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[摘 要]本文通过某工程实际案例针对山区花岗岩类隧道的洞身开发技术进行了详细的阐述与分析，并结合案例总结了部分实际施工中的宝贵经验。
[关键词]隧道 洞身开挖 施工技术
中图分类号：U45 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）10-0218-01
1 项目概况
本项目地处低中山区，进口位山高坡陡，地形起伏大，大部地区基岩裸露；隧道洞身范围内主要为印支期花岗岩，进口坡底乾佑河河床地表分布第四系全新统冲积卵石土，出口坡面地表分布第四系全新统坡积、洪积粉质黏土，坡底药王沟沟床下伏碎裂岩，横洞出口坡面下部的冲沟沟床地表分布第四系全新统洪积粉质黏土。隧道区地下水的形成，受地形地统、岩性、构造、植被、降水量等多种因素控制和影响，特别是在构造作用下，岩层破碎带、节理溶集带、岩体接触带，为地下水的储存运移制造了良好的条件，地下主要有风化裂隙水，基岩节理裂隙水。
2 超前地质预报
2.1 预报目的
由于隧道存在围岩变形、失稳等地质灾害问题，施工中对可能发生的地质灾害加强综合预测、预报，超前作好预防措施。主要有：围岩状态及岩性、断层破碎带位置及宽度、地下水富存状况及漏水量预测等。
2.2 超前地质预报预测方法及工艺
隧道地下水、断层破碎带、滑坡发育、侵入岩体存在蚀变带，地质复杂，施工中采取综合超前地质预测预报措施，采用超前水平钻孔探明地质情况。超前钻孔每循环设3孔，每孔30m，搭接5m，每25m设一循环。必要的情况下采用TSP-202/203地质探测仪、HSP声波反射法、地质雷达及红外线探水仪等手段综合分析。
根据钻进时的钻压、钻碴及岩芯的抗压强度、岩体抗压强度与钻孔涌水量对断层、地应力和涌水量进行探测和预报。施工时采用XY-2型地质钻机进行超前钻孔探测。
开挖后对隧道洞壁、拱顶和掌子面进行地质描述和编录，用数码相机拍摄掌子面地质情况，建立资料数字库，推断前方地质状况。
2.3 资料交付
地质测试与超前预报成果资料采取分报告与总报告相结合的交付方式。将现场采集的资料进行分析和汇总，对地质条件与设计变化较大、影响隧道施工安全，可能产生地质灾害的重点地段（断层带及滑坡段等）所做的地质超前预报，及时提交以便进行动态设计；情况紧急时，先及时采取防范措施，再以书面形式报告，以保证施工安全。
3 超前支护
3.1超前大管棚
超前管棚施工工艺：周边放样布孔→套拱施工→钻机就位→安装钻杆及套管
→一节钻孔结束→钻机退回原位、接长钻杆及套管→继续钻进（钻至设计长度
）→套管内注水清洗、取出钻杆→分节装入钢花管、取出套管→钢花管注水泥浆（奇数孔）/钻钢花管注浆（偶数孔）→钻进结束→隧道开挖。
隧道进出口受上伏滑坡影响，岩体破碎，为确保施工安全。洞身开挖前施作30m长Φ108大管棚。
施工时先行施工导向墙，预埋导向管。采用XY-2型管棚钻机钻孔。钻孔到位后，采用人工或钻机将注浆花管送入孔中，进行注浆。
注浆采用KBY50/70型双液注浆泵，注浆初始压力和终止压力中要严格按照设计要求进行，以单孔注浆量来控制注浆量，做好现场记录，根据现场测试的结果调整注浆液的配比。
3.2 φ42mm超前小导管
洞身Ⅴ级围岩及Ⅳ级围岩破碎加强地段拱部120°范围内采用Φ42超前小导管超前支护，小导管长度L=3.5m，环向间距0.4m，纵向间距结合钢架设置，外插角不大与10°。
小导管安装：风动凿岩机钻孔后，用游锤或凿岩机直接将小导管沿格栅钢架中部打入，与钢架焊接组成预支护体系。
