CN113847050A - 熔岩山区特长公路隧道的施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于公路隧道施工应用技术领域，具体公开了熔岩山区特长公路隧道的施工方法，包括以下步骤，步骤一、隧道开挖；步骤二、出渣；步骤三、钻爆；步骤四、二次衬砌；步骤五、路面施工；步骤六、隧道降尘；步骤七、隧道排水，其中，反坡施工时，采用机械排水，设多级集水坑，通过水泵连续抽排排往洞外。本发明的熔岩山区特长公路隧道的施工方法的有益效果在于：其施工步骤设计合理，能有效的解决熔岩山区公路隧道施工的难题，实现熔岩山区公路隧道高效、安全等的施工。
Description
技术领域
本发明属于公路隧道施工技术领域，具体涉及熔岩山区特长公路隧道的施工方法。
背景技术
公路隧道是专供汽车运输行驶的通道，随着社会经济和生产的发展,高速公路大量出现，对道路的修建技术提出了较高的标准,要求线路顺直、坡度平缓、路面宽敞等。因此在道路穿越山区时,过去盘山绕行的方案多改为隧道方案。隧道的修建在改善公路技术状态、缩短运行距离、提高运输能力、减少事故等方面起到重要的作用。
在熔岩山区修建高速公路时，岩溶问题是不容忽视的。岩溶是地表水和地下水对可溶性岩层经过化学作用和机械破坏作用而形成的各种地表和地下溶蚀现象的总称，此区域的隧道建设应考虑岩溶的危害，因其施工难、危险系数大，所以如何在其地区进行高效、安全等的隧道施工是当前所亟待解决的。
因此，基于上述问题，本发明提供熔岩山区特长公路隧道的施工方法。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供熔岩山区特长公路隧道的施工方法，其施工步骤设计合理，能有效的解决熔岩山区公路隧道施工的难题，实现熔岩山区公路隧道高效、安全等的施工。
技术方案：本发明提供的熔岩山区特长公路隧道的施工方法，包括以下步骤，步骤一、隧道开挖：隧道采用新奥法施工，主洞S-Va、S-Vb衬砌段采用双侧壁导坑法施工，Ⅳ级围岩采用三台阶法施工、Ⅲ级围岩采用上下台阶法施工，IV级围岩紧急停车带衬砌SJ-IVa采用(CD法)单侧壁导坑法施工；步骤二、出渣：隧道出渣采用汽车运输，侧卸式轮式装载机装渣；步骤三、钻爆：采用凿岩台车钻爆；步骤四、二次衬砌：采用12m液压钢模台车，拌合站集中拌合砼，砼搅拌车运输进洞，泵送入模；步骤五、路面施工：开挖基本完成，衬砌接近尾声时，从隧道两端同时展开施工；步骤六、隧道降尘：采用综合防尘措施，采用湿式凿岩、喷雾洒水，加强机械通风，加强劳动者个人防护，掌子面增设降尘设施；步骤七、隧道排水：顺坡施工时，利用洞内积水通过边侧开挖的临时水沟排往洞外，其中，反坡施工时，采用机械排水，设多级集水坑，通过水泵连续抽排排往洞外。
本技术方案的，所述步骤一中包括洞口工程，洞口工程施工为截水沟施工和边仰坡防护施工，洞口工程施工时截水沟距离边仰、坡开挖线5m范围之外，截水沟基坑采用人工开挖和机械开挖相配合，保证截水沟的几何尺寸满足设计要求，开挖基坑时要保证沟宽、沟底的几何尺寸和沟底标高满足要求，同时要清除沟底、沟邦边的松渣，截水沟采用C20现浇混凝土浇筑，过水断面为矩形，沟底纵坡大于0.3％；边仰坡防护施工时在隧道进出口排水***施工完成后，开始进出口边仰坡施工，边仰坡严格按设计坡度开挖，尽量少破坏原有植被，并且按设计随挖随支护，开挖深度至断面圆心处，预留上台阶核心土，核心土面积占上台阶面积的2/3，同时便于套拱施工，其余挖方在施工下台阶和仰拱时再一起开挖到位，洞口边、仰坡防护要开挖一级防护一级，洞口边仰坡面临时防护为挂网锚喷结构，永久防护采用现浇混凝土拱形骨架。
本技术方案的，所述步骤一中还包括明洞工程，明洞工程为边墙施工、明洞衬砌及防水和明洞回填，边墙施工包括1)明洞边墙基础应设置在符合图纸要求且稳固的地基上，地基承载力满足设计要求，基坑的渣体杂物、风化软层和积水应清除干净，2)偏压和单压明洞的外边墙基底，在垂直路线方向应按设计要求挖成一定坡度、向内的斜坡，以提高基底的抗滑力，如基底松软，应采取措施增加基底承载力。3)深基础开挖，应注意核查地质条件，4)基础施工完成后应及时回填，避免雨水等侵蚀地基；明洞衬砌及防水1)明洞衬砌及防水的施工要求可参照洞内二次衬砌，明洞衬砌与暗洞衬砌应连接良好；2)明洞拱圈外模拆除，拱圈混凝土达到设计强度的50％后，应及时按设计规范要求施作防水层及拱脚纵向排水管、环向盲沟，防水板应向隧道内延伸不小于0.5m，并与暗洞防水板连接良好；明洞回填1)拱圈混凝土达到设计强度、拱墙背防水设施完成后，方可回填拱背土方；2)明洞段顶部回填土方应对称分层夯实，每层厚度不得大于0.3m，两侧回填的土面高差不得大于0.5m，底部应铺填厚碎石并夯实，回填至拱顶后应分层铺满填筑，顶层回填材料宜采用粘土以利于隔水，明洞粘土隔水层应与边坡、仰坡搭接良好，封闭紧密，墙背与岩(土)壁之间的回填应符合设计要求，不得任意抛填土石；3)使用机械回填时，拱圈混凝土强度应达到设计强度，且需先用人工填筑夯实回填至拱顶以上1.0m后，方可使用机械施工。
本技术方案的，所述步骤一中还包括超前支护，超前支护为套拱施工、超前大管棚施工和超前小导管施工，套拱施工，套拱长度2m，厚度0.9m，内设四榀I20b工字钢拱架，间距为60cm，各榀拱架间采用Φ22钢筋连接，导向管与工字钢焊连牢固，导向管规格为Φ127×4mm，长度均为2m，套拱采用C30混凝土浇筑，其中，套拱施工工艺，套拱开挖至设计标高并进行基底处理后，即可进行套拱混凝土施工，施工流程为：支架搭设→立底模→工字钢定位→导向管定位焊接→立侧模→立顶模(预留混凝土浇筑口)→混凝土浇筑→养生；超前大管棚施工，根据设计，超前大管棚采用Φ108×6mm钢管，环向间距40cm。采用潜孔钻钻孔、挖掘机顶进钢管，钢管内设置钢筋骨架，钢管布置沿隧道开挖轮廓线向外倾斜，仰角1-3°，注浆压力根据地层致密程度决定，一般为0.5～1.0Mpa，终压为2.0Mpa；超前小导管施工，设置在隧道内无长管棚支护的Ⅳ、Ⅴ级围岩地段，Ⅴ级采用φ50×4mm的热轧无缝钢管，Ⅳ级采用φ42×4mm的热轧无缝钢管。钢管长4m，环向间距约35-40cm，外插角控制在5-12°，尾端固定于钢拱架上，每排小导管纵向搭接长度不小于1.0m。
