小净距隧道施工细则

1总 则1.1 小净距隧道是指并行双洞公路隧道间夹岩石厚度较小，一般小于1.5倍隧道开挖断面宽度的一种特殊隧道结构型式。1.2 为给小净距隧道施工提供技术指导和行为要求，特制订本细则。1.3 细则适用于隧道开挖断面宽度小于13m的并行双洞隧道。1.4 本细则针对福建三明福州高速公路的工程地质、水文地质和相关围岩情况拟定，只适用于该路段的小净距隧道施工。1.5 本细则重点围绕小净距隧道施工中的施工方法及工序、关键工艺施工、监控量测技术要求等编写，未涉及的各种施工技术要求，严格按公路隧道施工技术规范（042-94）执行。1.6 承包商应根据设计文件和本细则的要求，编制施工组织计划，并对各工序的滞后时间、空间间距、炮眼深度、装药量等提出严格要求，经监理审查同意后方可实施。1.7 本细则建议的施工方法及工序、关键工艺、量测要求等，应当根据施工过程中所得到的现场量测资料及时进行修改和调整，以确保工程安全、经济、合理。1.8 本细则为“京福高速公路福建段小净距隧道设计、施工关键技术研究”课题的阶段性成果，目前为试行阶段。在执行过程中应当根据施工现场地质情况、施工情况、量测数据及计算分析结果等及时加以补充、修改和完善。2施工方法及工序为确保开挖过程中围岩的稳定性，减小因隧道间净距小引起的围岩变形、爆破震动等不利因素的影响，满足小净距隧道中夹岩特有的加固要求，特对小净距隧道不同围岩类别段的施工工序作如下要求：2.1 I、II类围岩段根据隧道围岩变形特点，在正常情况下，推荐在I、II类围岩段采用正向单侧壁导坑的开挖方法。施工工序以左洞先开挖制定，当右洞先开挖时，则将左、右洞施作顺序对调即可。2.1.1 左洞按下列开挖顺序施工：(1) 上台阶1超前支护(2) 上台阶1开挖；(3) 上台阶1初期支护（含侧壁临时支护）；(4) 中夹岩上部水平贯通锚杆施工；(5) 下台阶1超前支护(6) 下台阶1开挖；(7) 下台阶1初期支护（含侧壁临时支护及仰拱初期支护）；(8) 中夹岩下部水平贯通锚杆施工；(9) 上台阶2超前支护（含侧壁临时支护）；(10) 上台阶2开挖；(11) 上台阶2初期支护；(12) 下台阶2 超前支护；(13) 下台阶2 开挖；(14) 下台阶2初期支护（含侧壁临时支护及仰拱初期支护）；(15) 拆除侧壁临时支护；(16) 仰拱回填砼施工；(17) 防水层及拱墙二次衬砌施工。2.1.2 右洞施工工序同左洞，但水平贯通锚杆施工应为水平贯通锚杆连接施工。2.1.3 工序安排注意事项：(1) 右洞（后掘进洞）上台阶1的开挖一般应落后于左洞下台阶1（先掘进洞）510米。当左洞（先掘进洞）出现围岩稳定性较差、监控量测数据收敛性不好的情况时，右洞上台阶1宜滞后于左洞下台阶2进行。同理，此时右洞上台阶2宜滞后于左洞二次衬砌完成后进行。(2) 侧壁临时支护拆除应在下台阶2完成2030米后，二次衬砌开始前进行，监时支撑拆除后，仰拱回填和拱墙二次衬砌应尽早施作。(3) 左洞二次衬砌与左洞下台阶2开挖面的合理距离应根据左洞下台阶2开挖放炮震动情况作具体确定，暂定为2030米；(4) 右洞二次衬砌与右洞下台阶2开挖面的合理距离应考虑放炮冲击和震动对衬砌的影响确定，暂定为2030米；(5) 在台阶施工拉开合理距离情况下（详见I、II类围岩段正向单侧壁导坑开挖工序平面布置示意图），各台阶施工均可平行进行。(6) 施工中必须严格配合爆破震动测试和围岩变形测试等科研工作的开展。(7) 中夹岩超前支护的打设角度可根据现场围岩状况和设计目的可在530度之间进行调整。(8) 在II类围岩掌子面稳定性较好、施工单位机具和施工能力许可的条件下，单侧壁导坑的上台阶1、下台阶1（上台阶2、下台阶2）可合为一步进行开挖。(9) 如果掌子面稳定性差，单侧壁导坑分为两个台阶不能确保掌子面稳定，则可根据现场地质条件，将单侧壁的开挖、支护分为三或四个台阶进行。2.1.4 说明在I、II类围岩的地质条件下，采用本开挖布序进行开挖施工，基于以下几方面的原因：(1) 风化的坡、残积土在地下水不丰富情况下，一般稳定性较好，但在有地下水的情况下，稳定性会非常差。因此，采取单侧壁导坑的开挖布序方式可防止出现围岩变形过大而失稳的情况发生。(2) 便于即早封闭仰拱，有利于围岩稳定。(3) 中夹岩处拱脚至拱腰变形量最大，刚性的侧壁临时支护对减小此范围处变形有较大的作用。(4) 由于围岩类别较低，一般多采用人工或机械开挖，爆破震动相对较小。(5) 正向单侧壁导坑的开挖方法有利于及早对中夹岩进行支护，在全断面未开挖的情况下，及早取得中夹岩开挖后的变形量测结果，可为全断面开挖后存在的风险提供超前预报和超前处理时间。