注浆：注浆设备采用KBY-50/70注浆泵，注水泥浆，注浆压力为0.5～1.0MPa，注浆工艺严格按设计和施工规范进行。注浆前先喷射混凝土5～10cm封闭掌子面形成止浆墙，当单孔注浆达到设计量时，结束注浆。注浆参数根据注浆试验结果及现场情况调整。注浆作业中认真填写注浆记录，随时分析和改进作业，并注意观察施工支护工作面的状态。
4 洞身开挖
4.1 全断面法
设计围岩等级为Ⅱ、Ⅲ级，施工中采用全断面法光面爆破开挖。采用多功能钻孔台车结合风动凿岩机钻孔，湿式喷混凝土，凿岩机钻孔施作系统锚杆。施工中合理调整工序，实行“钻爆、装碴、运输”机械化一条龙作业。围岩稳定性较好时复喷混凝土作业与钻爆作业拉开距离平行作业。
全断面法施工循环进尺3.0m；循环时间均安排720min，日进尺为6m，月进度安排为150m/月；
4.2 台阶法
Ⅳ级围岩，施工中采用台阶法开挖。
开挖采用风动凿岩机钻孔，微震动控制爆破法开挖，非电毫秒雷管微差起爆，上半断面开挖超前下半断面5～8m，开挖后及时施作喷锚网格栅支护，湿式喷混凝土作业，上台阶洞碴用挖掘机扒至下台阶后出碴。
开挖后施做初期支护及时成环，下半断面施工6～8m后施做仰拱，根据围岩量测信息确定合理的衬砌时间，衬砌后根据施工进度需要施做水沟电缆槽。
Ⅳ级围岩台阶法施工循环进尺2.4m；循环时间均安排720min，日进尺为4.8m，月进度安排为120m/月；掘进作业循环时间见表6.2.2。
4.3 上部弧形导坑预留核心土三台阶法
隧道DK104+488～DK104+508， DK107+573～DK107+618段（65m）设计围岩等级为Ⅴ级，施工采用上部弧形导坑预留核心土三台阶法施工。开挖前超前钻孔对工作面前方围岩进行超前地质预测预报。
上部弧形导坑采用人工风镐开挖弧形导坑，必要时辅以弱爆破，中下台阶及仰拱采用控制爆破开挖。各部开挖后及时封闭掌子面，网喷、锚杆、格栅钢架联合支护作业。拱脚、中下导墙角增设锁脚锚杆，初期支护及时成环。核心土距拱顶开挖面1.5m，坡脚距拱脚开挖2.5m。采用挖掘机将洞碴扒至下半断面，运输出碴。
施工循环进尺1.2m；循环时间均安排720min，日进尺为2.4m，月进度安排为60m/月；
5 横洞开挖
5.1 横洞身施工
横洞Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级围岩采用全断面法施工；Ⅴ级围岩采用台阶法施工。
5.2 横洞进正洞挑顶施工
由横洞进入正洞采用垂直挑顶法。挑顶前，洞身加宽段的10～25m初期支护加强施工必须结束，确保接头处围岩稳定。
挑顶起点从横洞外拱顶开始，沿与正洞线路垂直方向直接向上，沿正洞外拱弧形开挖，宽度2～3m，预留核心土，两侧做成5：1坡度，每次开挖进尺1.0m，并立即湿喷混凝土封闭开挖面，在达到正洞拱顶标高且拱部符合设计轮廓时，按设计施做正洞初期支护。上导支护完成后，开挖核心土，沿隧道进出口方向两侧开挖，加强支护，并加强拱部钢架的锁脚锚杆，正洞拱部钢架靠斜井侧拱脚必须座在斜井加强支护的钢架或混凝土衬砌上。形成施工作业空间后，分部进行下半断面开挖支护施工。
6 出碴及进料
出碴：本隧道均采用无轨运输方式出碴。
进料：采用东风自卸车运送钢架、锚杆、连接筋和钢筋网片，喷射混凝土和衬砌混凝土均采用混凝土输送车运输。
参考文献
[1] 中交第一公路工程局有限公司. JTG F60-2009公路隧道施工技术规范.人民交通出版社.2009-09.
[2] 宋秀清、刘杰.隧道施工.人民交通出版社.2009-09.