本技术方案的，所述步骤一中隧道开挖，暗洞采用新奥法施工，开挖采用机械化作业，隧道出渣采用自卸车运输方式，主洞S-Va、S-Vb衬砌段采用双侧壁导坑法施工，Ⅳ级围岩采用三台阶法施工、Ⅲ级围岩采用上下台阶法施工，IV级围岩紧急停车带衬砌SJ-IVa采用(CD法)单侧壁导坑法施工；二衬安全步距要求，二次衬砌距掌子面的距离，Ⅲ级围岩不得大于120米，Ⅳ级围岩不得大于90米，Ⅴ级及以上围岩不得大于70米；仰拱安全步距要求，仰拱距掌子面的距离，III级不超过90m，IV级不超过50m，V级不超过40m；隧道先行洞与后行洞掌子面距离控制在不小于50m，在隧道掌子面前、后2倍开挖跨度范围内，加强监控量测。
本技术方案的，所述步骤1中的上下台阶法开挖，III级围岩洞身采用上下台阶法开挖，施工顺序说明：施工中先开挖上断面Ⅰ，然后施作初期支护①，然后跳槽开挖下断面Ⅱ，施作相应的初期支护②，待初期支护趋于稳定后整体浇筑二次衬砌③；三台阶法开挖，Ⅳ级围岩、SJ-IIIa衬砌段采用三台阶法开挖，隧道开挖后应及时施作相应的初期支护，全断面开挖完成后及时施作仰拱，使隧道结构封闭成环，施工工序说明：施工中先开挖上断面Ⅰ，然后施作初期支护①，然后跳槽开挖中断面Ⅱ，施作相应的初期支护②，然后开挖下断面Ⅲ，施作相应的初期支护③，待初期支护趋于稳定后施作仰拱④，然后仰拱回填⑤，然后整体浇筑二次衬砌⑥；双侧壁导坑法开挖，S-Ta衬砌、S(X)-Va衬砌、S(X)-Vb衬砌段采用双侧壁导坑法开挖，施工工序说明：施工中先开挖上断面Ⅰ，然后施作初期支护①，然后跳槽开挖中断面Ⅱ，施作相应的初期支护②，然后开挖下断面Ⅲ，施作相应的初期支护③，然后开挖下断面Ⅳ，施作相应的初期支护④，然后开挖上断面Ⅴ，施作相应的初期支护⑤，然后开挖下断面Ⅵ，施作相应的初期支护⑥，待初期支护趋于稳定后施作仰拱⑦，然后仰拱回填⑧，然后整体浇筑二次衬砌⑨。
本技术方案的，所述步骤二中的出渣，装渣采用侧卸式装载机与挖机配合进行，自卸汽车运输，根据围岩情况分别选择运至碎石加工场和用作路基填料或弃渣场。
本技术方案的，所述步骤三中的钻爆，1)对隧道超欠挖的影响主要是周边炮孔的外插角0、开口位置e和钻孔深度L，它们与超欠挖高度有如下的关系:h＝e+Ltan(0/2)。该式表明随外插角0和钻孔深度L的增大，h也随之增大，e作为一个独立参数，当e为负值时，h会随之减小。
本技术方案的，所述步骤一中还包括初期支护，初期支护包括型钢钢架、钢筋网、喷射混凝土和锚杆，型钢钢架，Ⅳ级、Ⅴ级围岩采用I22b、I20b、I18、I16型工字钢，III级围岩采用I14工字钢，其中，各种钢架先在洞外按设计加工成形，洞内现场拼装联结，钢架洞内安装在初喷4cm砼之后进行，与定位钢筋焊接，钢架采用HRB335钢筋直径为22mm纵向连接筋、环向间距1.0m连接成整体；钢筋网采用φ8钢筋网20*20cm，钢筋网片预先按设计钢拱架间距在洞外加工，钢拱架施作好后进行钢筋网的铺装，钢筋网随高就低紧贴初喷面，与锚杆和钢架绑扎连接或点焊焊接牢固，钢筋网设在靠近岩面一侧，喷混凝土时，减小喷头至受喷面距离和风压，以减少钢筋网振动，降低回弹，其中，钢筋网喷混凝土保护层厚度不小于2cm；喷射混凝土采用湿喷法，混凝土由洞外拌和站集中拌料，根据需要加入聚酯纤维，混凝土运输车运到工作面，喷射作业分段、分片、由下而上顺序进行，先初喷混凝土厚度3～5cm，等锚杆、钢筋网、钢架安装完后进行混凝土分层复喷作业，喷至设计厚度，喷射混凝土在终凝后，可有效提高混凝土强度3％左右，拱脚向上1m超挖部分应全部用混凝土喷实；锚杆采用锚杆作业台架钻锚杆孔，人工安装锚杆，首先利用高压风或水清孔，完成后将早强锚固剂药卷放在水中，泡至软而不散时取出，再人工持炮棍将药卷塞满至孔深1/3-1/2处，最后用人工持铁锤将锚杆打入，以锚杆达孔底且孔口有浆液流出为止，若孔口不返浆则用早强砂浆补满，同时将锚杆尾部和钢架焊接，以增强共同受力。
本技术方案的，所述锚杆为中空锚杆，中空注浆锚杆施工方法，首先钻孔，钻孔深度比设计孔深长10cm以上时，再安装锚杆，并用不低于M30强度的水泥浆，采用电动注浆机注浆，注浆压力符合设计要求0.5-1MPa，一般按单杆达到设计注浆量作为结束标准，最后当注浆压力达到设计终压0.8MPa不少于20分钟，进浆量仍达不到注浆终量时，结束注浆，并保证锚杆孔浆液注满。
与现有技术相比，本发明的熔岩山区特长公路隧道的施工方法的有益效果在于：其施工步骤设计合理，能有效的解决熔岩山区公路隧道施工的难题，实现熔岩山区公路隧道高效、安全等的施工。
附图说明
图1是本发明的熔岩山区特长公路隧道的施工方法的截水沟断面结构示意图；
图2是本发明的熔岩山区特长公路隧道的施工方法的套拱及导向管安装纵向结构示意图；
图3是本发明的熔岩山区特长公路隧道的施工方法的导向管安装横向结构示意图；
图4是本发明的熔岩山区特长公路隧道的施工方法的管棚施工工艺流程图；
图5、图6是本发明的熔岩山区特长公路隧道的施工方法的上下台阶法施工工序示意图；
图7、图8是本发明的熔岩山区特长公路隧道的施工方法的三台阶法施工工序示意图；
图9、图10是本发明的熔岩山区特长公路隧道的施工方法的双侧壁导坑法施工工序示意图；
图11、图12是本发明的熔岩山区特长公路隧道的施工方法的单侧壁导坑法施工工序示意图；
图13是本发明的熔岩山区特长公路隧道的施工方法的装药示意图；
图14是本发明的熔岩山区特长公路隧道的施工方法的结构防排水施工工序图；
图15是本发明的熔岩山区特长公路隧道的施工方法的防水板施工工艺流程图
图16是本发明的熔岩山区特长公路隧道的施工方法的二次衬砌施工工艺框图；
图17是本发明的熔岩山区特长公路隧道的施工方法的隧道反坡排水示意；