2.1.5 在特殊情况下，因地质条件、施工进度、工序转换等多种因素综合影响，在I、II类围岩条件下可能采用反向单侧壁导坑法（其施工工序详见下述III类围岩反向单侧壁导坑法），但在施工中必须严格注意以下问题：(1) 应严格控制上台阶2及下台阶2每循环的开挖进尺；(2) 在初期支护完成后水平贯通锚杆必须及时施作；(3) 监控量测数据必须及时采集和反馈，出现不稳定现象必须及时处理。2.2 III类围岩段推荐采用反向单侧壁导坑的开挖方法，施工工序按左洞先开挖制定，若右洞先开挖，则左、右洞施作顺序对调。2.2.1 左洞按下列顺序施工：(1) 台阶1超前支护(2) 上台阶1开挖；(3) 上台阶1初期支护（含侧壁临时支护）；(4) 下台阶1超前支护(5) 下台阶1开挖；(6) 下台阶1初期支护（含侧壁临时支护及仰拱初期支护）；(7) 上台阶2超前支护；(8) 上台阶2开挖；(9) 上台阶2初期支护（含侧壁临时支护）；(10) 中夹岩上部水平贯通锚杆施工；(11) 下台阶2 超前支护；(12) 下台阶2 开挖；(13) 下台阶2初期支护（含侧壁临时支护及仰拱初期支护）；(14) 中夹岩下部水平贯通锚杆施工；(15) 防水层及二次衬砌施工；2.2.2 右洞施工工序同左洞，但水平贯通锚杆施工应为水平贯通锚杆连接施工。2.2.3 工序安排注意事项：(1) 左洞（右洞）上台阶1与下台阶1掌子面的间距一般为35米，下台阶1与上台阶2掌子面间距一般为510米。(2) 在围岩状况较好且施工条件许可时，可将上台阶2与下台阶2同时开挖；(3) 由于侧壁临时支护仅为喷锚支护，因此，临时支护在上台阶2和下台阶2开挖时被拆除。(4) 为确保二衬在爆破震动影响下的安全，二衬与两洞爆破掌子面的安全距离必须通过震动测试结果确定。从施工工序角度考虑，左洞（先掘进洞）二衬与右洞（后掘进洞）下台阶2掌子面的距离不宜小于1015米；右洞二衬与右洞下台阶2掌子面的距离不宜小于1520米。(5) 当隧道掘进由I、II类开始，然后围岩向III类过渡的情况下，由于I、II类围岩与III类围岩开挖分步相反，施工单位应根据前方III类围岩长度、施工进度要求、施工经验等因素，综合选取以下工序作为过渡方案：a) 在III类围岩条件下采用正向侧壁导坑的开挖方法，但必须采取严格的措施控制后行洞靠中夹岩侧的爆破施工；b) 待II类围岩全部开挖完成后再对III类围岩采取反向单侧壁导坑的开挖方法；c) 从隧道I（II）、III类围岩交界处由正向单侧壁导坑上台阶1、下台阶1向反向单侧壁导坑上台阶1、下台阶1斜向掘进的方法，完成I、类围岩向III类围岩的过渡。(6) 当隧道因进入断层破碎带或其它原因由III类围岩进入I、II类围岩段，由于开挖工序为反向单侧壁导坑，因此，施工单位应根据前方I（II）类围岩长度、施工进度要求、施工经验等因素，综合选取以下工序作为过渡方案：a) 待III类围岩全部开挖完成，再采用正向单侧壁导坑的开挖方式；b) 在I、II类围岩中采用反向单侧壁导坑的开挖方式。2.2.4说明在III类围岩地质条件下，采用反向单侧壁导坑的开挖施工方法，主要基于以下原因：(1) III类围岩多采用钻爆法开挖，为减少爆破震动对相邻隧道的影响，应将震动最大的爆破远离中夹岩进行。(2) 由于上台阶1、下台阶1已开挖，靠中夹岩的上台阶2和下台阶2的开挖将有较好的临空面，可在较小药量、较小爆破震动的基础上取得良好的爆破效果，同时也确保了中夹岩的稳定。2.3 IV、V、VI类围岩段采用超前导坑预留光爆层的开挖方法，按左洞先开挖制定，若右洞先开挖，则左、右洞施作顺序对调。2.3.1 左洞施工顺序：(1) 开挖超前导坑（1）；(2) 开挖预留光爆层（2）；(3) 初期支护；(4) 隧道减底及水沟开挖；(5) 防水层及二次衬砌施工。2.3.2 右洞施工顺序同左洞2.3.3 工序安排注意事项：(1) 超前导坑超前长度应根据施工能力确定，一般为510米； (2) 右洞预留光爆层的开挖应在左洞初期支护施工完成并达到一定强度后进行，因此一般应滞后左洞预留光爆层开挖1015米；(3) 右洞各段爆破药量应严格按震动测试结果进行控制；(4) 左洞二次衬砌距右洞预留光爆层距离应根据震动测试结果具体确定，暂定为不小于25米；(5) 右洞二次衬砌距右洞预留光爆层的距离应考虑爆破震动与冲击的影响，暂定为不小于40米；(6) 由于隧底开挖工作的精度直接影响隧道底部平整回填工作量，本细则建议超前导洞一般高于隧底设计标高0.51米，将隧道减底工作留至精确抄平后与水沟开挖同时进行。(7) 考虑到减底及水沟开挖若滞后二次扩挖面太远不利于各工序的平行作业，此工序与二次扩挖掌子面的距离不宜超过15米。