浅谈小中甸隧道全风化板岩的施工技术

向洁成小东齐恩会万基雄

摘要：本文陈述了香格里拉至丽江高速公路小中甸隧道富水段全风化板岩的施工技术措施，特别是对超前小导管预支护、锚喷初期支护施工技术作了详细叙述，对施工方案作出详细的描述，针对前期施工的方案与后期的施工方案做了鲜明的对比，并对开挖方法作了简要介绍。

关键词：隧道全风化板岩；富水段施工；施工技术

1工程概况

小中甸隧道为一座小净距分离式的双向四车道高速公路长隧道。位于迪庆州香格里拉市小中甸镇内，从基公村塘培组至木鲁村木鲁组。进口位于基公村塘培组东侧后缘陡坡上，坡向约NW30。，坡面坡脚约10。~15。；出口位于木鲁村木鲁组对岸金沙江次级支流右岸山坡中下部，坡向约NW12。，坡面坡脚约15。~20。。隧道起讫桩号左幅：ZK31+820-ZK34+340，隧道左幅长2520米；右幅：YK31+820～YK34+370，隧道右幅长2550米。进口设计标高分别为左幅3261.57m，右幅3261.62m；出口设计标高分别为左幅3200.31m，右幅3199.52m，隧道最大埋深352米。现场施工按照设计要求采用三台阶开挖法，上台阶采用环向导坑留核心土法开挖，初期支护由系统锚杆、钢筋网、喷射混凝土、工字钢钢拱架组成。

2地质概况

隧道进口段，原设计穿越地层为第四系松散覆盖层及三叠系中统强风化灰岩，岩体破碎-极破碎，整体围岩强度及稳定性极差，隧道浅埋，施工开挖易大规模坍塌及侧壁失稳，有冒顶可能。进口形成边坡主要为土质边坡，土体松散，稳定性差，受施工扰动易产生坍塌，有一定的偏压现象。地质超前预报为粉粒状砂岩。该段地下水丰富，对隧道的影响较大。

3水文情况

3.1水文气候

项目区水系发育，水资源较丰富，线路区河流主要分布于金沙江系，包括金沙江及其支流冲江河等，江河狭窄，谷坡陡峭，水流湍急，河流主要沿线路区山涧沟谷分布，河水流量随季节变化明显。

测区内属于温带和寒温带季风气候，具有季节变化不明显，年温差小而日温差较大，雨季分明和高山地区高差大，气候垂直变化极为明显等特点。由于地理环境特殊，地貌差异悬殊，构成了独特的“一山分四季”、“十里不同天”的立体气候。

项目区水系发育，水资源较丰富。境内降水量随海拔增高而递减，海拔每增高100米，降水量就增加20~40毫米，最大降水高度出现在海拔3400~3600米地区，降水量达1000~1200毫米，年平均降雨量不大，为800~1000毫米，且80%以上集中于5~10月的雨季，尤为7~8月最为集中，每年10月下旬至次年5月为干风季节。年平均气温5~14℃，最热月平均气温13.2℃，嘴里月气温-3.8℃。

3.2水文特征

3.2.1地表水

隧址区河流属金沙江水系，主要河流为温蒗河，位于隧道出口位置。河水主要受大气降水和高山融水补给，属常年性流水，勘察期间流量约为4m³/s。

3.2.2地下水

隧区内地下水较丰富，主要为基岩裂隙水，灰岩富水一般，地下水主要位于与基岩裂隙及岩溶发育地带内，对隧道施工影响一般。

4隧道富水段的前期施工

4.1富水段的前期施工方案及岩层描述

小中甸隧道原设计就为富水隧道的施工，在前期施工中，采用了SF5c的支护型式进行施工。

采用Ф25中空注浆锚杆L=400cm，间距100×60cm，C25喷射混凝土厚27cm，Ф8钢筋网20×20cm，I20钢拱架，间距60cm，连接板厚10mm，预留变形量15cm，C30防水钢筋混凝土衬砌厚度60cm。钢拱架的超前支护采用Ф42×4mm注浆小导管，小导管长L=450cm，环向间距30cm，在拱腰120°布设。

