性，洞身开挖揭示施工掌子面左侧半断面土质松散，地下水丰富围岩开挖后遇水立即变为泥浆，局部含大小不等的孤石；右侧围岩坚硬系花岗岩结构，有黄褐色泥夹石层。为此施工时左侧可以采用人工开挖或挖掘机、镐头机配合施工；但是右侧必须是爆破施工。针对该地段的围岩特性，项目部结合以往施工经验采取施工方案如下：
Ⅵ围岩三台阶七步施工法，施工顺序：
如图Ⅵ级围岩纵横断面如图所示：
1）、施作第一步弧形cde弧形打入超前双液注浆小导管以及超前锚杆，超前小导管设计长度3m，按三台阶起步施工方法施工，风险在于左侧拱部局部坍方。为了避免右侧爆破不会导致左侧拱顶坍方，我部拟定每循环打入5~6m的超前小导管；设计超前小导管环向间距 30cm，根据前段施工情况总结经验按设计施工是无法满足现场实际要求的，审图专题会议我部多次提出加长和加密左侧拱部超前小导管，虽然会议没有明确，但是我部仍然保留自己意见。为了确保左侧拱部施工安全，我部拟定拱部左侧施工时超前小导管环向间距按10~15cm布设施工，确保右侧断面爆破时候不会导致左侧拱部土方坍塌；右侧实体围岩部分采用超前砂浆锚杆按设计要求施工。
2）、开挖方法在上台阶土石交界处竖向挖出一条土石分界槽，右侧采用钻眼爆破施工。爆破完成采用挖掘机挖出弧形断面，不足部分采用人工羊镐锄、风镐等工具修凿控制环形开挖尺寸，每循环进尺0.5m，预留核心土，以核心土作为支护施工平台cde弧形工字钢，打入锚杆、挂网喷护砼完成cde弧形支护。第二次循环，首先把右1上部弧形炮眼打完，然后采用挖掘机挖除核心土6-1，继续右侧打眼完成后爆破。爆破完成后依次挖出弧形断面cde,依次按前面的顺序，架设工字钢、挂设钢筋网，打入锚杆，完成喷砼。继续往前施工至第一台约5m，进入中台阶施工，始终保持上台阶比中台阶提前施工5m；
3）、中台阶施工：先挖除左侧土方进尺1m，每次接cd工字钢1~2榀，如发现土质松软时候，首先架设纵向设置一根I20工字钢作为拱架的垫底支撑纵向梁加强钢支撑承载力，然后再接入cd弧形拱架上下焊接牢固，依次打入锁脚锚杆，锁脚锚杆左侧根据实际围岩加密，拟定环向间距（0.5~1m）确保拱架支撑稳定和安全性，依次挂网喷射砼。右侧钻眼爆破完成后立即采用挖掘机把ef弧形断面清渣，部分清渣修凿采用人工作业，当断面达到设计尺寸要求后，立即接入中ef环向工字钢，顺次打入锚杆、挂网喷砼完成右侧支护。接着挖除6-2核心土继续施工下一个循环作业，中台阶断面滞后上台阶断面5m左右。循环进尺1m，每次支护cb、ef左右侧弧形断面工字钢支护2榀，挂网喷砼结束一个循环；
4）、下台阶施工：总体作业顺序与中台施工一样，先挖除左侧土方进尺1m，右侧钻眼爆破施工，中台阶断面滞后上台阶断面5m左右。利用机械清渣，循环进尺1m，每次支护ba、fh左右侧弧形断面工字钢支护2榀，挂网喷砼结束一个循环；这样使adh断面形成封闭；
5）、在以上adf断面完成后再施作仰拱断面，仰拱断面可以采用半断面封闭施工，也可以采用全断面施工，每次循环施工3~5m；循环以上步骤，直至隧道Ⅵ级围岩段施工结束为止。
四、施工总结：
由于本隧道地质特殊，半边土方半石方断面隧道是隧道工程难得遇到的特殊隧道，为此对此类隧道施工方法，目前我国隧道建设书籍中难已找到其施工方法的介绍。也是属于隧道工程施工中最难解决的难题，如施工方案不恰當是往往造成隧道大坍方，也是安全事故易发生特殊隧道。由于我们采用的施工方法合理，施工管理到位，措施得了，有效保证了施工计划目标提出的安全、高效、优质的计划目标；确保了安全生产零事故的目标。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。