2.3.4 说明 在IV、V、VI类围岩地质条件下，采用超前导坑预留光爆层的开挖施工方法，主要基于以下原因：(1) IV、V、VI类围岩自稳性较好，可采取全断面的开挖方式。(2) 隧道普遍长度不大，一般采用人工打眼放炮能满足施工进度的要求。(3) 由于有超前导坑临空面的存在，二次扩挖（预留光爆层）的爆破方式可由全断面一次爆破的抛掷式爆破改变为崩解式爆破，装药量可大大减少，同时爆破震动也可大大减小。3关键工艺技术要求3.1 小净距隧道钻爆开挖要求小净距隧道钻爆施工质量直接关系到隧道施工的成败，因此，有必要采取措施对钻爆施工进行严格的监测和控制。3.1.1 基本要求：(1) 根据爆破安全规程GB6722-86规定，交通隧道安全震动速度标准为V15cm/s。因此，为确保开挖第二座隧道时第一座隧道衬砌的安全性，应将第一座隧道衬砌处震动速度控制在15cm/s以内。此外，对于II、III类围岩有良好支护时，震动速度应控制在10cm/s以内；对于VI、V、VI类围岩有良好支护时，震动速度应控制在20cm/s以内。以上标准还可根据施工现场震动测试结果进一步调整。(2) 为避免爆破震动波的叠加，必须采用微差控制爆破，各段起爆时间应根据震动测试确定，或按经验大于200ms为宜。3.1.2 测试方法：(1)震动速度V的测定采用震速测试仪，对隧道周壁围岩震动进行测试，测试可分两步进行：a 在先行开挖的隧道（下简称先行洞）进行测试，测试点布置位置详见图（一）：图（一）先行洞中爆破震动速度测点位置示意图b在后行洞中开挖时测试震动速度，测点布置详见图（二）：(2)爆破震动持续时间的测定采用震动测试仪，在先行洞开挖时距起爆点R处（R尽可能在两隧道间最小间距加一倍洞径以内）对独立的爆破震动进行记录，读取并记录从震动至震幅衰减到最大震幅的1/5时的时间长度，计为该药量爆破在该处地质条件下引起的震动的持续时间Ty 。图（二）后行洞爆破引起震动的速度测点位置示意图由于主震时间随药量增加而增加，因此，测试数据应按地质条件，药量大小进行分类。3.1.3 计算方法：(1)震动速度的计算 根据震动速度的衰减规律，可采用下列公式对震动速度进行预估计算：V=K（Q1/3/R） 式（1） 式中： V 为质点震动速度，单位为cm/s； K 为与爆破场地有关的系数； Q 为装药量（齐发爆破时为总装药量，延发爆破时 为最大一段装药量），单位为Kg； R 为从测点到爆破中心的距离，单位为m； 为与地质条件有关的系数； 式（1）中K值可按下面不同条件近似采用：场地为坚硬基岩： K=150 =1.70场地为基岩： K=220 =1.67场地为覆盖浅层表土时： K=300 =1.60(2)爆破时间间隔的计算通过记录的爆破震动持续时间，可按下式（2）确定两段爆破的时间间隔t= Ri/Vs+Tyi-Ri+1/Vs= （Ri-Ri+1）/ Vs+Tyi 式（2） 式中： Ri和Ri+1 分别为第i段和第i+1 段爆破中心距要求的控制震 动点的距离； Vs 为不同的岩石中的波速值，详见下表一； Tyi 为第i段 爆破的震动持续时间（通过同条件下的测试数据综合确定）；表一 不同岩石中震动波传播速度 岩石名称P波速（m/s）S波速（m/s）岩石名称P波速（m/s）S波速（m/s）花岗岩3960-60962133-3353片麻岩4724-5578-辉长石65533444冲积层503-1981-玄武岩56083048粘土1128-2409579纯橄榄岩79864084土壤152-76291-549砂岩2438-4267914-3048冰碛物396-石灰岩3048-60962743-3200大理石57913505页岩1829-39621067-2286石英岩6050-板岩3658-44502865片岩45422896注：表中Vs可选P波速或S波速进行计算，以计算所得爆破时间间隔最大为准。3.1.4 测试、施工注意事项(1) 先行洞的测试数据除了用于控制本隧道开挖的爆破震动符合规范外，还可用于对后行洞的爆破药量进行估算。但根据计算和众多测试表明，在先行洞同一断面、同一位置处，同等药量在距此断面相同距离处在先行洞和后行洞的岩体中引爆，测得的震速有较大差异。由于先行洞已开挖，后行洞引起的爆破震动将是先行洞开挖时引起的震动的26 倍，最大可达12倍。因此，利用先行洞开挖时测定的震动数据对后行洞的爆破参数进行设计时，应特别注意。(2) 由于同一围岩类别段的岩体中常存在局部的段落或局部区域出现岩质相对较差现象，为确保工程安全，应根据这些局部的围岩状况进行震动控制。(3) 根据多座隧道爆破震动测试结果，预裂爆破、光面爆破与普通爆破相比，爆破引起的（质点）震动速度可降低10%50%。因此，小净距隧道施工中应尽量采用预裂爆破和光面爆破技术。