4.2施工后的具体情况

前期施工的方案导致隧道初期支护造成大量变形，形成了二次换拱的情况。

具体变形情况：最大拱顶下沉91cm，最小拱顶下沉70cm；周边收敛91cm，最小收敛45cm。预留沉降量为30cm，导致换拱，所以采用以前的支护型式达不到要求。

5隧道富水板岩段后期施工方案及效果

经过慢慢的摸索和试验，在后期对富水板岩段的施工中，采用了采用Ф25中空注浆锚杆L=400cm，间距100×60cm，C25喷射混凝土厚27cm，Ф8钢筋网20×20cm，I20钢拱架，间距60cm，连接板厚14mm，预留变形量30cm，C30防水钢筋混凝土衬砌厚度60cm。钢拱架的超前支护采用Ф42×4mm注浆小导管，小导管长L=450cm，环向间距30cm，在拱腰120°布设。增加了锁脚锚杆，将锁脚由原来的每榀8根，增加到16根。从后期加强了预留沉降量、连接钢板和增加了锁脚后，初期支护达到了预期的效果，经项目部及第三方检测的监控测量可以看出，该方法行之有效，达到了预期的效果。

5.1小导管的布置与安装

5.1.1导管钻孔安装前，应对开挖面及5m范围内的坑道喷5cm~10cm厚的混凝土封闭。

5.1.2钻孔直径应较管径大20mm以上，环向间距应按地层条件而定。渗透系数大的，间距亦应加大，一般采用20cm~50cm，纵向每1榀格栅打一环超前小导管；外插角控制在l0。～30。之间，采用15。，小导管搭接长度1.5m。

5.1.3小导管插入后应外露一定长度，外露为25cm，以便连接注浆管，并用塑胶泥（525号水泥）将导管周围孔隙封堵密实。

注浆材料的配比。注浆材料的配比应根据地层情况和胶凝时间要求，并经过试验而定，采用水灰比为0.8：l～2：l，实际施工中采用1：1，采用了双浆液（水泥浆及水玻璃浆）进行注浆，可缩短凝结时间，初凝时间为10min，终凝时间为3h~5h。

5.2小导管实际注浆情况及注意事项

5.2.1注浆准备检查注浆机是否完好，工作压力应满足注浆压力要求，备足注浆材料；为防止孔口漏浆，采用水泥药卷封堵注浆管与钻孔之间的空隙。为避免注浆管堵塞而影响注浆效果，注浆前采用高压风清洗注浆管。

5.2.2钻孔及插管注浆管采用风枪钻孔插打或风枪顶人两种方式进行，围岩松软时采用风枪直接将钢管顶人；围岩较硬时采用风枪钻孔插管，即沿隧道纵向开挖轮廓线向外以10。一3O。的外插角钻孔，将小导管打人岩层。

6总结

在高原海拔地区，对炭质板岩、富水地段的施工、富水段仰拱仰拱排水的处治及预防达到了预期的效果，现在小中甸隧道通过不断的总结和探索，隧道的初期支护稳定，未出现以前的侵陷、塌方和收敛，对以后同一种类别的岩层和地质的施工积累了丰富的经验，为以后类似的工程提供借鉴。炭质板岩隧道遵守隧道施工“早喷锚、强支护、勤量测、快速封闭成环”的原则，在不良地质软弱围岩地段施工时，应先进行排水，排水必须彻底，通过降水及排水的方法，增强地基承载力要求，有效的预防仰拱的开裂及仰拱开裂的处治方法，确保隧道的稳定性，确保隧道整体施工的质量。

参考文献：

[1]朱汉华、尚岳全主编。公路隧道设计与施工新法．2002年人民交通出版社．北京．

[2]黄成光、于敦荣主编。公路隧道施工2001年8月第1版．人民交通出版社．北京．

[3]袁振中、童立元主编。卵砾石层中公路隧道设计与施工技术分析[J]；交通标准化；2006年12期