关于小净距隧道施工技术的运用分析

吴琦华

（山西路桥第一工程有限责任公司，山西太原　030006）



关于小净距隧道施工技术的运用分析

吴琦华

（山西路桥第一工程有限责任公司，山西太原030006）

摘要：结合某小净距隧道的工程概况，从洞身开挖、爆破减震、岩柱加固注浆、预应力对拉锚杆设置等方面，阐述了小净距隧道的主要施工方法，旨在提高小净距隧道的施工质量，促进小净距隧道在交通工程中的发展应用。

关键词：小净距隧道，洞身开挖，岩柱，对拉锚杆

小净距隧道一般是指在进行隧道规划时，由于受到地形限制，导致相邻隧道的最小净距无法达到设计规范的基本要求。这样的隧道工程具有较高的施工难度，不论是工程造价还是施工周期，都会比普通的隧道工程要高。因此，对小净距隧道施工技术进行研究，可以提升小净距隧道的施工质量，促进小净距隧道在交通工程中的运用和发展。

1　小净距隧道工程概况

某小净距隧道工程，整体长度为2 600 m，左右隧道的间距为24 m，隧道之间的距离在5 m左右。该隧道设计为双向六车道，建筑限界的宽度为5 m，长度为14. 25 m。其跨度较大，从分类上说来可以算作大跨度小净距隧道。在设计前进行了地质勘测，发现该施工地区的岩质较差，主要是以石英砂、风化砂岩为主，而且分布有软弱夹层。在该小净距隧道工程的贯穿区域及周边范围，存在诸多断层，达到了10条以上。隧道工程区域土壤是耕植土、粘土层以及第四系杂填土，基岩以中厚层石灰岩、砂页岩、灰岩等为主，且在隧道周边存在数量较多的岩溶，对隧道工程的施工活动造成了较大困难。

2　洞身开挖施工

根据该小净距隧道工程的实际情况，进行洞身开挖是最为主要的施工环节。洞身开挖施工又可以划分为洞口开挖、侧壁导坑、中隔壁法等诸多施工技术。

洞口开挖是洞身开挖的前期工作，需要遵循早进洞的基本原则展开施工，一般多使用仰坡构造进行洞口开挖，如此可以减少仰坡带来的不稳定因素。洞身开挖一般不使用爆破技术，若是必须使用爆破，也是采用弱爆破的形式进行开挖，以免产生太大扰动。

侧壁导坑法是隧道工程以及地下工程中较为常用的施工方法，其在围岩压力大、地层不稳定等条件下表现出了良好的施工效果。一般侧壁导坑法可以分为单侧壁导坑技术和双侧壁导坑技术，就该工程的实际情况而言，这两种施工技术的方法进行施工如图1，图2所示。

图1　单侧壁导坑技术开挖断面

图2　双侧壁导坑技术开挖断面

从图1，图2中不难看出，单侧壁导坑技术和双侧壁导坑施工技术还是存在比较明显的差异，在实际施工中也需加强对一些问题的控制。第一，在隧道挖掘时，第二次的挖掘长度一般需要比第一次少挖掘5 m～10 m，或是在二次衬砌完成后进行，亦或是滞后于第一次隧道仰拱完成。第二，在对隧道进行临时支护时，其需要在完成20 m～30 m之后，才能展开二次衬砌。在拆除临时支护之后，需要尽快完成回填仰拱和二次衬砌拱墙。第三，开挖面和填充混凝土、仰拱以及二次衬砌之间的距离关系，需要结合放炮造成的震动情况确定，一般可以将其设定在20 m～30 m的范围内。第四，掌子面的稳定性如果较差，那么单侧壁导坑施工法就不能确保掌子面稳定，因此需要结合隧道工程实际，把侧壁导坑开挖和支护分为3个台阶或是4个台阶展开施工。第五，侧壁导坑一般需要领先30 m～50 m的距离，如此才能避免围岩应力分布不受到太大影响。

3　爆破和减震技术

在小净距隧道施工当中，爆破施工是不可避免的，爆破所带来的危害也需要提前进行预防。一般说来，在进行爆破时，由于隧道净距很小，可能对中间岩体产生较大干扰，因此需要对中间岩体设置一定干扰措施，确保中间岩体稳定。一般通过预裂爆破、光面爆破等手段可以对爆破产生的扰动形成有效控制。根据GB 6722—86安全爆破规程中的相关规定，Ⅴ级围岩在没有相应支护措施时，其最大的临界震动速率必须控制在15 cm/s以内。而在有支护措施的情况下，最大临界震动速率也不得超过20 cm/s。例如，在对左洞进行爆破施工时，为了减少爆破对右洞产生的震动，以及减少对左洞初期支护和二次衬砌的影响，该工程采用了微震动光面爆破技术。为了进一步缩减爆破产生的震动，还采取了小进尺、多次爆破以及小药卷等手段，将爆破震动危害切实控制在合理范围内。

