摘 要：本文通过对某小型隧洞施工所遇问题的处理，解决了不能爆破或有困难的隧洞开挖施工，以及施工安全辅助措施大管棚的替代措施，同时还解决了锚杆的施工困难。随着我国城镇化的发展，在城镇改造建设中，对小型隧洞施工有一定的参考借鉴。

　　关键词：隧洞开挖；管棚施工；成孔；小钢管棚。

　　1.工程概况

　　该隧洞为某码头皮带车廊道，设计隧洞净宽5.5m，净高3.79m，拱半径为3.173m，隧洞长84.2m。

　　地质勘察隧洞前段为崩坡积粉质粘土及块石土，成洞条件差，围岩级别为VI级，后段为泥灰岩，围岩级别为IV级。粉质粘土稍湿，可塑状，内夹块石，块石为泥灰岩，块径多为50-1000mm，含量15-35%左右，质硬，呈中等风化状。块石土由泥灰岩块石和粘性土组成，块石块径多为50-1000mm，含量60-85%左右，质硬，呈中等风化状，充填粘性土，未胶结，结构稍密。泥灰岩厚层状结构，强风化岩体质软，多破碎。

　　VI级围岩：设计隧洞开挖前采取施工安全辅助措施为50 m钢管棚，开挖后初期支护为R25N中空注浆锚杆挂钢筋网喷护C20砼20cm厚，格栅拱骨架间距0.5m进行加劲，二次衬砌为C25钢筋砼厚50cm。IV级围岩：设计初期支护为R25N中空注浆锚杆挂钢筋网喷护C20砼20cm厚，二次衬砌为C25钢筋砼厚50cm。隧洞断面图及支护示意图见图一、图二。

　　2.工程特点

　　（1）开挖断面小。隧洞开挖最大宽度7.1m、最大开挖高度4.89m。开挖及出碴不利机械施工作业。

　　（2）地质条件差。围岩为粉质粘土夹块石土至块石土，稍密状，较破碎，整体性差，对成洞不利。

　　（3）有地下水。地下水由降水补给，由于岩体破碎，地表下围岩为粉质粘土夹块石土，地表水易于渗入，围岩易软化，强度降低。

　　3.施工方法

　　3.1超前管棚施工

　　根据隧洞的地质情况，隧洞前段为崩坡积粉质粘土及块石土，成洞条件差，设计施工安全辅助措施为钢管棚，深度为50米，结合管棚成孔拟采用地质钻孔，而成孔当深度过长后钻杆受重力的影响而下垂，管棚成孔很难准确定位。为了保证管棚成孔准确，不偏离隧洞边沿或管棚不下垂至洞身位置，钢管棚分为两段施工。首先施工前段20米，一是保证管棚成孔定位准确，充分发挥管棚作用；二是缩短管棚施工时间，以便尽早进洞施工。第二段管棚在总结前段施工经验效果后，安排在洞内前段二次衬砌施工及养护时施工。

　　3.2隧洞开挖

　　综合分析隧洞的开挖尺寸及地质条件，拟采取弱爆破全断面短进尺开挖，小型装载机除碴至洞外的方式施工。

　　其它方面的施工按常规方法施工，此处不详述。

　　4.施工中出现的几个问题及其解决方法

　　4.1隧洞开挖

　　隧洞开挖后发现洞体围岩块石土中泥灰岩块石分布极不均匀，块石土中粘性土可塑至软塑状，并有地下水渗透。一方面导致爆破成孔困难：块石土中遇到岩块时采用风钻成孔，遇到粘性土时采用螺旋电钻成孔，如此交替施工难度较大，且风钻易堵塞风口，如采用水钻，则加剧围岩不稳定性，易坍塌。另一方面爆破开挖洞体边界不易控制，岩体稳定性较差，洞体易超挖，局部块体较大的块石又易欠挖。

