小净距隧道信息化施工技术概论

金建龙

中铁十五局集团第二工程有限公司 上海 201713

随着城市建设的加快，地下空间矛盾逐步暴露。怎样合理利用地下空间成为城市建设的热门话题。高速公路隧道信息化施工技术的应用能够更好地满足当前社会经济发展过程中人们实际需要。

概况

田垄隧道全长2689m，出口端左右洞K25+145处洞身开挖面横向最小净间距9.09m，深度50m段均≤12m，为V级全风化凝灰岩，稳定性差、厚度大；按设计标准定义为小净距隧道段落，为防止爆破震动时小净距引起的围岩变形、和结构破坏等危害，决定采用小净距隧道施工技术。

1 小净距隧道施工技术

1.1 物联网技术的应用

物联网在信息采集传输方面的应用改变了原来人工现场手动记录模式，实现了信息采集的自动化，保证了数据的可靠性。结合相应的BIM模型获取所需要的模型数据，系统能够获得及时可靠的隧道施工现场全方位数据，以达到隧道信息化施工安全管控的目的。全方位信息采集系统主要包括以下两个方面[1]。

（1）人员设备定位。首先在施工人员的安全帽上安装RFID射频芯片通过固定位置读头读取RFID芯片信息确定佩戴安全帽的人员位置，将读头信息通过无线传输逐级传递到中央监控室。控制室可通过芯片源获取人员设备的经纬度坐标及高程信息，通过坐标自动转换，就能在GIS+BIM模型中确定施工人员和设备所处的具体位置。不仅可以直观显示人员和设备在隧道的实时位置，通过点击人员和设备图标，可显示人员设备详细信息，当有突发状况时可及时通知施工人员逃生方向或进行救援。

（2）视频监控。视频监控设备可以实时展示现场施工画面，但传统的视频监控方案无法展示其所在隧道的位置信息，通过视频监控设备与BIM 构件进行挂接，实现摄像头位置在BIM模型中的准确定位，可以展示隧道中摄像头的位置分布信息，并实时显示施工现场视频信号[2]。

1.2 小净距隧道施工

（1）对于小净距隧道一般采用侧壁导坑法，导坑先行主洞跟进的原则施工，施工前2隧道应分为先掘进洞和后掘进洞，先掘进洞主洞应超前后掘进洞主洞开挖工作面不小于50m，洞口采用φ108*6mm大管棚预支护，后开挖可采用环形开挖预留核心土法，随挖随支，每次开挖进尺控制在2榀拱架间距，开挖后立即初喷3～5cm混凝土；锚杆安设作业在初喷后及时进行，钻孔前应根据设计要求定出孔位，做出标记，孔位、孔深。钻孔要圆直，孔口岩面应整平，并且岩面与钻孔方向垂直。所有锚杆都必须安装垫板，当锚杆不垂直岩面时，用垫板调整时，垫板密贴岩面。钢筋网在岩面喷射一层混凝土后随受喷面起伏铺设，并在锚杆安装后进行，网片搭接长度大于35d即大于22.5cm。钢筋网与锚杆或其他固定装置连接牢固，在喷射混凝土时不得晃动。钢架亦在初喷混凝土后安装；安装时两侧拱脚必须放在牢固的基础上，且脚底浮渣必须彻底清除干净，拱脚标高不足时，不得用土石回填，应设置钢板进行调整，必要时要用混凝土加固基底；拱脚高度应低于上半断面地线15～20cm，当拱脚处围岩承受力不够时，向围岩方向加大拱脚接触面积。而后每榀拱架布设4根长4.0mΦ42*4mm锁脚锚管，角度为向下45度左右，打设完毕后，与工字钢连接牢固，方可进行喷砼支护。

（2）对于小净距隧道后掘进洞开挖前同样先做好超前支护措施，采用侧壁导坑超短台阶法施工，各步开挖每一循环进尺后，应及时施作相应的支护措施，要注意后掘进洞侧壁导坑宜超前先掘进洞主洞掌子面不小于5m；施工中仍以短开挖，强支护，及时封闭初期支护的原则进行；对后掘进洞的侧壁导坑施工时采用人工开挖或微振爆破，必要时，导坑上半段面掌子面及时采取喷射混凝土进行封闭；拱部钢架架立后，在中部核心土开挖之前，在外侧拱脚处及时布设4根Φ22螺纹钢筋早强砂浆锁脚锚杆，长度3.5m,角度为向下45度左右，打设完毕后，再与工字钢连接牢固。最后左、右两隧道中岩墙侧采取长4.5mΦ42*4mm注浆小导管取代长3.5mΦ25*5mm中空注浆锚杆，施工方法同超前小导管类似；径向注浆小导管安设后，用塑胶泥封堵孔口，并喷射砼封闭工作面。

（3）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GB6722—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15cm/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20cm/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[3]。

2 结束语

本文主要阐述了洞口段V级围岩的小净距隧道初期支护施工方法，对小净距隧道洞口的错距开挖、后进洞的侧壁导坑法开挖，以及拱架支护、锚杆打设、注浆（夹岩柱径向注浆）、喷砼等一系列的要点阐述，确保不出现任何安全质量事故前提下，完成隧道小净距洞身初期支护施作，为以后同类型、同条件的施工环境中作为参考依据。