摘 要：伊朗德黑蘭薩德——納耶雅士公路隧道項(xiàng)目位于德黑蘭北部，由南、北主隧道、庫(kù)爾德斯坦隧道及其他附屬隧道組成，其中主隧道最大截面處跨度達(dá)到30m，具有一定的施工難度。本文將結(jié)合薩德——納耶雅士公路隧道施工過(guò)程中采用的一些施工方法和技術(shù)參數(shù)來(lái)詳細(xì)介紹該隧道的開(kāi)挖和支護(hù)技術(shù)。

　　關(guān)鍵詞：道路施工論文發(fā)表,核心期刊論文發(fā)表,隧道施工,開(kāi)挖技術(shù),支護(hù)技術(shù)

　　一、工程概況及特點(diǎn)

　　薩德——納耶雅士隧道主要由南、北主隧道、庫(kù)爾德斯坦隧道、03隧道和04隧道組成。其中南隧道全長(zhǎng)1850m，北隧道全長(zhǎng)1950m，主隧道為3、2車道隧道。庫(kù)爾德斯坦隧道為全長(zhǎng)950m的2車道隧道，并與南隧道地下交叉穿越，形成了連接庫(kù)爾德斯坦高速的南北向連接通道。03、04隧道為累計(jì)長(zhǎng)度569m的1車道隧道。隧道總平面如下：

　　由隧道總平面圖可以看出，隧道雖然不長(zhǎng)，但是平面及立體交叉較多。在平面上，北隧道與03隧道，北隧道與庫(kù)爾德斯坦隧道，南隧道與04隧道，以及南隧道與遠(yuǎn)期停車場(chǎng)交叉口處，隧道斷面較大，最大的北隧道與庫(kù)爾德斯坦隧道交叉處斷面達(dá)31m，在挖掘、襯砌時(shí)均有較大難度。

　　二、隧道施工方案

　　薩德——納耶雅士隧道施工的主要難點(diǎn)在于2車道、3車道及交叉口大斷面等幾個(gè)截面。下面針對(duì)這幾個(gè)跨度較大的截面，對(duì)其施工方案做一個(gè)簡(jiǎn)單的介紹。

　　(一)2車道隧道

　　2車道隧道橫斷面

　　如上圖所示，2車道隧道采用3臺(tái)階發(fā)分5步挖掘，上部和中部又分成左右兩部分挖掘，上部?jī)刹糠种虚g采用臨時(shí)襯砌支護(hù)隔斷，仰拱部分最后挖掘。所有斷面完成挖掘、初襯后拆除中間臨時(shí)支護(hù)，進(jìn)行隧道二次襯砌。

　　(二)3車道隧道

　　3車道隧道橫斷面截面

　　如上圖所示，3車道隧道分左、中、右3部分開(kāi)挖,左右兩部分按上、下兩層開(kāi)挖，中

　　間部分按上、中、下3層開(kāi)挖。3部分中間由隔墻隔斷，隔墻由鋼筋桁架及鋼筋網(wǎng)片并噴射混凝土臨時(shí)支護(hù)。待全斷面挖掘并初襯完成后，拆除中間隔斷，然后安裝防水板，開(kāi)始二次襯砌。

　　(三)交叉口處大斷面隧道

　　如上圖所示，基本工法與3車道隧道大致一致，只是斷面更大，對(duì)于此類大斷面隧道的開(kāi)挖，我們采用了階梯式變截面的方法進(jìn)行挖掘過(guò)渡，與普通截面連接。在下一章將對(duì)這處30m大跨度公路隧道橫斷面的開(kāi)挖和支護(hù)技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)闡述。

　　三、施工工法詳解

　　(一)施工準(zhǔn)備

　　開(kāi)挖過(guò)程避開(kāi)雨天進(jìn)行，施工前做好地表情況調(diào)查，完善施工范圍內(nèi)地表防排水系統(tǒng)，特別是對(duì)頂部及兩側(cè)的沖溝進(jìn)行疏導(dǎo)引流，減少地表水對(duì)隧道周邊巖體的侵蝕。洞口段邊仰坡開(kāi)挖嚴(yán)格按設(shè)計(jì)控制坡度，松軟地層開(kāi)挖時(shí)從上至下，邊挖邊防護(hù)，隨時(shí)監(jiān)測(cè)、檢查山坡穩(wěn)定情況。邊仰坡上浮石、危石要清除干凈，坡面凹凸不平處予以修整平順。

　　(二)洞口淺埋段施工

　　超前大管棚作為洞口淺埋加強(qiáng)段的輔助施工措施，它通過(guò)管棚和注漿來(lái)穩(wěn)固地層，防止隧道開(kāi)挖爆破時(shí)造成拱部坍塌。[1]在洞口Ⅲ類圍巖段進(jìn)洞施工時(shí)采用ф50×5mm小導(dǎo)管超前支護(hù);在土質(zhì)或全、強(qiáng)風(fēng)化的Ⅱ類圍巖段進(jìn)洞施工時(shí)采用ф127×8mm大管棚超前支護(hù)，管棚內(nèi)安裝鋼筋籠，增加管棚剛度。