图18、图19是本发明的熔岩山区特长公路隧道的施工方法的逃生通道设置示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明。
本发明的熔岩山区特长公路隧道的施工方法，包括以下步骤，步骤一、隧道开挖：隧道采用新奥法施工，主洞S-Va、S-Vb衬砌段采用双侧壁导坑法施工，Ⅳ级围岩采用三台阶法施工、Ⅲ级围岩采用上下台阶法施工，IV级围岩紧急停车带衬砌SJ-IVa采用(CD法)单侧壁导坑法施工；步骤二、出渣：隧道出渣采用汽车运输，侧卸式轮式装载机装渣；步骤三、钻爆：采用凿岩台车钻爆；步骤四、二次衬砌：采用12m液压钢模台车，拌合站集中拌合砼，砼搅拌车运输进洞，泵送入模；步骤五、路面施工：开挖基本完成，衬砌接近尾声时，从隧道两端同时展开施工；步骤六、隧道降尘：采用综合防尘措施，采用湿式凿岩、喷雾洒水，加强机械通风，加强劳动者个人防护，掌子面增设降尘设施；步骤七、隧道排水：顺坡施工时，利用洞内积水通过边侧开挖的临时水沟排往洞外，其中，反坡施工时，采用机械排水，设多级集水坑，通过水泵连续抽排排往洞外。
本技术方案的，所述步骤一中包括洞口工程，洞口工程施工为截水沟施工和边仰坡防护施工，见图1，洞口工程施工时截水沟距离边仰、坡开挖线5m范围之外，截水沟基坑采用人工开挖和机械开挖相配合，保证截水沟的几何尺寸满足设计要求，开挖基坑时要保证沟宽、沟底的几何尺寸和沟底标高满足要求，同时要清除沟底、沟邦边的松渣，截水沟采用C20现浇混凝土浇筑，过水断面为矩形，沟底纵坡大于0.3％；边仰坡防护施工时在隧道进出口排水***施工完成后，开始进出口边仰坡施工，边仰坡严格按设计坡度开挖，尽量少破坏原有植被，并且按设计随挖随支护，开挖深度至断面圆心处，预留上台阶核心土，核心土面积占上台阶面积的2/3，同时便于套拱施工，其余挖方在施工下台阶和仰拱时再一起开挖到位，洞口边、仰坡防护要开挖一级防护一级，洞口边仰坡面临时防护为挂网锚喷结构，永久防护采用现浇混凝土拱形骨架。
本技术方案的，所述步骤一中还包括明洞工程，明洞工程为边墙施工、明洞衬砌及防水和明洞回填，边墙施工包括1)明洞边墙基础应设置在符合图纸要求且稳固的地基上，地基承载力满足设计要求，基坑的渣体杂物、风化软层和积水应清除干净，2)偏压和单压明洞的外边墙基底，在垂直路线方向应按设计要求挖成一定坡度、向内的斜坡，以提高基底的抗滑力，如基底松软，应采取措施增加基底承载力3)深基础开挖，应注意核查地质条件，4)基础施工完成后应及时回填，避免雨水等侵蚀地基；明洞衬砌及防水1)明洞衬砌及防水的施工要求可参照洞内二次衬砌，明洞衬砌与暗洞衬砌应连接良好；2)明洞拱圈外模拆除，拱圈混凝土达到设计强度的50％后，应及时按设计规范要求施作防水层及拱脚纵向排水管、环向盲沟，防水板应向隧道内延伸不小于0.5m，并与暗洞防水板连接良好；明洞回填1)拱圈混凝土达到设计强度、拱墙背防水设施完成后，方可回填拱背土方；2)明洞段顶部回填土方应对称分层夯实，每层厚度不得大于0.3m，两侧回填的土面高差不得大于0.5m，底部应铺填厚碎石并夯实，回填至拱顶后应分层铺满填筑，顶层回填材料宜采用粘土以利于隔水，明洞粘土隔水层应与边坡、仰坡搭接良好，封闭紧密，墙背与岩(土)壁之间的回填应符合设计要求，不得任意抛填土石；3)使用机械回填时，拱圈混凝土强度应达到设计强度，且需先用人工填筑夯实回填至拱顶以上1.0m后，方可使用机械施工。
本技术方案的，所述步骤一中还包括超前支护，见图2、图3超前支护为套拱施工、超前大管棚施工和超前小导管施工，套拱施工，套拱长度2m，厚度0.9m，内设四榀I20b工字钢拱架，间距为60cm，各榀拱架间采用Φ22钢筋连接，导向管与工字钢焊连牢固，导向管规格为Φ127×4mm，长度均为2m，套拱采用C30混凝土浇筑，其中，套拱施工工艺见图4，套拱开挖至设计标高并进行基底处理后，即可进行套拱混凝土施工，施工流程为：支架搭设→立底模→工字钢定位→导向管定位焊接→立侧模→立顶模(预留混凝土浇筑口)→混凝土浇筑→养生；超前大管棚施工，根据设计，超前大管棚采用Φ108×6mm钢管，环向间距40cm。采用潜孔钻钻孔、挖掘机顶进钢管，钢管内设置钢筋骨架，钢管布置沿隧道开挖轮廓线向外倾斜，仰角1-3°，注浆压力根据地层致密程度决定，一般为0.5～1.0Mpa，终压为2.0Mpa；超前小导管施工，设置在隧道内无长管棚支护的Ⅳ、Ⅴ级围岩地段，Ⅴ级采用φ50×4mm的热轧无缝钢管，Ⅳ级采用φ42×4mm的热轧无缝钢管。钢管长4m，环向间距约35-40cm，外插角控制在5-12°，尾端固定于钢拱架上，每排小导管纵向搭接长度不小于1.0m，
超前小导管规格见下表
本技术方案的，所述步骤一中隧道开挖，暗洞采用新奥法施工，开挖采用机械化作业，隧道出渣采用自卸车运输方式，主洞S-Va、S-Vb衬砌段采用双侧壁导坑法施工，Ⅳ级围岩采用三台阶法施工、Ⅲ级围岩采用上下台阶法施工，IV级围岩紧急停车带衬砌SJ-IVa采用(CD法)单侧壁导坑法施工；二衬安全步距要求，二次衬砌距掌子面的距离，Ⅲ级围岩不得大于120米，Ⅳ级围岩不得大于90米，Ⅴ级及以上围岩不得大于70米；仰拱安全步距要求，仰拱距掌子面的距离，III级不超过90m，IV级不超过50m，V级不超过40m；隧道先行洞与后行洞掌子面距离控制在不小于50m，在隧道掌子面前、后2倍开挖跨度范围内，加强监控量测。
