马垭口隧道施工

1、 马垭口隧道施工新运公司 冉荃方【摘 要】 马垭口隧道全长107m， V级围岩，距离隧道中线约27m处有一大型蓄水池，约95m处还有一同等蓄水量的水池，水池距隧道洞顶垂直距离约21m。本文主要介绍如何采取有效措施以确保隧顶水池及大型水管安全。【关键词】 浅埋 隧道 施工技术1 工程概况马垭口隧道全长107m，为电气化单线铁路隧道。该隧道为曲线隧道，所在曲线半径为800m，进口段位于圆曲线上，出口段位于缓和曲线上，隧道线路为平坡。隧道通过地段较单一，风化不均，节理较发育，岩层单斜，地下水不发育，上覆24m粘土层，其下为夹杂风化泥岩、角砾状灰岩，稳定性差，围岩定性为V级。该隧道平面位置位于816厂

2、区406高地，高地顶部距离隧道中线约27m处有一大型蓄水池，其蓄水量为1000m3，稍远处还有一同等蓄水量的水池，供给整个816厂及白涛镇工业、生活用水。该水池建于1976年，属生产用装配式储水池（406水池），距隧道洞顶垂直距离约21m，据隧道侧壁水平距离约22米。且在隧道进口处有2条输水管（1200、530为A3钢，2.3m卷焊管）通过，影响隧道开挖进洞。2 施工方案及措施根据爆破安全规程规定和以往施工经验及水池鉴定情况，马垭口隧道的爆破垂直振速控制在1.5cm/s。考虑到进口端围岩情况较差，且进口位置就有两根大型水管，出口端的岩层情况较好，因此，施工时采用从出口单向掘进。2.1 洞口施工

3、洞口仰坡加固处理、地表注浆，隧道拱部设双层超前管棚并注浆。为防止开挖后仰坡坍滑，对仰坡还需进行超前小导管注浆加固，并在仰坡面辅以钢筋网并喷射混凝土保护层以稳定整个仰坡面，其方式见图示：其仰坡之超前管棚采用3.5长42钢管,钢管前端2.5m范围内按梅花形布设6注浆孔,超前管棚之钢管打入仰角为810º，下层与开挖轮廓线间距为0.1m，钢管间距取下层0.3m，上层0 .4m，层间距0.4m。2.2 洞身开挖洞身采用正台阶法施工,如下图所示。因本隧道洞门施工安排在隧道贯通后进行，因此在进行洞身施工的时候，要做好洞口端的临时排水沟设施，并与永久排水设施综合考虑。洞身开挖采用短（微）台阶法（如图

4、），原设计采用格栅刚架，为增加加固的刚度，改换为14号工字钢架,间距80cm。 开挖时，先开挖拱部（1），形成台阶，然后拱脚、墙部（2）同时开挖，一次爆破成型，爆破进尺控制在0.8m1.0m以内，施工中视围岩具体情况而定。爆破后，通风找顶（不允许出现欠挖，以保证隧道净空），清除松动石块，并清洗岩面后，随即初喷混凝土封闭岩面，I部采用人工将碴翻出，由装碴车集中出碴。装碴完成后，即作挂网锚固，及时做好喷混凝土初期支护护面，后续工字钢架支护及时紧跟在喷射混凝土后，并做好围岩变形监控，以作及时处理。在作工字钢架支护时，衬砌立模施工亦可同时进行，但衬砌循环进尺应保证有9m以上。施工过程中要及时做好排水设

5、施，以防积水影响各项工作的顺利进行。其施工工序见隧道开挖工序图。3 控制爆破设计针对本隧道围岩破碎、节理发育、围岩自稳能力差，且旁边有两座大水池等特点，爆破设计严格按短进尺、弱爆破原则进行。为减少爆破作业对围岩和对地表建筑物的扰动，按软岩隧道减轻地震动控制爆破、微台阶法开挖方案进行设计。网路采用多段位非电豪秒雷管爆破网路设计方案。1、掏槽方式：中间掏槽眼采用直眼掏槽，外围装药掏槽眼采用斜眼掏槽，其余均为直眼。2、设计循环进尺为0.8m，进洞后根据围岩实际情况及爆破效果再行对爆破设计进行调整。3、隧道拱部采用光面爆破，边墙采用预裂爆破，核心采用控制爆破，掏槽采用抛掷爆破，洞身开挖通风找顶后，立即

