隧道扩洞施工技术

摘 要：本文以十漫高速公路连接线改扩建工程大岭左隧道施工为例，介绍既有裸洞扩洞的施工方法及施工工艺，以供类似工程施工借鉴。

关键词：扩洞 围岩 支护 有限注浆

中图分类号：U45 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）05（a）-0044-01

1 工程概况

1.1 工程概述

大岭隧道位于十漫高速公路连接线合同段内，穿越四方山与岩洞沟相连的山凹，在武当地块区域地质构造上，十堰北侧。设计为双洞分离式隧道，单洞隧道净宽12.5 m，车行道净高为5 m，隧道内轮廓采用坦顶三心圆形式，两隧道间净距36 m。左隧道桩号k2+645～k2+900长为255 m。

左线位置原有一条七、八十年代两边农民为解决通行难开凿的长约250 m，宽5 m毛洞隧道，洞口2 m已用块石砌筑支护，洞身未采取任何支护形式。现设计隧道净宽12.5 m，相当于新隧道在原有毛洞基础上扩挖2.5倍。

2 施工特点

在既有裸洞基础上进行扩洞施工有有利的地方和不利的地方，施工中可以充分利用和采取措施避免。

有利方面：对隧道的地质情况，围岩情况，渗水情况和有无坍塌情况等可直接目睹。同时不需要通风，利于排水和增加上下台阶开挖的临空面，提高爆破效果等有利条件。

不利方面：裸洞开挖长达20年之久，又未支护，周边围岩风化松弛较严重，对扩洞开挖成型，控制超欠挖方面，带来严重影响。

3 施工难点

（1）洞口地处山凹处，覆盖层浅，围岩破碎，怎样做到安全顺利进洞是施工难点之一。

（2）由于隧道为既有裸洞，且年限在20年以上，围岩长期在空气、水分的作用下，风化松弛严重，在爆破开挖过程中，怎样保证开挖轮廓线成型和控制超欠挖在设计允许范围以内是施工难点之二。

4 Ⅲ类围岩洞身扩挖

4.1 超前支护

在拱顶1200 mm范围内，设超前小导管，进行超前支护。小导管采用外径Φ42 mm，壁厚5 mm的热轧无缝钢管，长450 cm，前端加工成锥形，尾部焊接钢筋加固箍，管壁四周每10～15cm交错钻眼，眼孔直径为Φ8 mm（梅花形布置）。

钢管沿隧道开挖轮廓线布置，外插角5～7度打入围岩，环向间距0.4 m，纵向前后两排小钢管搭接长度不小于1 m。（见图1）

4.2 分部施工

Ⅲ类围岩开挖时采用4部开挖（见图2）。开挖在超前小导管的保护下进行。上半断面采用1部开挖。下半断面分3部分开挖，第3、第4部前后错开5～8 m，最后开挖核心土，各部分开挖后均及时做好初期支护，防止围岩变形坍塌。

4.3 初期支护

本段围岩初期支护采用I16钢架、Φ8×15×15 cm网片，Φ22 mm×3.5 m系统砂浆锚杆联合支护型式。

每部爆破完成后，及时素喷厚3～5 cmC25砼，封闭围岩。然后打系统锚杆，间距为1 m×1 m。锚杆孔保持顺直，并与其所在部位岩面垂直。

钢筋网在洞外加工成网片后直接在洞内挂设，横、纵向搭接布设成网后进行绑扎或焊接。铺设时，钢筋网随岩面起伏，并保证保护层厚度，与锚杆焊接牢固。

钢架按设计要求根据分部情况预先在洞外分段加工成型，然后根据分部情况分段安装，为增强钢架的整体稳定性，将钢架与锚杆焊接在一起。沿钢架设直径为Φ22 mm的纵向连接钢筋，并按环向间距1 m设置。各部的钢架架设好后均及时施作锁脚锚杆，将钢架固定。

钢架架立后尽快进行第二次砼喷射作业，并将钢架全部覆盖，使初期支护尽快形成。

4.4 体会和认识

（1）在确定不良地质洞口的进洞超前支护方法时，依据实际地形地质条件，经过论证后，采用小导管支护，可以保证安全顺利进洞时，则可不采用长管棚支护，以降低经济成本和加快施工速度。

（2）地质条件差的隧道施工，应尽量减少对岩体的扰动，使支护体系尽快封闭成环，最大程度发挥围岩的自稳能力。

（3）短隧道一般地质较差，不受工期控制。而发生问题的隧道，往往又是短隧道。因此，短隧道的施工，不要一味追求速度，做好施工安排，慎重选定开挖方法，保证施工安全质量。一般不宜选用全断面开挖。