本技术方案的，所述步骤1中的上下台阶法开挖，III级围岩洞身采用上下台阶法开挖，见图5、图6施工顺序说明：施工中先开挖上断面Ⅰ，然后施作初期支护①，然后跳槽开挖下断面Ⅱ，施作相应的初期支护②，待初期支护趋于稳定后整体浇筑二次衬砌③；三台阶法开挖，Ⅳ级围岩、SJ-IIIa衬砌段采用三台阶法开挖，隧道开挖后应及时施作相应的初期支护，全断面开挖完成后及时施作仰拱，使隧道结构封闭成环，见图7、图8施工工序说明：施工中先开挖上断面Ⅰ，然后施作初期支护①，然后跳槽开挖中断面Ⅱ，施作相应的初期支护②，然后开挖下断面Ⅲ，施作相应的初期支护③，待初期支护趋于稳定后施作仰拱④，然后仰拱回填⑤，然后整体浇筑二次衬砌⑥；双侧壁导坑法开挖，S-Ta衬砌、S(X)-Va衬砌、S(X)-Vb衬砌段采用双侧壁导坑法开挖，见图9、图10施工工序说明：施工中先开挖上断面Ⅰ，然后施作初期支护①，然后跳槽开挖中断面Ⅱ，施作相应的初期支护②，然后开挖下断面Ⅲ，施作相应的初期支护③，然后开挖下断面Ⅳ，施作相应的初期支护④，然后开挖上断面Ⅴ，施作相应的初期支护⑤，然后开挖下断面Ⅵ，施作相应的初期支护⑥，待初期支护趋于稳定后施作仰拱⑦，然后仰拱回填⑧，然后整体浇筑二次衬砌⑨；单侧壁导坑法(CD法)施工，SX-Vc衬砌、SJ-IVa衬砌段采用单侧壁导坑法开挖，见图11、图12施工工序说明：施工中先开挖先行导坑上断面Ⅰ，然后施作相应的初期支护及临时支护①，然后开挖先行导坑下断面Ⅱ，施作相应的初期支护及临时支护②，然后开挖后行导坑上断面Ⅲ，施作相应的初期支护及临时支护③，然后开挖后行导坑下断面Ⅳ，施作相应的初期支护及临时支护④，待初期支护趋于稳定后施作仰拱⑤，然后仰拱回填⑥，然后整体浇筑二次衬砌⑦。
本技术方案的，所述步骤二中的出渣，装渣采用侧卸式装载机与挖机配合进行，自卸汽车运输，根据围岩情况分别选择运至碎石加工场和用作路基填料或弃渣场。
本技术方案的，所述步骤三中的钻爆，1)对隧道超欠挖的影响主要是周边炮孔的外插角0、开口位置e和钻孔深度L，它们与超欠挖高度有如下的关系:h＝e+Ltan(0/2)。该式表明随外插角0和钻孔深度L的增大，h也随之增大，e作为一个独立参数，当e为负值时，h会随之减小。
光面***控制标准按下表执行，
光面***控制标准
| 序号 | 项目 | 硬岩 | 中硬岩 | 软岩 |
| 1 | 平均线性超挖量(cm) | 10 | 15 | 10 |
| 2 | 最大线性超挖量(cm) | 20 | 20 | 15 |
| 3 | 两炮衔接台阶最大尺寸(cm) | 10 | 10 | 10 |
| 4 | 残眼率(％) | ≥90 | ≥75 | ≥55 |
| 5 | 局部欠挖量(cm) | 5 | 5 | 5 |
| 6 | 炮眼利用率(％) | 90 | 95 | 100 |
光面***参数可参照下表选用。然后通过实际***效果，不断调整参数，力求取得最好的***效果。
光面***参数
周边眼应沿隧道开挖轮廓线布置，保证开挖断面符合设计要求，开眼位置布置在开挖轮廓线上。开挖轮廓线应按设计要求预留变形量。周边眼采用小直径药卷间隔装药，岩石很软时采用导爆索代替药卷。堵塞长度不小于30cm。
采用直眼或斜眼掏槽。直眼掏槽操作较简单，钻孔方向易掌握，应用于石质坚硬围岩；当石质中硬偏软、断面较大时，采用斜眼掏槽，以便减少钻眼数量，否则采用直眼掏槽效果更好。
周边炮眼采用间隔装药结构，φ42孔，小直径药卷间隔装药，具体装药结构示意图见图13。
本技术方案的，所述步骤一中还包括初期支护，初期支护包括型钢钢架、钢筋网、喷射混凝土和锚杆，型钢钢架，Ⅳ级、Ⅴ级围岩采用I22b、I20b、I18、I16型工字钢，III级围岩采用I14工字钢，其中，各种钢架先在洞外按设计加工成形，洞内现场拼装联结，钢架洞内安装在初喷4cm砼之后进行，与定位钢筋焊接，钢架采用HRB335钢筋直径为22mm纵向连接筋、环向间距1.0m连接成整体；钢筋网采用φ8钢筋网20*20cm，钢筋网片预先按设计钢拱架间距在洞外加工，钢拱架施作好后进行钢筋网的铺装，钢筋网随高就低紧贴初喷面，与锚杆和钢架绑扎连接或点焊焊接牢固，钢筋网设在靠近岩面一侧，喷混凝土时，减小喷头至受喷面距离和风压，以减少钢筋网振动，降低回弹，其中，钢筋网喷混凝土保护层厚度不小于2cm；喷射混凝土采用湿喷法，混凝土由洞外拌和站集中拌料，根据需要加入聚酯纤维，混凝土运输车运到工作面，喷射作业分段、分片、由下而上顺序进行，先初喷混凝土厚度3～5cm，等锚杆、钢筋网、钢架安装完后进行混凝土分层复喷作业，喷至设计厚度，喷射混凝土在终凝后，可有效提高混凝土强度3％左右，拱脚向上1m超挖部分应全部用混凝土喷实；锚杆采用锚杆作业台架钻锚杆孔，人工安装锚杆，首先利用高压风或水清孔，完成后将早强锚固剂药卷放在水中，泡至软而不散时取出，再人工持炮棍将药卷塞满至孔深1/3-1/2处，最后用人工持铁锤将锚杆打入，以锚杆达孔底且孔口有浆液流出为止，若孔口不返浆则用早强砂浆补满，同时将锚杆尾部和钢架焊接，以增强共同受力。
型钢钢架安装允许偏差应符合下表要求
本技术方案的，所述锚杆为中空锚杆，中空注浆锚杆施工方法，首先钻孔，钻孔深度比设计孔深长10cm以上时，再安装锚杆，并用不低于M30强度的水泥浆，采用电动注浆机注浆，注浆压力符合设计要求0.5-1MPa，一般按单杆达到设计注浆量作为结束标准，最后当注浆压力达到设计终压0.8MPa不少于20分钟，进浆量仍达不到注浆终量时，结束注浆，并保证锚杆孔浆液注满。
实施例
上述施工方法主要应用于贵阳经金沙至古蔺高速公路第十九项目白家湾隧道的施工，白家湾隧道为一座双向六车道的特长隧道，隧道起讫桩号左线ZK154+215-ZK155+531,全长1316m，分属Ⅲ～Ⅴ级，其中V级围岩390m，IV级围岩913m，III级围岩13m；右线K154+122-K155+506,全长1384m，分属Ⅲ～Ⅴ级围岩，其中V级围岩443m,IV级围岩926m,III级围岩15m。
上述施工方法中还包括隧道仰拱铺筑与填充施工，隧道开挖支护10～50米后，视围岩级别及时进行仰拱混凝土施工，使初期支护尽早闭合成环，构成稳固的初期支护体系，仰拱施工采用机械运输、人工摊铺、机械震捣，加强养护。仰拱顶上的填充层及铺底施工超前二衬3个循环以上，仰拱钢架与边墙钢架焊接牢固，仰拱开挖利用栈桥采用全断面开挖，每次施工长度3-6m，仰拱填充采用全幅施工；仰拱两侧二衬边墙部位的预埋钢筋伸出长度应满足和二衬环向钢筋焊连要求，且将接头错开，使同一截面的钢筋接头数不大于50％；仰拱和填充层分开立模施工，端头错开1m，先按设计完成仰拱混凝土施工，适当间歇后，在改变混凝土配合比，进行填充层的施工。
