论文部分内容阅读
【摘 要】映秀特长隧道地处2008年“5.12”大地震的中心地带，围岩挤压破碎较严重，地质条件复杂，施工难度大。本文通过对映秀隧道的部分施工技术进行简单总结，为隧道施工提供参考。
【关键词】特长隧道；挤压破碎；塌腔
1.工程概况
映汶高速公路A1标段映秀隧道是一座特长分离式隧道。地处汶川5.12大地震的中心地带，单洞全长5300m以上。映秀隧道设计为双向四车道，设计时速为80㎞／h，隧道主洞建筑界限净宽为10.25m、净高为5m。隧道中线穿越北川～映秀断裂带，属于地震频发影响的高危险隧道。
隧道采用复合式衬砌，超前支护采用ф42mm小导管或Φ22锚杆，初期支护采用挂网、喷锚及工字钢联合加固。隧道衬砌为C25钢筋混凝土结构。
洞身主要围岩岩体为花岗闪长岩，微风化，由于山体受5.12地震的挤压影响，隧道内的Ⅱ、Ⅲ级花岗岩变得较为破碎，在开挖过程中发现实际围岩与原设计图纸有较大的出入，特别是隧道开挖进尺接近1000m左右時，岩石依然较破碎，自稳能力较差，暴露时间过长后易出现先掉小块、后整体大块掉落的现象，加上地下水较为丰富，加速了开挖掌子面围岩不稳定掉落的现象。
2.施工问题提出
计划工期30个月，但由于映秀隧道受大地震的影响，绝大部分Ⅱ、Ⅲ级变更为Ⅳ级，循环进尺减小，支护工程量增加，严重影响施工进度。
映秀隧道原设计II、III级围岩地段较多，占全线70℅以上，但在实际开挖过程中出入较大，进尺1000m左右时II、III级围岩地段总计不到100m,并且围岩自稳较差，同一掌子面围岩拱顶和拱脚处差别都较大，开挖后拱顶易出现塌腔。
隧道围岩较为破碎，在开挖过程中易出现卡钻或者塌孔的现象，造成钻杆损坏和因塌孔装药不到位欠挖情况。
如何解决在地震挤压破碎地带开挖过程中拱顶出现较大塌腔的问题，成为技术工作者要解决的现实问题。
3.施工方案确定
针对以上提出的问题，确定映秀隧道未开挖地段的支护方案，调整和安排各工序的衔接关系，成为施工重点解决的迫切问题。
进行超前预报：由于隧道围岩变化较为复杂，每掘进100m进行一次超前预报工作，提前判断出围岩变化情况，做出相应的施工方案，有计划的增减施工工序。
进行监控量测：由于隧道受到大地震的影响，岩石挤压破碎严重，初期支护过后有一定变形，需要及时进行变形观测，以便确定相对应的治理和预防措施。
现场实施方案特点：
1：支护不仅限于单一的超前支护方式，可采用药卷锚杆支护或者小导管支护，也可同时采用两种支护结合的形式。
2：超前锚杆和超前小导管两者相结合不但起到了超前支护的作用，还起到了导管周边固结的作用，大大增强了破碎围岩的整体稳定性。
3：喷射砼处理使喷射范围内形成了较为牢固的支撑拱顶的破碎屏障。
4：越破碎地带周边眼布置越密集，形成比较连续的开挖轮廓线，周边眼采用少药量与跳孔(跳1孔或2孔)装药相结合的方法，使之利用弱爆破影响密集周边眼之间裂隙开裂的开挖方式。
5：根据现场的实际情况，针对不同的药孔采取不定量的装药方式，一般情况下跳孔装药约为普通孔的二分之一或者三分之一。
在实际生产过程中，我项目严格按照原设计进行施工作业，但并未有效的遏制塌腔的连续出现，给施工带来较大的安全和质量隐患。并且只有现场及时预埋冲砂管口，后期利用砼输送泵进行冲砂浆填充的方法进行质量保证，关键是费用成本较高。原因是在冲砂浆的过程中需要搅拌站、汽车砼运输工班、二衬砌班、电工班组等人员配合，设备、材料及电力投入也随之加大，从长远角度考虑不适合我项目的实际情况，故在超前支护围岩较差的地带，我项目积极采取科学的、费用合理的施工安排，从短期上看是费用增加，但从长远角度，即节约了成本还保证了质量，同时由于提前遏制了塌腔出现，保证了施工质量，无需后期单独处理节约了宝贵时间，是比较合理和结合实际的施工方法。
7.结论
映秀隧道作为5.12震后第一条跨越地震多发地带的高速公路特长隧道，虽然存在余震频发，地质条件差，施工工艺复杂，施工难度大的情况，但通过精心组织，科学施工，在现场实际施工过程中认真总结经验，对早日隧道保质保量按时贯通具有现实的意义。技术上归纳起来主要在以下几个方面：
1、要确定合理的施工方案。隧道山体经历了大地震后整个山体内部岩石都挤压破碎，要提前做好施工技术方案准备。
2、要做好充分的施工准备。在围岩地质条件差的情况下，不急于抢进度，而是充分做好围岩的超前支护工作，保证不因余震或者地质等其他原因造成的安全事故。
3、严格控制关键工序。为防止挤压岩体长时间暴露出现掉块等应力释放问题，必须保证弱爆破、短进尺，快循环的工作模式。
4、加强围岩的监控量测和超前预报工作。形成良好的理论联系实际的科学施工作风，保证隧道安全、顺利的贯通。