4　中间岩柱的加固与注浆

中间岩柱的加固需要根据围岩等级确定对应的施工方法，在二类围岩的浅埋段，需要对中间岩柱进行加固，而对于三、四类围岩，只需要在出现岩石碎裂的地方对中间岩柱进行加固即可。为了提升隧道开挖的稳定性，最大程度降低小净距给隧道带来的变形危害，一般应先对左边洞口进行掘进，同时在洞口设置直径50 mm的小导管作为中间岩柱。完成左边洞口的开挖之后，再对右洞展开掘进施工。

若是隧道洞口发生刷坡的问题，则不能拆除隧道的中间岩柱坡，需将其作为支挡坡面。在完成临时支护的设置以后，就可以挖出中间岩柱坡，同时从横向位置将5 m长的导管打入中间岩柱，导管直径为50 mm，然后向岩柱坡面注浆。在注浆时，达到相关要求之后就可以进行左洞的掘进，长度为3 m。之后把中间岩柱设置45°倾角，加设12 m左右长度的导管进行注浆，注意需要将导管排距控制在1. 5 m或者2 m的水平。注浆时，压力的变化控制一般是从0. 5 MPa逐渐上升到1. 5 MPa，浆液为水玻璃和水泥的混合物，比例为0. 5∶1。

5　预应力对拉锚杆设置

在隧道中间岩柱当中，一般采用了直径25 mm的螺纹钢筋，同时还会配合锚杆使用，锚杆的拉力为50 kN。在进行预应力对拉锚杆设置时，锚杆的一端需要张拉，另一端需要进行固定，其固定侧需要按照张拉端和固定端的同一方向进行控制，并且要在同一横截面上张拉。通过这样的手段才能够避免隧道内部出现局部压应力问题。

6　其他

在小净距隧道施工中，除了上述的一些施工技术之外，还涉及到许多其他方面的施工技术，这里对其进行简要说明。超前支护在隧道施工至关重要，其能够有效保证掌子面前方和拱桥上方位置的稳定。山区隧道的浅埋地段或是洞口使用了大管棚预注浆支护加固，平常地段就可以通过预注浆和小导管结合的方式加固围岩。

在隧道施工过程中，需要结合施工进度和实际情况及时设置临时防护设施，主要涉及到锁脚钢管、临时仰拱等，此外还需及时对开挖方法进行调整，成环进度加快等，以便工程施工安全高效。

在施工过程中，还需要对隧道左线和右线之间的施工距离进行控制，避免对衬砌造成负面影响。这就需要在开挖后行隧道的过程中，需要确保先行隧道已经达到稳定状态。或者是在仰拱完成之后，再对后行隧道展开施工，其施工距离一般控制在3D水平，即3倍隧道直径。

为了全范围及时了解隧道支护情况以及围岩的动态变化信息，小净距隧道在施工中需要加强对地表下沉、拱顶下沉的测量监控，还需做好超前地质预报工作，及时发现掌子面之前未施工区域的地质问题，以便提前做好应对措施。此外，需要监测中间岩体倾斜变化、应力变化以及隧道底部土压等参数，全面掌握中间岩体受力情况，以及在施工进程中的稳定状态。

7　结语

小净距隧道引起隧道间距净值较小，在施工中容易产生扰动，影响隧道施工质量。所以，在面对实际工程时，应该从工程本身着手，逐步做好洞身开挖、爆破控制、加固支护、测量监控等多环节的施工活动，以保证隧道施工质量。

参考文献：

［1］李建设，陈慧超，李政.深圳地铁11号线车公庙站—红树湾站区间盾构隧道小净距上穿既有线区间隧道施工关键技术［J］.隧道建设，2014（4）：374-379.

［2］仇文革，李俊松.小净距大跨度公路隧道安全风险管理与施工技术［J］.现代隧道技术，2011（5）：18-22.

［3］祝河清.软弱围岩小净距偏压隧道进洞施工技术［J］.西部交通科技，2015（10）：47-50，66.

［4］漆睿.大跨度小净距公路隧道施工关键技术探讨［J］.四川建材，2014（6）：200-201.

On analysis of applying the small net distance tunnel construction technique

Wu Qihua
（Shanxi No. 1 Road and Bridge Engineering Co.，Ltd，Taiyuan 030006，China）

Abstract：Combining with the engineering survey of some small net distance tunnel，the paper illustrates the main construction methods for the tunnel from the hole excavation，blasting vibration reduction，rock column consolidation and grouting，and allocation of prestressed anchors，so as to improve the construction quality of the small net distance tunnel，and enhance the application of the tunnel in the traffic projects.

Key words：small net distance tunnel，hole excavation，rock column，anchor

中图分类号：U455

文献标识码：A

文章编号：1009-6825（2016）09-0168-02

收稿日期：2016-01-14

作者简介：吴琦华（1988-），男，助理工程师