(4) 根据已建成的小净距隧道施工经验，在药量较为集中的爆破时，在靠近已开挖隧道一侧设置预裂爆破减震带，可有效减小已开挖隧道壁的震动速度。(5) 采用减轻震动的掏槽方法，可较好地减小震动。图三为两种英国式减小震动的掏槽孔设计，图四为几种软岩减轻震动的掏槽形式，在此仅作介绍，施工单位还可根据自身的工程经验选用其它掏槽方式：图三 两种英国式减小震动的掏槽孔设计注：每孔装药量为100g左右a 楔形掏槽、b 有小直径空眼的直眼掏槽、c 混合掏柄、d直眼分层掏槽图四 软岩减轻震动的掏槽形式(6)根据有关规范及施工经验，光面爆破采用的诸参数如周边眼间距（E）、最小抵抗线（W）、相对距（E/W）和装药集中度（q）等，应采用工程类比或根据爆破漏斗及成缝试验确定，在无条件试验时，可按下表二选用。表二 光面爆破诸参数 参数围岩状况饱和单轴抗压极限强度Rb(Mpa)装药不偶合系数D周边眼间距E（cm）周边眼最小抵抗线W（cm）相对距E/W周边眼装药集中度q（Kg/m）硬岩601.251.50557070850.81.00.30.35中硬岩30601.502.00456060750.81.00.20.30软岩302.002.50305040600.50.80.070.15注：1、软岩隧道光面爆破的相对距宜取小值2、装药集中度按规定号岩石硝铵炸药考虑，当采用其它炸药时，应进行换算，换算指标主要考虑猛度和爆力。换算系数K按下式计算：K=1/2（2号岩石炸药猛度/换算炸药猛度+2号岩石炸药爆力/换算炸药爆力）(7)预裂爆破诸参数应在现场由爆破成缝试验获得，在无条件试验时，可按表三选用。表三 预裂爆破诸参数 参数围岩状况饱和单轴抗压极限强度Rb(Mpa)装药不偶合系数D周边眼间距E（cm）周边眼至内圈崩落眼间距（cm）周边眼装药集中度q（Kg/m）硬岩601.21.34050400.350.40中硬岩30601.31.44045400.250.35软岩301.42.03040300.090.19注：1、本表的适用范围：炮眼深度1.0-3.5m，炮眼直径40-50mm，药卷直径20-32mm。2、炸药换算系数按表二注2所示的公式计算。(8)预留光爆层的爆破诸参数应在现场由爆破试验获得，在无条件试验时，可按表四选用。表四 预留光爆层爆破诸参数 参数围岩状况饱和单轴抗压极限强度Rb(Mpa)装药不偶合系数D周边眼间距E（cm）周边眼最小抵抗线W（cm）相对距E/W周边眼装药集中度q（Kg/m）硬岩601.251.50607070800.71.00.200.30中硬岩30601.502.00405050600.81.00.100.15软岩302.002.50405050600.70.90.070.12注：1、本表的适用范围：炮眼深度1.0-3.5m，炮眼直径40-50mm，药卷直径20-32mm。2、炸药换算系数按表二注2所示的公式计算。3.2 中夹岩体加固技术小净距隧道设计、施工是基于岩体力学角度来考虑，充分利用隧道围岩的自承、自稳能力，通过围岩加固措施使隧道修筑达到最合理而经济。而两隧道中夹岩体的加固则是整个小净距隧道建造成功的关键。3.2.1 中夹岩体预加固中夹岩体预加固措施适用于I、II、III类围岩段。(1) 为充分保障中夹岩体的完整，在严格控制爆破的前提下，根据工程地质及水文地质条件，采用超前小导管预注浆技术对中夹岩体进行预加固。(2) 注浆材料应根据地质条件、涌水情况及浆材的适用性确定。同时考虑到小净距隧道中夹岩体完整稳定的重要性，一般围岩段（涌水量不大）采用稳定性、粘度、可注性、结石强度及抗渗性均较好的超细水泥单液浆；特殊地段（富含地下水）采用超细水泥与水玻璃双液浆。 单液注浆及双液注浆采用水灰比分别为0.8:12.0:1及0.8:11.5:1。通常水灰比2时，其沉析率为10%左右足以满足稳定性的要求。图一、图二可显示出超细水泥浆液良好的稳定性。 在条件相同的情形下，超细水泥浆液的凝结时间较普通硅酸盐水泥凝结时间短。而水灰比对浆液的凝结时间影响最大。图三表示凝固时间与水灰比的关系。超细水泥浆液的可注性远高于普通硅酸盐水泥，可注入0.050.1mm的裂缝及0.10.2mm的细砂层。因超细水泥的活性好，故结石强度高。图四示出了超细水泥浆液固结体的抗压强度与龄期的关系。 超细水泥可以以超细水泥浆液（单液）形式注入，也可以根据需要和水玻璃材料以任何比例混合（双液）的形式注入。表一表示出超细水泥浆液的常用配比。(3) 超前小导管预注浆的施工应符合下列要求：a 导管采用直径4248mm 壁厚45mm的无缝钢管，长度为5m。管壁每隔1020cm交错钻眼，眼孔直径宜为68mm。b 沿隧道纵向开挖线向外以1015的外插角钻孔，将小导管打入中夹岩体内。小导管环向间距40cm，排间距2.4m。