上述施工方法中还包括洞身防排水***施工，结构防排水施工工序见图14。衬砌背后防排水，衬砌背后纵、环向盲管、侧向排水管(沟)排水性能良好，横向排水管排水通畅，各管路连接采用变径三通方式，纵向排水管与三通接头连接应用土工布包裹，接头处涂抹聚氨酯类的强力胶水以确保连接牢固，确保不出现漏水；中心排水管和纵向排水管高程控制良好；防水板质量，防水板宜选用高分子材料，EVA膜厚度1.5mm，并应符合设计要求，柔性好、耐久性好、耐刺穿性好，防水板铺设之前应检查是否有变色、波纹(厚薄不均)、斑点、刀痕、撕裂、小孔等缺陷，如果存在质量疑虑，应进行张拉试验、防水试验和焊缝张拉强度试验。防水板铺设前检查：检查喷射混凝土表面无空鼓、裂缝、松酥、外漏锚杆头、钢筋头等能刺破防水板的物质；喷射混凝土平整度要求：边墙D/L≤1/6，拱顶D/L≤1/8，否则要进行基面处理(L为喷射混凝土相邻两凸面间的距离；D为喷射混凝土相邻两凸面间凹进深度)；用隧道激光断面仪检查断面尺寸，复核中线位置和高程，确保衬砌厚度和净空满足规范和设计要求；防水板铺设应超前二衬施工1-2个衬砌段，形成铺挂段、检验段、二衬施工段的流水作业；基面明水提前采用盲管排入纵向排水盲管。根据隧道断面尺寸，裁剪单幅板材的长度(隧道环向长度的1.1-1.2倍)，防水板施工工序流程见图15。
防水板铺挂包括以下步骤，1)基面清理→土工布垫层施工→塑料垫片施工→防水板铺挂；2)土工布垫层施工，(1)铺设方法：在隧道拱顶纵中心线，使土工布垫层的横向中心线与喷射混凝土的纵向中心线相重合，(2)土工布从拱顶部开始向两侧下垂铺设，采用衬垫将土工布固定在合格的喷射混凝土基面上，然后用射钉枪射水泥钉锚固，水泥钉长度不得小于50mm，拱顶平均3-4点/m2，边墙平均2-3点/m2，(3)防水板铺设：剪裁卷材长度(要考虑搭接在底板上)；然后与土工布垫层一样从拱顶部开始向两侧下垂铺设，边铺边热熔焊接，(4)防水板铺挂松弛率要求：环向松弛率经验值一般取10％，纵向松弛率一般取6％。根据初期支护表面的平整程度适当调整，以保证浇筑混凝土时板面与喷混凝土面密贴。
上述施工方法中还包括富水地段隧道止水施工，根据隧道洞内观察与地质描述、TSP203地震波探测仪、HY-303型红外线探测仪探水和超前水平地质钻探方法的综合超前地质预报体系，准确地预报隧道掌子面前方围岩构造及富水情况，制定出相应的高压富水地段有效止水方案。微承压水地段采用超前小导管注浆固结岩体，以达到止水的效果；高压富水地段采用深孔超前全封闭帷幕注浆固结岩体止水；采用减震控爆，减少围岩裂隙；隧道开挖轮廓线外设置环向止水注浆帷幕。
上述施工方法中还包括二次衬砌模筑混凝土施工，隧道二次衬砌施工工艺流程见图16，
隧道二次衬砌施工方法，隧道二次衬砌在围岩及初期支护变形基本稳定后进行，适度紧跟开挖；
二次衬砌施作时间确定，二次衬砌的施作时间，在围岩和锚喷支护变形基本稳定后进行，当掘进超过50m时，必须停止开挖，并进行二衬施工；
钢筋绑扎，相邻主筋搭接位置应错开，错开距离不应小于1m，同一受力钢筋的两个搭接距离不应小于1.5m，钢筋制作必须按设计轮廓进行大样定位，先由测量人员用坐标放样在调平层及拱顶防水层上定位自制钢筋安装台车范围内前后两根钢筋的中心点，确定法线方向，确保定位钢筋的垂直度及仰拱预留钢筋连接的准确度，定位钢筋固定好后，根据设计钢筋间距在支撑杆上用粉笔标出环向主筋布设位置，在定位钢筋上标出纵向分布筋安装位置，然后绑扎此段范围内的钢筋，其中，钢筋保护层垫块全部采用高强砂浆垫块控制，不得使用塑料垫块；
混凝土浇筑，铺设好防水板后采用自行式全断面液压衬砌台车、泵送混凝土灌注，台车长度12m，混凝土在洞外拌和站生产，采用混凝土搅拌输送车运输，混凝土输送泵泵送灌注，施工中以***式高频振动器振捣为主，辅以附着式振捣器振捣，输送泵两侧对称灌注，防止钢模台车偏移，其中，施工前准确测量使衬砌台车定位，保证衬砌台车中线与隧道中线一致，拱墙模板成型后固定，测量复核无误，然后清理基底杂物、积水和浮碴，装设钢制挡头模板，按设计要求装设止水带，并自检防水***设置情况，灌注混凝土自下而上，先墙后拱，对称浇筑，当混凝土强度达到5.0MPa即可脱模，脱模后喷雾洒水养护，养护期14天，为保证衬砌混凝土与防水板及初支之间相互密贴，衬砌背后预埋注浆管，待混凝土达到强度后进行衬砌背后回填注浆。
1)拱顶衬砌混凝土施工，混凝土泵送软管从模板台车的进料窗口(从最低一级窗口逐渐上移)处注入混凝土，当混凝土浇筑面接近顶部(以高于模板台车顶部为界限)，进入封顶阶段，为了保证空气能够顺利排除，在堵头的最上端预留两个圆孔，安装排气管，其大小以φ50mm为宜，排气管采用轻质胶管或塑料管，以免沉入混凝土之中，将排气管一端伸入仓内，且尽量靠前，以免被泵管中流出来的混凝土压住堵死，另一端即露出端不宜过长，以便于观察。随着浇筑继续进行，当发现有水(实为混凝土表层的离析水、稀浆)自排气管中流出时(以泵压≤0.5MPa为宜)，即说明仓内已完全充满了混凝土，立即停止浇筑混凝土，撤出排气管和泵送软管，并将挡板的圆孔堵死。
上述施工方法中还包括横洞施工，横洞开挖在离正洞开挖面一定距离的再进行开挖。这是因为在横洞与主洞交叉口范围已经进行了洞身的加宽，断面跨度较大且正洞洞身处围岩切割的较为严重，再则横洞在正洞洞身侧面进行正交开口，会在开口处形成力系较为复杂的特殊结构，影响到围岩的稳定性，采取正洞洞身掘进整体通过横洞口30—50m距离后再开挖横洞。
横洞开口施工，从正洞洞身侧墙开口开挖横洞会形成立体交叉，该立体交叉是一个力系极为复杂的特殊结构，在施工中既要确保立体交叉结构的安全稳妥，又要在破除初期支护开口时确保结构和内力的平衡与顺利转换，为此采取以下措施：
