1、北固山隧道盖挖段施工优化及质量控制【摘要】连云港北固山隧道盖挖段地处龙门山庄、养鸡场、黄海之间，施工便道征用及使用难度大，针对此种现状根据隧道实际情况对盖挖段的施工顺序进行了优化，同时严格控制各工序的施工控制要点，在保证施工质量的同时创造良好的经济效益。 【关键词】盖挖优化质量控制 中图分类号：O213.1 文献标识码：A 文章编号： 1、工程概况 北疏港高速北固山隧道，位于连云港市墟沟城区西郊，起于大棺材山西南坡与墟沟互通相接，止于黄石嘴东坡与北港区类进港道路相接。隧址区毗邻黄海，隧道山体主要由元古代变质岩组成，岩性坚硬致密，属非碳酸盐丘陵。根据区域地质资料及踏勘资料分析，本区内地下水主要包
2、括基岩裂隙水、第四系松散岩组孔隙潜水和海积层潜水三种类型。在大、小棺材山周围冲沟内多发育小的溪流，沟口往往形成池塘、水库。2、隧道盖挖段特点及难点 北固山隧道左线 ZK5+360-ZK5+390 段埋深浅，局部段落为负埋深，属于超浅埋段。 施工难点： 2.1、北固山隧道盖挖段地处龙门山庄、养鸡场、黄海中间，如果修筑便道、征用临时钢筋场地则会对附近环境造成极大破坏且需要投入大量财力。 2.2、此处距离龙门山庄小区距离较近且附近有大片耕地，爆破施工对附近居民的生活生产容易造成不利影响（见图 2.2-1） 。 2.3、此处正好处于一小冲沟中，雨季会有大量雨水流过，如不妥善处理雨水会倒灌到隧道内造成巨
3、大损失(见图 2.2-2)。 图 2.2-1 盖挖段位于小区及养鸡场附近图 2.2-2 盖挖段处冲沟 3、施工方案的优化 由于盖挖段地处龙门山庄、养鸡场、黄海中间，如果修筑便道则增加便道修筑、钢筋场地临时征地、及电力设备等的安装等一系列的困难，且便道经过部队驻地及小区附近，未知干扰发生的几率相当高。在经过多次实地考察后我项目决定在遵循“盖挖法施工”的设计理念的前提下对原施工方案进行优化。 施工方案优化前后对比： 优化内容 安全性方面 进度方面 施工条件及环境 工程造价 设计方 案 修筑便道到盖挖段落，租用临时征地后进行盖挖段施工。 采用小管棚进洞方式，保证了盖挖段两侧进入山体的安全性 盖挖段和
4、正常段可以同时施工，但临时便道修筑及征用难度大（便道修筑预计时间 30 天） 。需要在盖挖段重新修筑便道，且风、水、电均需要协调，难度较大，且对附近居民及环境造成较大破坏。 增加临时便道、钢筋场地修筑及复耕，风、水、电的疏通，预计费用 200 万。 优化方 案 取消便道，从隧道超浅埋段出洞，然后再进行盖挖段施工。 从暗洞直接出洞，通过双侧壁导洞法的临时支护和加强洞口支护参数的方式可以提高安全性 出洞后才能施工盖挖段，工作面有限，存在一定窝工的可能性，但左洞目前已经接近盖挖段（预计开挖到盖挖段时间20 天） 。 直接利用原有风、水、电进行施工，不需要修筑便道，盖挖段的渣土可以利用已完成的段落作为
5、通道，对附近环境影响较小。 左洞直接开挖到盖挖段落，然后利用洞内原有的风、水、电，节省了临时便道修筑等费用。 通过以上对比显示及设计院等专家实地考察论证，认为盖挖段施工的优化方案有效可行，我项目故决定采用优化方案。 4、施工方法及质量控制点 4.1 盖挖法施工流程： 4.2 各流程施工控制要点 4.2.1 正常段暗洞掘进 4.2.1.1、正常段暗洞在开挖到距离出洞前的加强段 2 米时要进行掌子面测量放样，控制此循环的炮眼深度、炸药用量等爆破参数，以保证此循环爆破后正好到出洞前加强支护段起点位置（ZK5+400） 。 此道工序控制要点：在钻孔深度和炸药用量的控制上，要既能保证爆破效果的同时有效控
6、制爆破进尺。 4.2.1.2、ZK5+390-ZK5+400 段加强支护段施工时段每 120cm 即每两榀钢拱架设置一循环超前支护，遵循先支护后开挖的理念，确保开挖及后期支护的安全性。超前支护参数如下：采用 50*5mm 的小导管，长度L=3.5m，环向间距 40cm，前后排之间的小导管交错布设，外插脚控制在6-8和 12-15，在隧道主洞拱顶 120范围内布设。 开挖方法采用双侧壁导坑法施工，利用临时支护加强对围岩的支撑作用，同时利用导坑开挖来减小开挖面积，增加围岩的稳定性。考虑到洞两侧存在一定的高差，左侧标高较低，在双侧壁施工过程中，左侧作为先行导洞，右侧作为后行导洞。 此道工序的控制要点