c 小导管注浆前，应对开挖面及5m范围内的坑道喷射厚为510cm的混凝土封闭。d 注浆压力应为0.51.0Mpa，必要时可在孔口处设置止浆塞。止浆塞应能承受规定的最大注浆压力或水压。注浆过程中应根据地质情况、注浆目的等控制注浆压力。e 注浆后至开挖前的时间间隔，视浆液种类宜为48h。开挖时应保留1.52.0m的止浆墙，防止下一次注浆时孔口跑浆。f 注浆结束标准，是指某个注浆孔注浆达到如下的注浆效果时，即为结束该孔注浆的标准：注浆压力逐步升高，当达到设计终压并继续注浆10min以上；有一定注入量，与设计注入量大致接近。(4) 注浆机具设备应性能良好，操作应简便，并应满足使用的要求。(5) 注浆效果探查所谓注浆效果是指浆液在中夹岩中的实际分布状态与设计的预定注入范围的吻合程度及注浆后复合土质参数的提高状况。超前小导管预注浆的目的是为了提高中夹岩体的承载力，那么可考虑采用荷载试验（钻孔）及声波探测仪探查中夹岩实际注浆效果，测定承载力P，估算变形模量、粘力、内摩擦角、相对密度、弹性波速度等。如未达到要求，应进行补注浆。3.2.2水平贯通预应力锚杆加固中夹岩体(1) 预应力锚杆施工要求a 杆可采用普通砂浆锚杆、中空锚杆、自进式中空锚杆。在锚杆孔自稳性较好时，可采用普通砂浆锚杆。在锚杆孔自稳性差时，宜采用中空锚杆或自进式中空锚杆。除上述锚杆外，还可采用专用预应力锚杆（其施工工艺详见第(2)条）。b 锚杆制作和打设长度应随锚杆位置不同而变化。c 单根锚杆长度应比设计中夹岩厚度加两侧喷射混凝土厚度长50cm。d 锚杆孔打设深度应比设计中夹岩厚度加两侧喷射混凝土厚度长25cm。e 由于施工现场工作空间有限，锚杆应分成多段加工，采用连接套进行连接安设。因此，在锚杆制作过程中应充分考虑不同位置处锚杆安设空间大小，以便正确确定锚杆分段长度。f 锚杆两端应预加工长度大于30cm的螺纹，并配备相应尺寸的垫板及螺帽。垫板及螺帽必须满足预加应力强度要求。g 插入孔内一端的螺纹段杆体应用塑料膜包裹，以保护螺纹不被砂浆粘结。h 锚杆应采用全长粘接型设计，砂浆灌注必须饱满。i 砂浆应采用早强砂浆。砂浆在15 25 条件下，24小时强度应达到设计强度的20%。j 锚杆孔应水平打设，垂直和水平偏角应小于3o。k 锚杆张拉应力通过螺帽紧固施加，螺帽紧固应采用自控扭矩（电动）搬手进行，以准确控制张拉力大小。l 采用普通砂浆锚杆，施工工序应为：l1.先行洞开挖；l2.安设钢拱（格栅拱）、喷射混凝土、安设砂浆锚杆；l3.24小时后加设垫板并用螺帽将垫板拧至紧贴喷射混凝土表面；l4.后行洞开挖至锚杆处，露出锚杆端头；l5.安设钢拱（格栅拱）并喷射混凝土至设计厚度；l6.将锚杆加垫板，用螺帽拧紧，用扭矩搬手施加应力至设计要求；l7.先行洞锚杆采用扭矩搬手施加应力至设计要求。m采用中空锚杆和自进式中空锚杆，施工工序应为：m1.先行洞开挖；m2.安设钢拱（格栅拱）、喷射混凝土、打设锚杆并注浆；m3.24小时后加设垫板并用螺帽将垫板拧至紧贴喷射混凝土表面；m4.后行洞开挖至锚杆处，露出锚杆端头；m5.安设钢拱（格栅拱）并喷射混凝土至设计厚度；m6.截除锚杆钻头；m7.将锚杆加垫板，用螺帽拧紧，用扭矩搬手施加应力至设计要求；m8.先行洞锚杆采用扭矩搬手施加应力至设计要求。(2) 硬岩及软岩段两种专用预应力注浆锚杆的施工工艺为更充分地利用围岩的自承能力，控制围岩的变形，更有效地保证围岩的稳定，对小净距隧道中夹岩体，可施加适当的预应力，综合改良其岩体。对于破碎硬岩的中夹岩体，必须通过锚杆对围岩施加足够的预应力，以防止中夹岩变形而失稳，以保证隧道的稳定；对于软弱围岩，一般利用围岩变形使锚杆受拉，被动提供足够的支承力以保证围岩的稳定，但如能主动施加一定的预应力，将取得更好的效果。现介绍适用于破碎硬岩和软弱围岩的两种预应力注浆锚杆施工新技术。a硬岩段预应力注浆锚杆a1. 结构特点：适用于硬岩的预应力注浆锚杆由预应力内锚头、张拉段（自由段）和外锚头组成，并以中空的杆体连接，各个组成部分又配有相应的配件以实现其功能。见图五。a2. 施工工艺a2.1. 预应力锚头安装：采用风钻钻孔并彻底清孔；将锚头装入锚孔，用戴好搅拌器的锚杆杆体将其推送入锚孔孔底；启动装在锚杆杆体尾端的风钻，带动杆体旋转冲击305秒，匀速推进至锚孔孔底；卸下风钻，装上止浆塞。预应力锚头固化前，杆体不得移位或晃动。a2.2. 预应力施加：30分钟后，安装预应力专用垫板和专用锚具；采用专用工具拧紧专用锚具上的螺母达到设计所需预应力即可。a2.3. 锚杆注浆：同普通中空注浆锚杆。b软弱段预应力注浆锚杆 b1. 结构特点：按杆体结构区分，主要由内锚段L1、张拉段L2和外锚段L3组成。见图六。 b2. 