[3] 何发亮、张玉川.隧道施工地质灾害与不良地质体及其预报.西南交通大学出版社.2011-09.
[关键词]隧道 洞身开挖 施工技术
中图分类号：U45 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）10-0218-01
1 项目概况
本项目地处低中山区，进口位山高坡陡，地形起伏大，大部地区基岩裸露；隧道洞身范围内主要为印支期花岗岩，进口坡底乾佑河河床地表分布第四系全新统冲积卵石土，出口坡面地表分布第四系全新统坡积、洪积粉质黏土，坡底药王沟沟床下伏碎裂岩，横洞出口坡面下部的冲沟沟床地表分布第四系全新统洪积粉质黏土。隧道区地下水的形成，受地形地统、岩性、构造、植被、降水量等多种因素控制和影响，特别是在构造作用下，岩层破碎带、节理溶集带、岩体接触带，为地下水的储存运移制造了良好的条件，地下主要有风化裂隙水，基岩节理裂隙水。
2 超前地质预报
2.1 预报目的
由于隧道存在围岩变形、失稳等地质灾害问题，施工中对可能发生的地质灾害加强综合预测、预报，超前作好预防措施。主要有：围岩状态及岩性、断层破碎带位置及宽度、地下水富存状况及漏水量预测等。
2.2 超前地质预报预测方法及工艺
隧道地下水、断层破碎带、滑坡发育、侵入岩体存在蚀变带，地质复杂，施工中采取综合超前地质预测预报措施，采用超前水平钻孔探明地质情况。超前钻孔每循环设3孔，每孔30m，搭接5m，每25m设一循环。必要的情况下采用TSP-202/203地质探测仪、HSP声波反射法、地质雷达及红外线探水仪等手段综合分析。
根据钻进时的钻压、钻碴及岩芯的抗压强度、岩体抗压强度与钻孔涌水量对断层、地应力和涌水量进行探测和预报。施工时采用XY-2型地质钻机进行超前钻孔探测。
开挖后对隧道洞壁、拱顶和掌子面进行地质描述和编录，用数码相机拍摄掌子面地质情况，建立资料数字库，推断前方地质状况。
2.3 资料交付
地质测试与超前预报成果资料采取分报告与总报告相结合的交付方式。将现场采集的资料进行分析和汇总，对地质条件与设计变化较大、影响隧道施工安全，可能产生地质灾害的重点地段（断层带及滑坡段等）所做的地质超前预报，及时提交以便进行动态设计；情况紧急时，先及时采取防范措施，再以书面形式报告，以保证施工安全。
3 超前支护
3.1超前大管棚
超前管棚施工工艺：周边放样布孔→套拱施工→钻机就位→安装钻杆及套管
→一节钻孔结束→钻机退回原位、接长钻杆及套管→继续钻进（钻至设计长度
）→套管内注水清洗、取出钻杆→分节装入钢花管、取出套管→钢花管注水泥浆（奇数孔）/钻钢花管注浆（偶数孔）→钻进结束→隧道开挖。
隧道进出口受上伏滑坡影响，岩体破碎，为确保施工安全。洞身开挖前施作30m长Φ108大管棚。
施工时先行施工导向墙，预埋导向管。采用XY-2型管棚钻机钻孔。钻孔到位后，采用人工或钻机将注浆花管送入孔中，进行注浆。
注浆采用KBY50/70型双液注浆泵，注浆初始压力和终止压力中要严格按照设计要求进行，以单孔注浆量来控制注浆量，做好现场记录，根据现场测试的结果调整注浆液的配比。
3.2 φ42mm超前小导管
洞身Ⅴ级围岩及Ⅳ级围岩破碎加强地段拱部120°范围内采用Φ42超前小导管超前支护，小导管长度L=3.5m，环向间距0.4m，纵向间距结合钢架设置，外插角不大与10°。
小导管安装：风动凿岩机钻孔后，用游锤或凿岩机直接将小导管沿格栅钢架中部打入，与钢架焊接组成预支护体系。