结构上加强处理，1)横洞开口两侧2m范围内将设工字钢加强支护，形成两道加强环，并沿开口部设置环向钢筋和正洞纵向预设联接钢筋，形成暗梁加强结构；2)沿横洞开口部位周边向横洞方向预插U型纵向连接筋，并与正洞初支格栅主筋焊接牢固；3)在正洞初衬内向开口处钻设小管棚注浆，并将小管棚的尾端与风道加强环钢筋焊接，使加强结构与回车道开口形成整体；4)在横洞开口段的正洞二衬边墙内设暗柱，开口拱部设暗梁，在拱部设加强钢筋网，形成空间整体受力体系；5)分步破除横洞开口部初期支护，并沿开口轮廓环向焊接加强钢筋补喷混凝土；6)分块开挖，尽快封闭初期支护，尽量减少侧向卸载面积；7)横洞与正洞初期支护联接，并与预埋纵向筋焊接牢固，喷填密实；8)每层开挖时在临时仰拱拱脚加设锁脚锚杆；
防水施工的特殊处理，1)正洞施工时，对横洞防水板进行预留卷起，并用2mm钢板外侧保护；2)在横洞防水施工时，先用防水砂浆进行堵水找平，再将预留防水板与正洞防水相连，并在此处防水板外贴防水卷材，以加强防水效果，确保在关键部位的防水做到万无一失。3)加强监控量测，准备应急预案，确保施工安全。
衬砌，衬砌采用加工刚拱架拼装组合钢模板进行施工。
上述施工方法中还包括防排水施工工艺，
洞内施工排水，1)白家湾隧道进口端施工为顺坡开挖，掌子面与二次衬砌之间每50米设置一处集水坑，由集水坑抽水至隧道排水沟排出洞外，集水坑处二次衬砌时需要回填浆砌片石后，再进行仰拱施工；2)白家湾隧道出口端为反坡开挖，采用长距离管道配合小集水泵收集反坡排水，考虑隧道反坡施工较长以及水泵扬程等因素，隧道拟设置固定式排水泵站，每200米设置一座，实际施工时如遇到涌水量较大时可根据具体情况加密，泵站之间采用Φ125mm排水管长距离输送，前方施工掌子面积水采用临时集水坑来收集积水，小集水泵用Φ80mm消防软管将积水收集并输送至最近的较大的集水泵站内，对两个固定式排水泵站之间积水采用洞内两侧设排水沟加横沟自然汇集至高程较低的集水泵站内，由最后一级排水泵站传递至洞外污水处理池，见图17，隧道出口端因为上坡施工隧道，排水工作相对轻松，施工时在掌子面和仰拱位置采用临时集水坑进行积水，而后采用污水泵进行抽水作业，并用Φ80mm消防软管将积水收集并输送至已完成的边沟段落，使其沿边沟自然排至洞外污水处理池。
洞内涌水，洞内涌水或地下位较高时,可采用井点降水法和深井降水法处理。在隧道两侧地表面布置井点，间距宜为25-35m，井底应在隧底以下3-5m，设水位观测井，及时测定动水位，调整降水参数，保证降水效果。
洞内水量较大时的处理措施，洞内渗漏水严重、大股集中水时，应钻孔引流至集水坑，顺坡段引流出洞；反坡段用抽水机抽水出洞，隧道洞口基坑排水：采用井点降水法和深井降水法保持地下水位稳定在基底开挖线0.5m以下。
承压水的排放，预计开挖工作面前方有承压水，应立即暂停掘进施工，采取措施，进行排水降压，采用超前钻孔或辅助坑道排水，超前钻孔及辅助坑道应保持lO-30m的超前距离，最短超前1-2倍掘进循环长度。
高压涌水的处理，预测前方有高压涌水时，立即暂停掘进，采用钻孔排水的方法降低地下水的压力，封堵涌水注浆应先在周围注浆，切断水源，然后顶水注浆，将涌水堵住。
洞内混凝土路面施工准备，立模前对基层进行检测，各项质量要求和允许偏差符合施工规范要求后，清除基层上的一切杂物；
模板的安装，模板采用组合钢模板，钢模板的加固紧密、牢靠、有足够的强度和刚度，并保证整个长度范围内紧贴在基层上，其高度与路面厚度同，每10米挂线置模，控制标高与方向，使其符合路面平、纵设计的要求，根据传力杆或拉杆的设计位置放样钻孔，模板在基层放好后，进行标高调整(调整后模板与基层的空隙先用木片垫紧，再用砂浆补实，然后沿模板两侧打铁钎固定模板。铁钎顶低于模板顶，以利于混凝土的振捣和滚筒的操作，模板安装好后，确认其高程准确，接头平顺，线条平直，稳定牢固后，在模板内面涂刷脱模剂；
钢筋的设置，胀缝钢筋、缩缝钢筋、纵横向施工缝钢筋等均采用集中加工；
混凝土摊铺，混凝土采用商品混凝土，混凝土采用混凝土输送车、自卸车和机动翻斗车配合运输，水泥混凝土路面摊铺前，检查模板、传力杆、胀缝板以及各种钢筋的，混凝土摊铺采用多功能摊铺机配合人工进行，人工摊开混凝土采用整锹反扣，并使摊开的混凝土面略高于模板顶面，混凝土摊到预定厚度后，拔出内侧固定铁钎，并立即用***式振捣器沿横向捣实，以保证混合料振捣充分，同时做好清边整缝，清除粘浆修补掉边、缺角，对低凹处用拌合物找平，再用振捣梁捣实，振捣时将高出部分刮掉，低凹处补平，采用两把4米长刮尺交错重叠进行来回刮动水泥混凝土表面的砂浆层进行找平，然后采用真空泵吸水，吸水后用振动梁快速振捣一遍；
拆模及混凝土养生，当混凝土强度达到设计强度的25％以上时拆除模板，养生工作在抹面后混凝土达到一定程度(用手指轻压没有痕迹)时开始进行，第1-2天用塑料布覆盖，切缝后路边板块采用围水法对混凝土进行后期养生，注意防止尘土、石子等杂物掉入缝内。中间圆弧路拱板块用湿草袋或湿砂覆盖。
上述施工方法中还包括隧道施工逃生、救生通道施工，
逃生、救生通道设置要求，1)在隧道开挖掌子面至二衬之间，设置逃生救援通道，必须确保逃生通道的完好、应急物资设置到位，并随掌子面的不断掘进而向前移动。逃生救援通道距离开挖掌子面不大于20m；2)逃生救援通道规格：内径为Φ80cm高强钢塑波纹管，钢管壁厚为10mm；每节5m长；3)在每节钢管距端头1.5m处各设一个吊环，焊接在同一纵断面上，在吊环垂直方向，位于钢管1/2高度处的管端焊接连接钢板，中间设连接孔，用U型插销将两节钢管连接；4)隧道施工时，在Ⅳ、Ⅴ级围岩地段必须预先设置逃生通道及应急物资，以保证隧道掘进过程中施工人员的人身安全，见图18、图19。
逃生管道材质及设置要求，1)逃生管道所用管材直径不小于Φ80cm，壁厚10mm，管节长度为5m，以满足足够的强度和通行空间，同时便于安装和动态跟进；2)施工现场应根据隧道围岩、掘进开挖方式等情况备足管道和连接材料，除整节管道外，应同时备足1米、2米、3米短节管道、转接接头135°等；3)逃生通道设置起点为最新施作好的二衬端头处，距二衬端头距离不大于2m，从二衬工作面布置至距离开挖面20m以内的适当位置，管道沿着初期支护的一侧向掌子面铺设，管内预留工作绳，方便逃生、抢险、联络和传输各种物品；4)逃生管道在二衬台车移动就位过程中，临时拆移时应逐节拆除，严禁一次拆除到位，以随时确保逃生管道的效用；5)逃生管道在经过掘进台阶时，应按顺延台阶布置，可安装135°转接接头顺延；7)设置的逃生管道应平整、干燥、顺畅，不得作为应急逃生以外用途。