施工工艺b2.1. 预应力锚杆的安装：用风钻钻头钻孔并彻底清孔；在锚杆内锚段杆体的端部戴上锚头；将戴好锚头的锚杆装入锚孔，并通过锚头将其固定在锚孔中；将止浆塞装上锚杆，并将其送入锚孔孔口以内。b2.2. 注浆：为获得充分的抗拔力，从而为锚杆提供足够的预应力，应采用较稠的浆液进行注浆。注浆工艺同普通中空注浆锚杆。b2.3. 预应力施加：注浆结束24小时后即可进行预应力施加；安装预应力专用垫板和专用锚具；用专用工具拧紧专用锚具上的螺母达到设计所需预应力即可。(3) 预应力锚杆对中夹岩体的加固作用a 增大岩体抗拉（抗剪）强度，从而增大岩墙的极限拉压、抗剪强度。b 随着岩体水平方向的变形，将增大对岩体变形的水平约束，相应增大中夹岩体的极限强度。c 预设的两隧道中夹岩墙的水平预应力锚杆，在第二座隧道开挖爆破时，将预加固第二座隧道内侧边墙的岩体，减小开挖爆破对岩体的破坏及振动影响。3.2.3极软弱岩体内中夹岩的加固措施隧道围岩中部分地段构造影响严重，多数为破碎带及全强风化带、破碎带交汇部位。构造及风化节理密集，节理面及其组合杂乱。块体间多数为泥质充填。此类地段类似I类围岩段。这些极软弱的岩体分布在小净距隧道中夹岩体中，仅靠水平贯通预应力锚杆及预加固措施还不够。针对这些极软弱岩体段，在两隧道相邻侧拱部的格栅拱架或型钢架下设置槽钢纵向托梁，同时边墙的格栅拱架或型钢拱架加密设置为0.5m一榀，并及时完成喷混凝土层，利用这种较强大的钢筋砼的侧墙支护，提高中夹岩处隧道拱脚支承荷载，转移和减小中夹岩的应力。3.2.4极浅埋段中夹岩辅助加固措施(1) 中夹岩体辅助加固措施适用于埋深不足10m的浅埋段。目的是避免极浅埋段拱顶上方岩体出现发展到地表的拉裂区，对隧道围岩造成破坏而降低围岩自承力。(2) 在极浅埋段，隧道开挖前预设竖向锚桩，以3根一束22mm钢筋组成的钢筋笼，插入150mm钻孔中，并灌注20号水泥砂浆。(3) 竖向锚桩位于隧道拱顶上方，锚桩应深达拱顶开挖轮廓线外0.5m；竖向锚桩位于中夹岩体上方，锚桩深度应达隧道侧墙拱脚标高。(4) 中夹岩体辅助加固措施，即竖向锚桩将中夹岩上方岩体连成整体，大大增加了其上方岩体的抗拉、抗剪强度，从而减少中夹岩体所承受的荷载并增强了围岩自承力。3.3 隧道塌方预防及处治要求隧道开挖必须及时采取措施，防止塌方（尤其是中夹岩处塌方）的发生，在发生塌方后，处治措施必须考虑相邻隧道的安全。3.3.1 边仰坡塌方预防措施如下：(1) 洞口切坡时，两隧道之间中夹岩坡口处原地面土体应尽量保留，以支挡坡面。如不能保留，切坡后应尽快设置砌体挡护或锚喷临时支护。(2) 切坡后，边、仰坡应及时采取喷锚支护进行防护，截排水沟必须在隧道开挖前（或雨季来临前）完成。(3) 应建立地面沉降观测断面，及时了解坡面变形信息。(4) 暗洞掘进前先完成明洞或洞门工程。3.3.2 I、II类围岩段塌方预防措施如下：(1) 作好超前预加固、超前支护等工作，严格控制每循环开挖进尺，避免在开挖过程中超挖过大或发生坍塌。(2) 加强掌子面围岩、地下水等地质观测工作，确定合理的支护参数。(3) 及时通过拱顶沉降、周边收敛等监控量测工作，了解支护及围岩变形情况，发现变形过大时应及时加强支护和采取必要措施。(4) 及早施作仰拱以控制围岩变形。(5) 先行洞应作好地质编录以指导后行洞支护参数和开挖方式的选取。3.3.3 III类围岩段塌方预防措施如下：(1) 严格控制每循环进尺，严格按震动安全标准控制每段最大装药量。(2) 及时通过拱顶沉降、周边收敛等监控量测工作，了解支护及围岩变形情况，发现变形过大时应及时加强支护和采取必要措施。(3) 设计有仰拱段应及早施作仰拱，控制围岩变形。(4) 先行洞应作好地质编录以指导后行洞支护参数和开挖方式的选取。3.3.4 IV、V、VI类围岩段塌方预防措施如下：(1) 爆破开挖后应及时完成开挖轮廓面的初喷工作。(2) 对围岩中的节理密集带、小断层带应根据现场地质条件进行加强支护。(3) 由II、III类围岩与IV、V类围岩交界处应特别注意加强软硬交界段的超前支护工作，同时应严格控制爆破装药量。(4) 对爆破震动进行控制时，必须考虑震动对围岩中局部节理密集带或软弱带的影响。(5) 先行洞应作好地质编录以指导后行洞支护参数和开挖方式的选取。3.3.5 边仰坡变形过大的处治措施如下：(1) 分析引起边仰坡变形过大的原因，如由于隧道掘进引起应停止掘进，直至处治完毕。(2) 根据现场观察和地面沉降数据，确定边、仰坡是否有进一步变形及失稳的可能性。(3) 加密、加长地面锚杆，或在隧道开挖影响范围内的坡面打设锚桩，加固土体，控制变形和沉降量。(4) 提前施作洞门或明洞工程。(5) 施工临时的洞门端墙支挡工程。