　　考虑隧洞开挖出现的的问题、人工开挖的成本及洞体开挖人员的安全性，结合当地施工机械，决定采取小型挖掘机，将挖斗更换为破碎头，进行机械凿挖。开挖效果良好，保证了洞体围岩稳定及洞体边界精准，杜绝了超欠挖现象。

　　4.2超前管棚施工

　　隧洞开挖后发现，前段施工的管棚进洞10米后成孔位置准确性较差，位置偏移较大，个别偏移至洞身位置。一影响了洞体开挖。二由于管位偏移较大，不能形成管棚，洞体开挖时不能对洞体围岩很好地支护，危及洞体开挖人员的安全。分析原因：洞体围岩块石分布的不均匀性是其关键因素。水平钻孔时，钻孔过深后除钻具重力影响外，洞体围岩块石分布及块石岩块软硬严重影响钻孔孔位位置。当钻头接触处不全是土体或岩石块体而是部分岩石块体时，钻头接触处受力不均，钻头将向软弱方向偏移。当钻孔越深，钻头越不容易控制，钻孔孔位偏移越大，故管棚进洞10米后位置偏移较大。

　　解决以上问题办法：如缩短管棚施工段长度，势必增加管棚洞内施工次数，随即增加洞内施工难度，延长施工工期。根据工程实际情况，分析考虑各种因素，决定取消管棚洞内段施工，采取小钢管棚解决施工安全辅助措施。小钢管棚支护示意图见图三。

　　施工顺序：洞体开挖—初喷混凝土—安装钢筋网片—型钢拱就位固定—施工小钢管棚—初期支护混凝土复喷。

　　洞体第一次开挖施工段开挖0.8-1.0m，安装第一榀型钢拱时，按设计间距0.5m安装，与洞体开挖面保持0.3-0.5m距离，以便型钢拱安装及小钢管棚施工，以后按0.5m为一个施工循环段开挖施工直至洞体开挖完成。

　　4.3小钢管棚施工

　　无论是注浆锚杆还是小型钢管棚施工，其难点在于成孔，如前所述洞体开挖爆破钻孔中成孔困难的原因一样，无法采用机械钻孔。根据现场试验，取消注浆锚杆，采取与小型钢管棚相同的直接打入式施工方法解决。

　　直接打入式施工方法就是利用小型挖掘机振动破碎头，采取振动直接将钢管打入洞体围岩内。型钢拱就位固定后，在型钢拱外铡紧靠型钢拱，按设计环向间距，外径48×4.25加厚钢管与洞壁纵向向外围岩方向保持5°的角度低速打入围岩内，施工完毕将钢管尾端与型钢拱焊接。为了确保钢管打入时，不变形弯曲，对钢管进行加强处理。将钢管打入端加工呈锥尖形；打击接触尾端处钢管外侧，采用直径8-10的钢筋加工呈环状加劲箍，与钢管焊接牢固，详见图四。

　　小型钢管采取直接振动打入，不但解决了成孔困难，而且钢管打入围岩时对围岩进行了挤密加强，洞体开挖后围岩更加稳定，确保了洞体开挖安全。

　　5.总结

　　通过此隧洞施工，特别是对施工中所遇问题的解决，有以下几点体会，对今后类似工程施工有一定参考借鉴。

　　（1）利用小型机械—凿岩机开挖小型隧洞，既能降低人工开挖强度，保证开挖人员安全，又能开挖采取爆破开挖有困难的块石类土或破碎类岩石围岩的隧洞。

　　（2）对于小型类隧洞，施工安全辅助措施可以采取施工简单方便、成本低廉的小管棚方案，而不必采用施工工艺复杂、成本较高的大管棚。

　　（3）钢管直接打入式施工方法，不但解决了注浆锚杆、小管棚的施工困难，而且还对洞体围岩有进一步挤密加强作用，更有利于洞体安全开挖。

　　参考文献

　　岩土锚固技术手册.人民交通出版社