作者简介：
姓名：赖登斌 性别：男
工作单位：中铁十五局集团成都建设工程有限公司 职 称：助理工程师
【关键词】特长隧道；挤压破碎；塌腔
1.工程概况
映汶高速公路A1标段映秀隧道是一座特长分离式隧道。地处汶川5.12大地震的中心地带，单洞全长5300m以上。映秀隧道设计为双向四车道，设计时速为80㎞／h，隧道主洞建筑界限净宽为10.25m、净高为5m。隧道中线穿越北川～映秀断裂带，属于地震频发影响的高危险隧道。
隧道采用复合式衬砌，超前支护采用ф42mm小导管或Φ22锚杆，初期支护采用挂网、喷锚及工字钢联合加固。隧道衬砌为C25钢筋混凝土结构。
洞身主要围岩岩体为花岗闪长岩，微风化，由于山体受5.12地震的挤压影响，隧道内的Ⅱ、Ⅲ级花岗岩变得较为破碎，在开挖过程中发现实际围岩与原设计图纸有较大的出入，特别是隧道开挖进尺接近1000m左右時，岩石依然较破碎，自稳能力较差，暴露时间过长后易出现先掉小块、后整体大块掉落的现象，加上地下水较为丰富，加速了开挖掌子面围岩不稳定掉落的现象。
2.施工问题提出
计划工期30个月，但由于映秀隧道受大地震的影响，绝大部分Ⅱ、Ⅲ级变更为Ⅳ级，循环进尺减小，支护工程量增加，严重影响施工进度。
映秀隧道原设计II、III级围岩地段较多，占全线70℅以上，但在实际开挖过程中出入较大，进尺1000m左右时II、III级围岩地段总计不到100m,并且围岩自稳较差，同一掌子面围岩拱顶和拱脚处差别都较大，开挖后拱顶易出现塌腔。
隧道围岩较为破碎，在开挖过程中易出现卡钻或者塌孔的现象，造成钻杆损坏和因塌孔装药不到位欠挖情况。
如何解决在地震挤压破碎地带开挖过程中拱顶出现较大塌腔的问题，成为技术工作者要解决的现实问题。
3.施工方案确定
针对以上提出的问题，确定映秀隧道未开挖地段的支护方案，调整和安排各工序的衔接关系，成为施工重点解决的迫切问题。
进行超前预报：由于隧道围岩变化较为复杂，每掘进100m进行一次超前预报工作，提前判断出围岩变化情况，做出相应的施工方案，有计划的增减施工工序。
进行监控量测：由于隧道受到大地震的影响，岩石挤压破碎严重，初期支护过后有一定变形，需要及时进行变形观测，以便确定相对应的治理和预防措施。
现场实施方案特点：
1：支护不仅限于单一的超前支护方式，可采用药卷锚杆支护或者小导管支护，也可同时采用两种支护结合的形式。
2：超前锚杆和超前小导管两者相结合不但起到了超前支护的作用，还起到了导管周边固结的作用，大大增强了破碎围岩的整体稳定性。
3：喷射砼处理使喷射范围内形成了较为牢固的支撑拱顶的破碎屏障。
4：越破碎地带周边眼布置越密集，形成比较连续的开挖轮廓线，周边眼采用少药量与跳孔(跳1孔或2孔)装药相结合的方法，使之利用弱爆破影响密集周边眼之间裂隙开裂的开挖方式。
5：根据现场的实际情况，针对不同的药孔采取不定量的装药方式，一般情况下跳孔装药约为普通孔的二分之一或者三分之一。
在实际生产过程中，我项目严格按照原设计进行施工作业，但并未有效的遏制塌腔的连续出现，给施工带来较大的安全和质量隐患。并且只有现场及时预埋冲砂管口，后期利用砼输送泵进行冲砂浆填充的方法进行质量保证，关键是费用成本较高。原因是在冲砂浆的过程中需要搅拌站、汽车砼运输工班、二衬砌班、电工班组等人员配合，设备、材料及电力投入也随之加大，从长远角度考虑不适合我项目的实际情况，故在超前支护围岩较差的地带，我项目积极采取科学的、费用合理的施工安排，从短期上看是费用增加，但从长远角度，即节约了成本还保证了质量，同时由于提前遏制了塌腔出现，保证了施工质量，无需后期单独处理节约了宝贵时间，是比较合理和结合实际的施工方法。
7.结论
映秀隧道作为5.12震后第一条跨越地震多发地带的高速公路特长隧道，虽然存在余震频发，地质条件差，施工工艺复杂，施工难度大的情况，但通过精心组织，科学施工，在现场实际施工过程中认真总结经验，对早日隧道保质保量按时贯通具有现实的意义。技术上归纳起来主要在以下几个方面：
1、要确定合理的施工方案。隧道山体经历了大地震后整个山体内部岩石都挤压破碎，要提前做好施工技术方案准备。
2、要做好充分的施工准备。在围岩地质条件差的情况下，不急于抢进度，而是充分做好围岩的超前支护工作，保证不因余震或者地质等其他原因造成的安全事故。
3、严格控制关键工序。为防止挤压岩体长时间暴露出现掉块等应力释放问题，必须保证弱爆破、短进尺，快循环的工作模式。
4、加强围岩的监控量测和超前预报工作。形成良好的理论联系实际的科学施工作风，保证隧道安全、顺利的贯通。
作者简介：
姓名：赖登斌 性别：男
工作单位：中铁十五局集团成都建设工程有限公司 职 称：助理工程师