7、：（1） 、超前支护施工时要先进行爆破后的危石的排险工作，保证施工安全。在进行超前小导管的注浆时要保证杆体及周围缝隙全部注满浆液，从而形成一个完整的保护层。 （2） 、隧道开挖后进行初期支护时要保证型钢的拱脚坐落在坚实的基础上，禁止钢拱架悬空。 4.2.1.3 在接近 ZK5+390 段施工时，为进一步保证开挖施工的安全，尽量避免爆破掘进，而采用机械开挖的方法施工，同时循环进尺控制在1.0m 以内，开挖后及时进行支护。总体施工遵循“管超前、严注浆、少扰动、快加固、勤测量、早封闭”的原则，在每一步开挖后，及时排除危岩，并紧跟掌子面施做初期支护，以尽早形成完善的初支支护体系。 此道工序的控制要点：
8、（1） 、此道工序要严格控制爆破每循环进尺，同时尽快进行初期支护的施工防止洞口坍塌。 （2） 、对出洞处的地表进行实地考察，如有危石、围墙等危险源要及早排除。 （3） 、在出洞口附近布置地表沉降观测点，每天对观测点进行观测，看有无异常沉降。 4.2.1.4 ZK5+360- ZK5+362 段大管棚施工时超前大管棚布置于隧道拱部 120范围内，管棚施工前应先浇筑混凝土导向墙，内嵌 4 榀18型钢拱架，按设计钻孔位置预埋 127mm 壁厚 4.5mm 导向钢管。管棚内安插钢筋笼，然后进行管棚注浆。 此道工序的控制要点：（1） 、导向钢管预埋时外倾角应与大管棚的外倾角一致。 （2） 、在大管棚施工
9、前对周围边仰坡进行锚喷网支护防止施工过程中出现坍塌等现象。 导向墙具体布设如下图所示： 4.2.1.5 套拱施工时要现在盖挖段落对套拱拱脚进行开挖，在测量放样后将拱脚开挖到设计标高，然后进行套拱拱架安装并支立模板，最后进行混凝土浇筑。在混凝土强度达到设计强度的 80%后进行拆模。然后再进行拱顶回填及暗洞掘进，此套拱在掘进之前就提前施工完毕，能有效的减小爆破震动及声响对周围居民的干扰，同时能有效控制飞石的溅射距离。对施工场地周围的环境起到很好的保护作用。 此道工序的控制要点：（1） 、套拱开挖前要进行测量放样，保证套拱的标高及中线位置准确。 （2） 、套拱拱脚要坐落在坚硬的基础上，避免拱脚虚空使
10、套拱为隧道初支及二衬的增加额外压力。(3)、套拱混凝土强度要达到规定强度后再进行拆模及洞顶回填，洞顶回填时一定要按设计标高进行回填，同时保证在套拱顶形成单向顺坡以利于洞顶的排水。 套拱施工完成后如下图所示： 4.2.1.6 套拱施工完毕后进行盖挖段及暗洞掘进。 此道工序的控制要点：（1） 、套拱段为 V 级浅埋段，在进行开挖时要根据实际围岩情况采用爆破和挖机配合作业。 （2） 、在此段进行爆破施工时要尽量减小每循环进尺及炸药用量，避免用药量过大对套拱造成破坏。 5、质量保证措施 5.1、该段落施工前，在认真熟悉设计图纸和规范标准的基础上，由项目总工向全体施工人员进行技术交底，并下发相应的质量控
11、制点，讲请该项工程的设计要求、技术标准、以及各种爆破参数等。 5.2、测量组做好隧道预留沉降量控制，根据现场实际监控量测资料对预留沉降变形可以进行适当调整。 5.3、组织作业班组人员、现场管理人员、工程技术人员召开专项施工交底会议，详细准确做好交底工作。 5.4、当前方地质出现变化迹象时，必须用地质雷达、超前探孔等方法先探明隧道的工程地质和水文地质情况，才能进行开挖。 5.5、应严格控制超欠挖。 5.6、开挖轮廓要预留临时支撑沉落量及变形量，并利用量测反馈信息进行及时调整。 5.7、做好钻爆设计分析总结，及时调整优化钻爆设计，严格控制隧道成形质量。 5.8、洞身开挖在清除浮石后应及时进行初喷支