　　(三)洞身開(kāi)挖及支護(hù)

　　隧道洞身采用臺(tái)階法開(kāi)挖進(jìn)洞，首先通過(guò)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)進(jìn)行掌子面前方巖體的施工性能進(jìn)行判別，及時(shí)調(diào)整實(shí)施超前支護(hù)方案。因?yàn)殚_(kāi)挖斷面寬度大，對(duì)施工安全監(jiān)測(cè)要求高。開(kāi)挖放樣后，利用鋼架進(jìn)行超前導(dǎo)管定向。沿開(kāi)挖輪廓線外緣進(jìn)行超前導(dǎo)管支護(hù)，導(dǎo)管的尾部與鋼架焊接牢固，采用注漿機(jī)進(jìn)行導(dǎo)管超前預(yù)注漿固結(jié)。

　　(四)洞身上臺(tái)階開(kāi)挖

　　根據(jù)測(cè)量放樣，在對(duì)隧道周邊圍巖超前加固后，進(jìn)行隧道上臺(tái)階開(kāi)挖。上臺(tái)階開(kāi)挖高度控制在7m左右，一是便于工人支護(hù)施工操作，二是便于大型機(jī)械化出碴作業(yè)施工。Ⅳ類圍巖段循環(huán)進(jìn)尺控制在2.5～3.5m，Ⅲ類圍巖段開(kāi)挖循環(huán)進(jìn)尺控制在1.5～2.0m，Ⅱ類圍巖段采用弱爆破與挖掘機(jī)相結(jié)合的開(kāi)挖方式開(kāi)挖，人工風(fēng)鎬修整開(kāi)挖輪廓面，循環(huán)進(jìn)尺控制在0.5～1.2m。機(jī)械鉆孔，光面爆破。為減小爆破對(duì)圍巖的振動(dòng)，使周邊眼爆破時(shí)有較好的臨空面，掏槽眼、輔助掏槽眼、底眼、輔助周邊眼、周邊眼導(dǎo)爆管采用跳段或加大雷管段別的方法，即采用1段5段9段13段17段或2段6段10段14段18段的布設(shè)方式。開(kāi)挖后及時(shí)進(jìn)行型鋼架、超前導(dǎo)管、錨桿、鋼筋網(wǎng)、噴射混凝土等聯(lián)合支護(hù)。

　　(五)洞身下臺(tái)階開(kāi)挖

　　當(dāng)上臺(tái)階開(kāi)挖超前30m并且支護(hù)穩(wěn)定以后，再進(jìn)行下臺(tái)階開(kāi)挖施工。下臺(tái)階開(kāi)挖長(zhǎng)度根據(jù)圍巖類別Ⅲ類控制在3～5m之間，Ⅱ類控制在2～3m之間;開(kāi)挖寬度根據(jù)施工調(diào)整一般取7～10m。在Ⅱ類圍巖段下導(dǎo)開(kāi)挖時(shí)上臺(tái)階支護(hù)底腳邊墻處預(yù)留寬度不小于1m;進(jìn)行超前支護(hù)后采用挖掘機(jī)配合人工修整至設(shè)計(jì)位置，要避免單側(cè)5榀以上鋼架同時(shí)懸空，鋼架及時(shí)接至底腳，施工錨桿、鋼筋網(wǎng)，及時(shí)進(jìn)行噴射混凝土支護(hù)。下導(dǎo)坑左右交錯(cuò)開(kāi)挖施工長(zhǎng)度可根據(jù)施工情況具體調(diào)整，一般可控制在15～20m之間。

　　(六)隧道初期支護(hù)

　　隧道初期支護(hù)是由中空錨桿、鋼筋網(wǎng)片、型鋼架和噴射混凝土支護(hù)等聯(lián)合組成的一種受力結(jié)構(gòu)。在洞口加強(qiáng)段輔助ф127×8mm大管棚超前支護(hù)、ф50×5mm管棚超前支護(hù)以加強(qiáng)圍巖受力，確保隧道洞室開(kāi)挖穩(wěn)定。在隧道斷面開(kāi)挖后，及時(shí)進(jìn)行通風(fēng)、排危和斷面超欠挖檢查處理。具體支護(hù)技術(shù)流程圖如下：

　　初期支護(hù)緊跟開(kāi)挖面，使圍巖與錨噴網(wǎng)及時(shí)聯(lián)合成受力體系，共同受力。錨桿鉆孔本身應(yīng)成直線，不應(yīng)彎曲。方向沿隧道周邊徑向，并根據(jù)巖層節(jié)理、產(chǎn)狀予以調(diào)整，不能平行于巖面。小導(dǎo)管架立鉆孔時(shí)應(yīng)精確核定孔位，保證鉆機(jī)鉆桿線與導(dǎo)管設(shè)計(jì)線吻合，鉆機(jī)在鉆孔時(shí)不能產(chǎn)生偏移和傾斜。導(dǎo)管的尾部與鋼架焊接牢固。鋼筋網(wǎng)按照設(shè)計(jì)和規(guī)范要求進(jìn)行預(yù)制加工(100cm×100m、200cm×200m)、現(xiàn)場(chǎng)安裝，并使鋼筋網(wǎng)緊貼初次噴射混凝土面(巖面)。鋼筋網(wǎng)的交接點(diǎn)采用梅花形間隔點(diǎn)焊，利用外露中空錨桿進(jìn)行固定，個(gè)別部位采用架設(shè)適當(dāng)?shù)?Phi;25鋼筋頭(錨固劑錨固)固定牢固，使鋼筋網(wǎng)在噴射混凝土?xí)r不至于晃動(dòng)。[2]