3.3.6 I、II、III类围岩段塌方处治措施如下：(1) 由于超挖、围岩不稳定等原因，导致初期支护与围岩间存在的空洞，必须在初支完成后，采用注浆充填密实。(2) 涉及中夹岩的塌方无论大小，塌腔必须采用注浆回填密实。(3) 先行洞中发生封密掌子面的较大塌方，必须在管棚或超前小导管等超前支护下进行清碴，穿越塌体后，塌腔空间必须采用注浆回填密实。(4) 后行洞中发生涉及中夹岩的塌方，应首先确定先行洞在该处的支护是否遭到破坏，如遭到，则应首先加强先行洞支护，然后再处治后行洞塌方。3.3.7 IV、V、VI类围岩段塌方处治措施如下：(1) 由于塌方主要由节理不利组合、局部节理密集等原因形成，一般范围较小，应在清碴后对塌腔加强锚喷支护。(2) 先行洞涉及中夹岩的塌方，在处治时，应根据塌方对中夹岩的影响程度，确定是否应该对该处中夹岩进行加固，以防止后行洞开挖至该处时也发生塌方。3.4 特殊地质段的处理措施小净距隧道的设计思想是采用梁柱法或中壁法，保留中夹岩墙，并立足加固、稳定围岩和利用围岩自身承载力，因此，对特殊地质条件下的施工及处理措施提出了更高的要求。3.4.1特殊地质段处理措施概述(1) 当小净距隧道通过膨胀性围岩、含水未固结围岩、溶洞、松散地层时，应采用辅助方法施工，特别要保护好围岩，尽量减小两隧道间中夹岩体的破坏，应对围岩进行预加固、超前支护或止水。(2) 特殊地质段隧道施工，应以保护中夹岩体的稳定完整为前提，并将“先治水、短开挖、弱爆破、强支护、早衬砌、勤检查、稳步前进”作为指导原则。隧道选择施工方法时，应以安全为前提，综合考虑隧道工程地质和水文地质条件、小净距隧道断面型式、尺寸、埋深、施工机械装备、工期和经济的可行性等因素而定。同时应考虑特殊地质段围岩变化时施工方法的适应性及其变更的可能性，以免造成工程失误和增加投资。(3) 特殊地质段隧道，除大面积淋水地段、流沙地段、穿过未胶结松散地层，施工时应采取相应的措施外，均可采用锚喷支护施工。爆破后如开挖工作面有可能坍塌时，应在清除危石后及时喷射砼护面。如围岩自稳性很差，开挖难以成形，可沿设计开挖线进行超前支护。锚喷支护后仍不能提供足够的支护能力，特别是通过观测中夹墙体有可能遭到破坏时，应及早装设钢架支撑加强支护。(4) 当采用构件支撑作临时支护时，支撑要有足够的刚度和强度，能承受开挖后的围岩压力。围岩出现底部压力，产生沉陷现象时应加设底梁。当围岩极为松软破碎时，应先护后挖，暴露面应用支撑封闭严密，根据现场条件，结合超前支护形成联合支撑。支撑应迅速、及时，从而充分发挥构件支撑作用。(5) 对于极松散的未固结围岩和自稳性极差的围岩，当采用先护后挖法仍不能开挖成形时，宜采用压注超细水泥浆或化学浆液的方法，以固结围岩，特别是中夹岩体，提高其自稳性。(6) 加强信息化施工。利用各种手段查明前方不良地质，避免出现塌方等工程灾害。首先加强隧道工程地质工作，及时掌握掌子面揭露段软弱岩体并推延到前方，并采用地质预报方法或仪器搞清掌子面前方软弱岩体的位置。在开挖隧道侧壁导坑后，绘出起拱面的地质平面示意图，以指导两隧道中夹岩体采取的施工措施。3.4.2膨胀性软岩治理措施(1) 小净距隧道通过膨胀性地层时，应加强调查、量测围岩的压力和流变，掌握围岩变形及压力的增长特性。如原设计难以适应围岩动态情况，也可据此作适当修正。(2) 合理选择施工方法。在施工中应以尽量减少对围岩产生扰动和防止水的的浸湿为原则，所以宜采用无爆破掘进法。如采用掘进机、风镐、液压镐等开挖。在开挖过程中尽可能缩短围岩暴露时间，并及时支护，尽快恢复洞壁因土体开挖而解除的部分围岩应力，减少围岩膨胀变形。多采用正向单侧壁导坑等施工方法，不宜过多分部。(3) 防止中夹岩的湿度变化。隧道开挖后，膨胀性围岩风干脱水或浸水，都将产生缩胀效应，中夹岩一旦发生应力变化，对小净距隧道的稳定将产生影响。因此，中夹岩开挖后及时喷射砼，封闭和支护围岩。在有地下水渗流的隧道，应采取切断水源并加强中夹岩壁与坑道防排水措施，防止施工积水对中夹岩体基础的浸泡。如中夹岩上方局部渗流，可采用注浆堵水，阻止地下水渗入中夹岩体内。(4) 合理进行围岩支护首先进行超前小导管预注浆，开挖后锚喷支护，稳定围岩。采用锚喷及格栅拱架联合支护，在隧道底部打设锚杆。膨胀性围岩的支护，尽可能使其在开挖面周壁上迅速闭合。采用正向单侧壁导坑开挖，在上半部开挖后尽快作出半部闭合，使围岩尽早受到约束。锚喷采用钢纤维喷射砼，可提高中夹岩体等部分的抗弯拉强度及抗剪能力。3.4.3隧道遇溶洞的处理措施当小净距隧道施工遇有岩溶危害时，可按岩溶对隧道的不同的影响情况及施工条件，采取跨越、加固洞穴、引排、截流岩溶水、清除充填物或注浆对软弱土地基加固、回填夯实、封闭地表塌陷、中夹岩体两侧隧道侧墙基础加固等工程综合治理措施。