12、护。 5.9、硬岩无剥落，中硬岩基本无剥落，软弱围岩无大的剥落或坍塌，开挖面平整。 5.10、隧道周边部位应预留 30cm 人工开挖，其余部位宜采用机械开挖，局部需要爆破时，采用弱爆破，不得超挖。施工时应严格控制装药量，减少对围岩的扰动。 5.11、钢架应严格按设计及规范要求加工制作和架设。钢架应架设在坚实基面上，严禁拱（墙）脚悬空或采用虚碴回填。钢架应与锁脚锚杆（管）焊接牢固。 5.12、隧道超挖部位必须回填密实，严禁初期支护背后存在空洞。必要时初期支护背后应进行充填注浆，保证初期支护与围岩密贴。 5.13、施工过程中根据情况采用增加拱（墙）脚锁脚锚杆（管） 、增设钢架拱（墙）脚部位纵向连接
13、筋、扩大拱（墙）脚初期支护基础及增设拱（墙）脚槽钢垫板等增强拱（墙）脚承载力等措施控制变形。 6、安全保证措施 6.1 加强监控工作 为保证该处施工质量和施工安全，以及达到施工飞石不伤人，噪音不扰民的目的，在进行本段落的施工中，随时与矿业大学及我部各部门通力合作，时刻对周边的影响进行监测和反馈。 6.1.1、沉降观测和爆破震动的监控 为保证施工安全和保证质量，在该施工段落，与矿业大学密切合作，加密沉降观测点的设置，并在附近建筑物设置震动监测点，密切关注爆破震动的影响，及时调整爆破参数。 6.1.2、洞内沉降、收敛监控 临近出洞段施工中，对洞内的沉降收敛监控测量次数加大，监控断面距离控制在 5-
14、10m 左右，同时根据围岩沉降情况适当加大预留沉降量，保证净空。 6.1.3、洞内及地表观察 临近出洞位置时，每次爆破后对地表进行勘察，结合洞内掌子面地质素描及沉降收敛等监控量测情况，分析围岩稳定情况，保证施工安全和施工质量。 6.2 施工过程中安全控制 6.2.1、隧道出洞前做好洞顶及洞口防排水系统。洞顶及洞口排水沟根据实际地形砌筑，用砂浆抹面，防止地表水及施工用水下渗，影响结构安全。 6.2.2、施工应做好工序衔接。工序安排应紧凑，尽量减少围岩暴露时间，避免因长时间暴露引起围岩失稳； 6.2.3、施工应严格控制开挖长度，根据围岩地质情况，合理确定循环进尺，每次开挖长度不得超过 1.0m；开
15、挖后立即初喷 35cm 混凝土，以减少围岩暴露时间。 6.2.4、严格按设计要求施作超前支护，控制好超前支护外插角，严格按注浆工艺加固地层，保证隧道开挖在超前支护的保护下施工。 6.2.5、应加强监控量测工作，根据量测结果，及时调整支护参数，确定二次衬砌施作时间，进行信息化施工管理。 6.2.6、善洞内临时防排水系统，严禁积水浸泡拱（墙）脚及在施工现场漫流，防止基底承载力降低。 6.3 其他安全防护措施 6.3.1、在开始施工小管棚段落后，每次爆破前，安排专人到地表进行巡查，并对地表设置安全警戒线，防止行人进行该区域； 6.3.2、及时通知矿业大学进行地质雷达扫描，掌握掌子面前方围岩及涌水情况
16、，地质超前预报工作。 6.3.3、安全警示 由于清表期间需要进行局部的弱爆破施工，考虑到安全性，在施工期间对隧道施工范围周边 100m 内进行安全警戒，每次爆破施工前专人负责排查和警戒，并进行吹哨警戒。 在临近盖挖法段施工区域，暗洞内每次进行爆破施工前，安排专人到地表进行警戒，并在施工的主要路口安装安全警示牌。 7、结语 北固山隧道盖挖段出洞方式由原来的修筑便道、征用临时征地进行套拱施工改为优化后的直接从小棺材山出洞然后再进行套拱施工，节省了施工成本约 200 万，同时大大减小了因为修筑便道与周围居民的矛盾与摩擦，为后续的工程施工提供了很好的外部条件。在施工质量方面，在盖挖段施工时要根据每个环节的质量控制点进行重点控制，北固山隧道盖挖段在围岩破碎、地表偏压、冲沟汇集、距离居民区不足 100 米等复杂环境下，采取了地表加固、锚喷挂网、大管棚及套拱等一系列措施，同时因地制宜根据现场实际情况对方案进行合理优化，保证了施工安全和质量的同时，创造了良好的经济效益。 参考文献： 1公路隧道施工技术规范 （FTG F60-2009）.人民交通出版社 2公路工程质量检验评定标准 （JTG F80/1-2004）.人民交通出版社 3隧道工程施工要点集关树宝 人民交通出版社，1990 作者简介： 段勇，男，1987 年 1 月出生，大学本科，助理工程师。