上述施工方法中还包括特殊地段处理施工，根据超前地质预报信息，针对不良地质应采取合理可靠的超前支护体系，以确保工程施工安全，减小开挖施工所引起的沉降与变形。
轮廓外发育小型溶洞处理施工方案，1)对隧道拱顶及拱腰以上发育深度小于2m的溶洞，清除溶洞填充物后分次泵送C20混凝土回填；2)对于隧道边墙发育高度小于3m的溶洞，采用泵送C20混凝土回填，并且每隔2m设置一道φ100PE双壁打孔波纹管与中心排水沟相连；3)对于隧道仰拱及路面以下发育深度小于2m的溶洞，清除溶洞充填物后采用泵送C20混凝土回填。
拱腰以上发育大型溶洞处理施工方案，1)对于拱腰以上发育大型无充填物的溶洞，宜先采用土石对溶洞口进行回填反压，而后通过预埋的混凝土泵送管对溶腔采用C20混凝土进行回填，回填厚度不大于2m，泵送混凝土回填应分次逐步回填，每次回填需待已回填混凝土凝固后才能通行，通过对充填物的预加固，待混凝土强度达到70％后再进行吹沙回填，厚度不小于1m；2)对于拱腰以上发育大型右充填物的溶洞，沿溶洞周边打设超前小导管或大管棚作为超前支护，同时根据现场实际情况适当加强支护参数，确保结构和施工安全。
隧道仰拱及边墙发育大型溶洞处理施工方案，1)上部宽度较窄的溶洞，采用泵送C20混凝土回填及C25钢筋砼梁跨越，施工中预埋φ100PE双壁打孔波纹管作为泄水通道；2)上部宽度较宽的溶洞，采用桩基及钢筋砼梁跨越。
岩溶水处理施工方案，当施工中遇到岩溶水时，综合采取截、堵、排、防措施进行治理，岩溶水水量不大时，优先进行疏导，当岩溶水量较大，应根据实际情况分别采用帷幕注浆、局部注浆等方式进行堵水，同时应对施工可能引起水资源漏失程度做出评价，必要时对当地生产和生活用水采取适当的保护措施。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.熔岩山区特长公路隧道的施工方法，其特征在于：包括以下步骤，
步骤一、隧道开挖：隧道采用新奥法施工，主洞S-Va、S-Vb衬砌段采用双侧壁导坑法施工，Ⅳ级围岩采用三台阶法施工、Ⅲ级围岩采用上下台阶法施工，IV级围岩紧急停车带衬砌SJ-IVa采用(CD法)单侧壁导坑法施工；
步骤二、出渣：隧道出渣采用汽车运输，侧卸式轮式装载机装渣；
步骤三、钻爆：采用凿岩台车钻爆；
步骤四、二次衬砌：采用12m液压钢模台车，拌合站集中拌合砼，砼搅拌车运输进洞，泵送入模；
步骤五、路面施工：开挖基本完成，衬砌接近尾声时，从隧道两端同时展开施工；
步骤六、隧道降尘：采用综合防尘措施，采用湿式凿岩、喷雾洒水，加强机械通风，加强劳动者个人防护，掌子面增设降尘设施；
步骤七、隧道排水：顺坡施工时，利用洞内积水通过边侧开挖的临时水沟排往洞外，其中，反坡施工时，采用机械排水，设多级集水坑，通过水泵连续抽排排往洞外。
2.根据权利要求1所述的熔岩山区特长公路隧道的施工方法，其特征在于：所述步骤一中包括洞口工程，洞口工程施工为截水沟施工和边仰坡防护施工，洞口工程施工时截水沟距离边仰、坡开挖线5m范围之外，截水沟基坑采用人工开挖和机械开挖相配合，保证截水沟的几何尺寸满足设计要求，开挖基坑时要保证沟宽、沟底的几何尺寸和沟底标高满足要求，同时要清除沟底、沟邦边的松渣，截水沟采用C20现浇混凝土浇筑，过水断面为矩形，沟底纵坡大于0.3％；
边仰坡防护施工时在隧道进出口排水***施工完成后，开始进出口边仰坡施工，边仰坡严格按设计坡度开挖，尽量少破坏原有植被，并且按设计随挖随支护，开挖深度至断面圆心处，预留上台阶核心土，核心土面积占上台阶面积的2/3，同时便于套拱施工，其余挖方在施工下台阶和仰拱时再一起开挖到位，洞口边、仰坡防护要开挖一级防护一级，洞口边仰坡面临时防护为挂网锚喷结构，永久防护采用现浇混凝土拱形骨架。
3.根据权利要求2所述的熔岩山区特长公路隧道的施工方法，其特征在于：所述步骤一中还包括明洞工程，明洞工程为边墙施工、明洞衬砌及防水和明洞回填，
边墙施工包括1)明洞边墙基础应设置在符合图纸要求且稳固的地基上，地基承载力满足设计要求，基坑的渣体杂物、风化软层和积水应清除干净，2)偏压和单压明洞的外边墙基底，在垂直路线方向应按设计要求挖成一定坡度、向内的斜坡，以提高基底的抗滑力，如基底松软，应采取措施增加基底承载力。3)深基础开挖，应注意核查地质条件，4)基础施工完成后应及时回填，避免雨水等侵蚀地基；
明洞衬砌及防水1)明洞衬砌及防水的施工要求可参照洞内二次衬砌，明洞衬砌与暗洞衬砌应连接良好；2)明洞拱圈外模拆除，拱圈混凝土达到设计强度的50％后，应及时按设计规范要求施作防水层及拱脚纵向排水管、环向盲沟，防水板应向隧道内延伸不小于0.5m，并与暗洞防水板连接良好；
明洞回填1)拱圈混凝土达到设计强度、拱墙背防水设施完成后，方可回填拱背土方；2)明洞段顶部回填土方应对称分层夯实，每层厚度不得大于0.3m，两侧回填的土面高差不得大于0.5m，底部应铺填厚碎石并夯实，回填至拱顶后应分层铺满填筑，顶层回填材料宜采用粘土以利于隔水，明洞粘土隔水层应与边坡、仰坡搭接良好，封闭紧密，墙背与岩(土)壁之间的回填应符合设计要求，不得任意抛填土石；3)使用机械回填时，拱圈混凝土强度应达到设计强度，且需先用人工填筑夯实回填至拱顶以上1.0m后，方可使用机械施工。
4.根据权利要求3所述的熔岩山区特长公路隧道的施工方法，其特征在于：所述步骤一中还包括超前支护，超前支护为套拱施工、超前大管棚施工和超前小导管施工，