(1) 隧道穿过岩溶区，应查明溶洞分布范围和类型，岩层的完整稳定程度，填充物和地下水情况。如岩层比较完整稳定，溶洞已停止发育，有比较坚实的填充，且地下水量小，可采用探孔或物探等方法，探明地质情况，如有变化便于采取相应的措施。(2) 如溶洞尚在发育或穿越暗河水囊等时，则必须探出水量大小、水流方向等，先要解决施工中的排水问题，一般可采用平行导坑的施工方案，以超前钻探法，向前掘进。当出现大量涌水、流泥、崩坍落石等情况时，平导可作为泄水通道，正洞堵塞时也可利用平导在前方开辟掘进工作面，不致正洞停工。平导不能选择在两隧间中夹岩体部分，而应选择在隧道正洞外侧。(3) 溶洞位于两隧间中夹岩体的处理措施a 到暗河或溶洞有水流时，宜排不宜堵。应先采用暗管、涵洞、小桥等设施渲泄水流或开凿泄水洞将水排出洞外。当岩溶水流的位置在隧道顶部或高于隧道顶部时，应在适当距离处，开凿引水斜洞将水降低到隧底标高以下，再行引排。b 对中夹岩处溶洞采用混凝土、浆砌片石或干砌石予以回填封闭；当隧道中夹岩上部有空溶洞时，可视溶洞的岩石破碎程度在溶洞顶部采用锚杆或锚喷网加固，必要时可考虑注浆加固并加设隧道护拱及拱顶回填进行处理。c 对已停止发育、无水的溶洞或已作引水的溶洞，应首先对中夹岩体两侧衬砌采用钢筋砼加固，同时加深中夹岩体部分边墙基础，加固隧道底部。(4) 溶洞不位于中夹岩部分的通常处理办法常见的处理措施为“引排水、堵填、跨越、绕行”，详见公路隧道施工技术规范（JTJ042-94），并遵照执行。(5) 溶洞地段隧道施工的注意事项a 施工到达溶洞边缘，各工序应紧密衔接，支护和衬砌赶前。同时应利用探孔或物探作超前预报，设法探明溶洞的形状、范围、大小、充填物及地下水情况，据此制定施工处理方案及安全措施。b 施工中注意检查溶洞顶部，及时处理危石。当溶洞较大较高且顶部破碎时，应先喷射砼加固，再在靠近溶洞顶部附近打入锚杆，并应设置施工防护架或钢筋防护网。c 在溶蚀地段的爆破作业应尽量做到多打眼、打浅眼，并控制爆破药量减少对围岩的扰动。防止在一次爆破后溶洞内的填充物突然大量涌入隧道，或溶洞水突然袭击隧道，造成严重损失。d 在溶洞充填体中掘进时，如充填物松软，可用超前支护施工。如充填物为极松散的砾石、块石堆积或流塑状粘土及砂粘土等，可在开挖前采用地表注浆、洞内注浆或地表和洞内注浆相结合进行加固。如遇颗粒细、含水量大的流塑状土壤，可采用劈裂注浆技术，注入水泥浆或水泥水玻璃双液浆进行加固。e 溶洞未做出处理方案前，不要将弃渣倾填于溶洞中。因弃渣覆盖了溶洞，不但不能了解其真实情况，反而会造成更多困难。3.4.4遇松散地层的处理措施松散地层结构松散、胶结性弱、稳定性差，在施工中极易发生坍塌，如极度风化破碎已失岩性的松散体、漂卵石地层、砂英砾石和含有少量粘土的土壤以及无胶结松散的干沙等。(1) 隧道穿过松散地层，应减少对围岩的扰动，采用辅助施工方法预加固中夹岩及围岩。采取先护后挖、密闭支撑、边挖边封闭的施工原则。(2) 超前小导管预注浆：沿开挖轮廓线外，以1015角度打入管壁带孔的小导管，并以一定压力向管内压注超细水泥单液浆或双液浆。既能将洞周岩体及中夹岩预加固，又能起到超前支护作用。特别适用于自稳时间很短的砂层、砂卵石层等松散地层施工。(3) 松散地层降水、堵水：在松散地层中含水，对隧道施工的危害极大。排除施工部位的地下水，有利于施工，可采用在洞内或辅助坑道内井点降水。在埋深较浅的隧道中，可用深井泵降水，在洞外地面隧道两侧布点进行。地下水丰富，而且排水条件或排水费用太高，可采用注浆堵水措施。4监控量测技术要求4.1 一般规定4.1.1 按新奥法设计和施工，采用复合式衬砌的小净距隧道，由于围岩自稳性和支护结构的受力较一般隧道复杂，必须将现场监控量测项目列入施工组织设计，并在施工中认真实施。4.1.2 现场监控量测应达到以下目的：(1) 监视围岩应力和变形情况，验证支护衬砌的设计效果，保证围岩稳定和施工安全；(2) 提供判别围岩和支护系统基本稳定的依据，确定二次衬砌和仰拱的施作时间；(3) 通过量测数据的分析处理，掌握围岩稳定性变化规律，确定修改支护、衬砌设计参数和施工方法，提供围岩和支护衬砌最终稳定的信息；(4) 对于小净距隧道要特别注意中夹岩（墙脚到拱腰处围岩）的变形和稳定，为中夹岩的加固提供必要的数据值根据；(5) 积累量测数据，为今后的小净距隧道设计与施工提供工程类比的依据。4.1.3设计、施工、监理单位必须紧密配合，共同研究和分析各项量测信息，确认或修正设计参数。4.2 量测项目的规划 根据地质、开挖、支护方法，小净距隧道监控量测各项目的重要性见表4-1，各监控单位可根据具体情况选用。表4-1 量测项目及重要性项目围岩条件洞内地