　　安設(shè)前進(jìn)行斷面尺寸檢查，及時(shí)處理欠挖侵入凈空部分，保證鋼架正確安設(shè)，鋼架外側(cè)有不小于5cm的噴射混凝土。安設(shè)拱腳或墻腳前，清除墊板下的虛碴，將鋼架置于原狀巖石上。在軟弱地段，采用拱腳下墊鋼板的方法。鋼架與封閉混凝土之間緊貼，在安設(shè)過(guò)程中，當(dāng)鋼架與圍巖之間有較大間隙時(shí)安設(shè)墊塊，墊塊數(shù)量大于10個(gè)，兩排鋼架間沿環(huán)向每隔1m用Ф22的縱向鋼筋焊接，形成縱向連接系。拱腳高度不夠高設(shè)置鋼板調(diào)整，拱腳高度低于上半斷面底線以下10cm。拱腳每邊打兩根Ф25長(zhǎng)1.5m的鎖腳錨桿，利于下部開(kāi)挖時(shí)初期支護(hù)的穩(wěn)定。

　　噴射混凝土前對(duì)原材料、機(jī)械設(shè)備進(jìn)行檢查，檢查受噴巖面，清除危巖浮土和欠挖部位，沖洗吹掃巖面，埋設(shè)厚度標(biāo)志。邊墻部分為自下而上，從左到右或從右到左，分段分片進(jìn)行，并注意呈旋轉(zhuǎn)軌跡運(yùn)動(dòng)，一圈壓半圈，縱向按順序進(jìn)行，旋轉(zhuǎn)半徑一般為15cm，每次蛇行長(zhǎng)度為3～4m。在拱部拱腳至拱腰處，自下而上，拱腰至拱頂由里向外噴射砼。當(dāng)巖層松軟易坍方時(shí)，噴射作業(yè)應(yīng)緊跟作業(yè)面，初噴應(yīng)先拱后墻，復(fù)噴應(yīng)先墻后拱，噴射砼時(shí)，其噴射砼速度不宜太慢或太快，適時(shí)加以調(diào)整。鋼架與圍巖之間的間隙采用由兩側(cè)拱腳向上噴射密實(shí)。最后完成隧道壁及隧道頂?shù)匿摻罱壴�后，在底板混凝土上拼裝襯砌臺(tái)車，進(jìn)行隧道壁和隧道頂?shù)亩�次襯砌。

　　(七)隧道二次襯砌

　　待隧道初期支護(hù)穩(wěn)定后，安裝防水材料，并進(jìn)行密閉性檢查后開(kāi)始進(jìn)行隧道二次襯砌。本工程采用鋼模版襯砌臺(tái)車進(jìn)行襯砌，結(jié)合本隧道截面特征，共采用1車道臺(tái)車，2車道臺(tái)車，3車道臺(tái)車及大斷面臺(tái)車4種類型臺(tái)車，襯砌臺(tái)車均為廠家定制產(chǎn)品。

　　襯砌臺(tái)車在隧道內(nèi)組裝完成后，一般以每6m為一模板進(jìn)行二襯混凝土施工，澆筑混凝土48小時(shí)后拆除模板，襯砌臺(tái)車移至下一工作面。在大跨度截面處，單輛臺(tái)車的截面調(diào)整量遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到隧道截面尺寸，采用2輛臺(tái)車并排拼裝模板的形式進(jìn)行施工由于大斷面處的隧道截面尺寸階梯式漸變，模板尺寸需在每個(gè)不同截面處進(jìn)行調(diào)整。

　　結(jié)束語(yǔ)

　　本文結(jié)合伊朗德黑蘭薩德——納耶雅士公路隧道項(xiàng)目的實(shí)踐，對(duì)大跨度公路隧道開(kāi)挖和支護(hù)技術(shù)進(jìn)行了淺討，為今后大斷面公路隧道的施工積累了經(jīng)驗(yàn)。但對(duì)這樣的大斷面隧道，施工中尚存在許多技術(shù)問(wèn)題有待研究，還需要進(jìn)一步系統(tǒng)研究。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]馬建軍、衛(wèi)永毅、陳向軍、陳德國(guó)、劉濤.四車道大跨度公路隧道施工工法[J]. 中鐵二十一局集團(tuán)有限公司.2009(11)

　　[2]馬飛.黃羊山二號(hào)隧道三車道大跨度隧道土質(zhì)淺埋段開(kāi)挖及支護(hù)施工技術(shù)[J]. 中國(guó)外資,2010年(7)