套拱施工，套拱长度2m，厚度0.9m，内设四榀I20b工字钢拱架，间距为60cm，各榀拱架间采用Φ22钢筋连接，导向管与工字钢焊连牢固，导向管规格为Φ127×4mm，长度均为2m，套拱采用C30混凝土浇筑，其中，套拱施工工艺，套拱开挖至设计标高并进行基底处理后，即可进行套拱混凝土施工，施工流程为：支架搭设→立底模→工字钢定位→导向管定位焊接→立侧模→立顶模(预留混凝土浇筑口)→混凝土浇筑→养生；
超前大管棚施工，根据设计，超前大管棚采用Φ108×6mm钢管，环向间距40cm。采用潜孔钻钻孔、挖掘机顶进钢管，钢管内设置钢筋骨架，钢管布置沿隧道开挖轮廓线向外倾斜，仰角1-3°，注浆压力根据地层致密程度决定，一般为0.5～1.0Mpa，终压为2.0Mpa；
超前小导管施工，设置在隧道内无长管棚支护的Ⅳ、Ⅴ级围岩地段，Ⅴ级采用φ50×4mm的热轧无缝钢管，Ⅳ级采用φ42×4mm的热轧无缝钢管。钢管长4m，环向间距约35-40cm，外插角控制在5-12°，尾端固定于钢拱架上，每排小导管纵向搭接长度不小于1.0m。
5.根据权利要求4所述的熔岩山区特长公路隧道的施工方法，其特征在于：所述步骤一中隧道开挖，暗洞采用新奥法施工，开挖采用机械化作业，隧道出渣采用自卸车运输方式，主洞S-Va、S-Vb衬砌段采用双侧壁导坑法施工，Ⅳ级围岩采用三台阶法施工、Ⅲ级围岩采用上下台阶法施工，IV级围岩紧急停车带衬砌SJ-IVa采用(CD法)单侧壁导坑法施工；
二衬安全步距要求，二次衬砌距掌子面的距离，Ⅲ级围岩不得大于120米，Ⅳ级围岩不得大于90米，Ⅴ级及以上围岩不得大于70米；
仰拱安全步距要求，仰拱距掌子面的距离，III级不超过90m，IV级不超过50m，V级不超过40m；
隧道先行洞与后行洞掌子面距离控制在不小于50m，在隧道掌子面前、后2倍开挖跨度范围内，加强监控量测。
6.根据权利要求5所述的熔岩山区特长公路隧道的施工方法，其特征在于：所述步骤1中的上下台阶法开挖，III级围岩洞身采用上下台阶法开挖，施工顺序说明：施工中先开挖上断面Ⅰ，然后施作初期支护①，然后跳槽开挖下断面Ⅱ，施作相应的初期支护②，待初期支护趋于稳定后整体浇筑二次衬砌③；
三台阶法开挖，Ⅳ级围岩、SJ-IIIa衬砌段采用三台阶法开挖，隧道开挖后应及时施作相应的初期支护，全断面开挖完成后及时施作仰拱，使隧道结构封闭成环，施工工序说明：施工中先开挖上断面Ⅰ，然后施作初期支护①，然后跳槽开挖中断面Ⅱ，施作相应的初期支护②，然后开挖下断面Ⅲ，施作相应的初期支护③，待初期支护趋于稳定后施作仰拱④，然后仰拱回填⑤，然后整体浇筑二次衬砌⑥；
双侧壁导坑法开挖，S-Ta衬砌、S(X)-Va衬砌、S(X)-Vb衬砌段采用双侧壁导坑法开挖，施工工序说明：施工中先开挖上断面Ⅰ，然后施作初期支护①，然后跳槽开挖中断面Ⅱ，施作相应的初期支护②，然后开挖下断面Ⅲ，施作相应的初期支护③，然后开挖下断面Ⅳ，施作相应的初期支护④，然后开挖上断面Ⅴ，施作相应的初期支护⑤，然后开挖下断面Ⅵ，施作相应的初期支护⑥，待初期支护趋于稳定后施作仰拱⑦，然后仰拱回填⑧，然后整体浇筑二次衬砌⑨。
7.根据权利要求1所述的熔岩山区特长公路隧道的施工方法，其特征在于：所述步骤二中的出渣，装渣采用侧卸式装载机与挖机配合进行，自卸汽车运输，根据围岩情况分别选择运至碎石加工场和用作路基填料或弃渣场。
8.根据权利要求1所述的熔岩山区特长公路隧道的施工方法，其特征在于：所述步骤三中的钻爆，1)对隧道超欠挖的影响主要是周边炮孔的外插角0、开口位置e和钻孔深度L，它们与超欠挖高度有如下的关系:h＝e+Ltan(0/2)。该式表明随外插角0和钻孔深度L的增大，h也随之增大，e作为一个独立参数，当e为负值时，h会随之减小。
9.根据权利要求1所述的熔岩山区特长公路隧道的施工方法，其特征在于：所述步骤一中还包括初期支护，初期支护包括型钢钢架、钢筋网、喷射混凝土和锚杆，
型钢钢架，Ⅳ级、Ⅴ级围岩采用I22b、I20b、I18、I16型工字钢，III级围岩采用I14工字钢，其中，各种钢架先在洞外按设计加工成形，洞内现场拼装联结，钢架洞内安装在初喷4cm砼之后进行，与定位钢筋焊接，钢架采用HRB335钢筋直径为22mm纵向连接筋、环向间距1.0m连接成整体；
钢筋网采用φ8钢筋网20*20cm，钢筋网片预先按设计钢拱架间距在洞外加工，钢拱架施作好后进行钢筋网的铺装，钢筋网随高就低紧贴初喷面，与锚杆和钢架绑扎连接或点焊焊接牢固，钢筋网设在靠近岩面一侧，喷混凝土时，减小喷头至受喷面距离和风压，以减少钢筋网振动，降低回弹，其中，钢筋网喷混凝土保护层厚度不小于2cm；
喷射混凝土采用湿喷法，混凝土由洞外拌和站集中拌料，根据需要加入聚酯纤维，混凝土运输车运到工作面，喷射作业分段、分片、由下而上顺序进行，先初喷混凝土厚度3～5cm，等锚杆、钢筋网、钢架安装完后进行混凝土分层复喷作业，喷至设计厚度，喷射混凝土在终凝后，可有效提高混凝土强度3％左右，拱脚向上1m超挖部分应全部用混凝土喷实；
锚杆采用锚杆作业台架钻锚杆孔，人工安装锚杆，首先利用高压风或水清孔，完成后将早强锚固剂药卷放在水中，泡至软而不散时取出，再人工持炮棍将药卷塞满至孔深1/3-1/2处，最后用人工持铁锤将锚杆打入，以锚杆达孔底且孔口有浆液流出为止，若孔口不返浆则用早强砂浆补满，同时将锚杆尾部和钢架焊接，以增强共同受力。
10.根据权利要求9所述的熔岩山区特长公路隧道的施工方法，其特征在于：所述锚杆为中空锚杆，中空注浆锚杆施工方法，首先钻孔，钻孔深度比设计孔深长10cm以上时，再安装锚杆，并用不低于M30强度的水泥浆，采用电动注浆机注浆，注浆压力符合设计要求0.5-1MPa，一般按单杆达到设计注浆量作为结束标准，最后当注浆压力达到设计终压0.8MPa不少于20分钟，进浆量仍达不到注浆终量时，结束注浆，并保证锚杆孔浆液注满。
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| CN113847050B (zh) | 2023-08-22 |
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