注浆：注浆设备采用KBY-50/70注浆泵，注水泥浆，注浆压力为0.5～1.0MPa，注浆工艺严格按设计和施工规范进行。注浆前先喷射混凝土5～10cm封闭掌子面形成止浆墙，当单孔注浆达到设计量时，结束注浆。注浆参数根据注浆试验结果及现场情况调整。注浆作业中认真填写注浆记录，随时分析和改进作业，并注意观察施工支护工作面的状态。
4 洞身开挖
4.1 全断面法
设计围岩等级为Ⅱ、Ⅲ级，施工中采用全断面法光面爆破开挖。采用多功能钻孔台车结合风动凿岩机钻孔，湿式喷混凝土，凿岩机钻孔施作系统锚杆。施工中合理调整工序，实行“钻爆、装碴、运输”机械化一条龙作业。围岩稳定性较好时复喷混凝土作业与钻爆作业拉开距离平行作业。
全断面法施工循环进尺3.0m；循环时间均安排720min，日进尺为6m，月进度安排为150m/月；
4.2 台阶法
Ⅳ级围岩，施工中采用台阶法开挖。
开挖采用风动凿岩机钻孔，微震动控制爆破法开挖，非电毫秒雷管微差起爆，上半断面开挖超前下半断面5～8m，开挖后及时施作喷锚网格栅支护，湿式喷混凝土作业，上台阶洞碴用挖掘机扒至下台阶后出碴。
开挖后施做初期支护及时成环，下半断面施工6～8m后施做仰拱，根据围岩量测信息确定合理的衬砌时间，衬砌后根据施工进度需要施做水沟电缆槽。
Ⅳ级围岩台阶法施工循环进尺2.4m；循环时间均安排720min，日进尺为4.8m，月进度安排为120m/月；掘进作业循环时间见表6.2.2。
4.3 上部弧形导坑预留核心土三台阶法
隧道DK104+488～DK104+508， DK107+573～DK107+618段（65m）设计围岩等级为Ⅴ级，施工采用上部弧形导坑预留核心土三台阶法施工。开挖前超前钻孔对工作面前方围岩进行超前地质预测预报。
上部弧形导坑采用人工风镐开挖弧形导坑，必要时辅以弱爆破，中下台阶及仰拱采用控制爆破开挖。各部开挖后及时封闭掌子面，网喷、锚杆、格栅钢架联合支护作业。拱脚、中下导墙角增设锁脚锚杆，初期支护及时成环。核心土距拱顶开挖面1.5m，坡脚距拱脚开挖2.5m。采用挖掘机将洞碴扒至下半断面，运输出碴。
施工循环进尺1.2m；循环时间均安排720min，日进尺为2.4m，月进度安排为60m/月；
5 横洞开挖
5.1 横洞身施工
横洞Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级围岩采用全断面法施工；Ⅴ级围岩采用台阶法施工。
5.2 横洞进正洞挑顶施工
由横洞进入正洞采用垂直挑顶法。挑顶前，洞身加宽段的10～25m初期支护加强施工必须结束，确保接头处围岩稳定。
挑顶起点从横洞外拱顶开始，沿与正洞线路垂直方向直接向上，沿正洞外拱弧形开挖，宽度2～3m，预留核心土，两侧做成5：1坡度，每次开挖进尺1.0m，并立即湿喷混凝土封闭开挖面，在达到正洞拱顶标高且拱部符合设计轮廓时，按设计施做正洞初期支护。上导支护完成后，开挖核心土，沿隧道进出口方向两侧开挖，加强支护，并加强拱部钢架的锁脚锚杆，正洞拱部钢架靠斜井侧拱脚必须座在斜井加强支护的钢架或混凝土衬砌上。形成施工作业空间后，分部进行下半断面开挖支护施工。
6 出碴及进料
出碴：本隧道均采用无轨运输方式出碴。
进料：采用东风自卸车运送钢架、锚杆、连接筋和钢筋网片，喷射混凝土和衬砌混凝土均采用混凝土输送车运输。
参考文献
[1] 中交第一公路工程局有限公司. JTG F60-2009公路隧道施工技术规范.人民交通出版社.2009-09.
[2] 宋秀清、刘杰.隧道施工.人民交通出版社.2009-09.
[3] 何发亮、张玉川.隧道施工地质灾害与不良地质体及其预报.西南交通大学出版社.2011-09.