6、进行喷锚支护作为临时支护。4、爆破时布点对爆破震速进行测定，并据此对爆破布眼方案及装药量予以修正，以控制爆破时的震动速度不至于给水池带来不利影响。5、采用分段起爆，达到“干扰降振”；爆破布眼方案见下图（马垭口隧道开挖爆破设计图）。4 施工测量监控针对本隧道实际情况，确定以下列各项为本隧道的施工监控量测项目：洞内外观察、拱顶下沉、地表沉陷量。其各项的内容、方法、测试仪器及要求精度详见下表： 监测项目测试方法和仪表测试精度主要内容洞内外观察现场观察、地质罗盘开挖面围岩的自稳性（无支护时围岩的稳定性）、岩层强度、风化变质情况、节理发育程度和方向性、填充物的性态、破碎带、褶皱、涌水位置、涌水量、涌水压

7、力和水质等情况，核对围岩级别。支护衬砌变形、开裂、有无锚杆拉断松动或陷入围岩的现象、喷射混凝土是否产生裂缝剥离和剪切破坏、钢架变形、压屈位置和状态、钢架与混凝土的粘结情况、二次衬砌变形开裂和破坏、漏水大小和范围、有无底鼓现象，洞口段地表的变形、下沉、开裂情况拱顶下沉水准测量方法、水准仪、塔尺1mm监视拱顶的绝对下沉值，了解判断变化情况，判断拱顶的稳定性，防止塌方地表下沉水准测量方法、水准仪、塔尺1mm判断隧道开挖对地表产生的影响及防止沉陷措施的效果，推测作用在隧道上的荷载范围爆破振动观测爆破振动记录仪观测爆破对建筑物的影响5.1 地表下沉及爆破振动5.1.1 地表下沉及爆破振动测点布置：如图所

8、示：1、2、3、4、5、6、7、8各点为地面下沉观测点，1、2、3，6、7、8按10m间距布置，3、4、5、6按20m间距布置，测点直接布置在裸露的岩层或石头上。.a、b、c、d、e、f各点为爆破震动观测点，分别布置在水池四周基础顶混凝土面上，其中e点在水池顶盖之上，监测水池位置的爆破振动。 测量成果1、地表下沉2、爆破振动观测5.1.3 测量成果分析1、测量点垂直位置虽然尚未开挖，但是已经存在下沉，在目前的地质情况及施工条件下，预下沉量约为总下沉量的18；2、隧道开挖之后，约3天出现地面下沉，开始为加速下沉，下沉到一定时间之后稳定，稳定之后的地面下沉量在测量时值较小，约为总下沉量的5，下沉稳

9、定的时间为714d；3、隧道开挖之后20天进行衬砌，衬砌之后，3个月的总下沉量较小，为12mm；4、上导坑开挖完毕之后，下导坑对地面的振动影响较小，本隧道下导坑装药量为36kg，上导坑为18kg，实测结果：下导坑爆破时地面最大振速为0.456cm/s，为上导坑的32；5、爆破装药量对振速的影响不是线性分布，最小装药量为9kg，最大装药量为18kg，装药量增大9kg，实测实际振速增大不到2；6、围岩情况对振速影响较明显，围岩较好的地质条件下，振速衰减较慢，反之，则较快；7、距离及埋置深度对振速影响较大；5.2 拱顶下沉量1、拱顶下沉量测断面间距为1020m，测点水平位置与地面下沉观测点相对应，每

10、个断面3个拱顶下沉测点，分别布置在拱中及两侧拱腰；2、量测频率和量测时间的确定，见下表；变形速度（mm/d）量测断面距开挖面的距离（m）量测频率>1005.612次/天1055.611.21次/天5111.2281次/2天<1>281次/周3、测量成果4、测量成果分析挂网喷锚、钢拱架未施工前，拱顶变形速度较快，挂网喷锚施工结束之后2天，拱顶速度放慢，拱顶下沉速率最大值出现在挂网喷锚之后1天，由于施工要求强支护，未等围岩变形收敛就早衬砌，钢拱架的安装对拱顶下沉值未见明显影响（本隧道设计不是复合衬砌）；与地面下沉相反，拱顶总下沉值与埋深成正比；仰拱、衬砌施工之后，拱顶位移立即停止，地表沉降则缓慢发展。6 结束语本隧道长度较短，围岩较破碎，埋置深度较浅，隧道顶部有水池等大型建筑物。通过采取一些必要的施工爆破措施，施工监控手段之