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【摘 要】杭瑞高速十标鸡口山隧道，地质情况复杂，施工难度大。应用了超前小导管支护方法，介绍超前小导管支护的施工工艺、质量控制要点和安全施工措施，保证施工安全和进度。
【关键词】隧道；超前小导管支护；软弱围岩
隧道施工暗挖法的原则是：早进洞、晚出洞、管超前、严注浆、短开挖、强支护、早封闭、勤量测。
在隧道开挖掘进过程中，地质情况千变万化，由于围岩松散等不利条件，极易造成塌方等事故，所以施工安全尤为重要。对于上述情况，经常采用超前支护的手段加以解决，如超前长管棚、砂浆锚杆、超前注浆小导管等。现在有了地质雷达探测等先进手段和仪器，可以做地质预报，为超前支护方案的正确选择提供技术支持。下面介绍超前小导管在鸡口山隧道施工中的应用。
1.施工特点
1.1工程概况
鸡口山隧道为上、下行分离式四车道隧道。隧道左洞起讫桩号为ZK81+920～ZK84+889，全长2969m，右洞起讫桩号为YK81+923.5～YK84+907.7，全长2984.2 m。开挖中，采用超前小导管注浆加固、工字钢架、格栅钢架、网喷混凝土、二次衬砌联合支护体系。
1.2地形、地质特点
鸡口山隧道不良工程地质问题主要为断裂破碎带及岩溶，全遂IV级和V级围岩占总长度的40.4%。隧道区段内有3条断裂带（F15-1、F15、F16）与洞身相交，此外根据物探推测另有3条断裂带（F1、F2、F3）与洞身相交，断裂带岩体极为破碎。
物探推测洞身岩溶主要为小溶洞、溶孔及溶蚀系列，含水丰富，其左线洞身ZK83+050～ ZK83+200、ZK83+750～ZK84+300、ZK84+360～ZK84+460段，右线洞身YK83+100～YK83+200、YK83+760～YK84+320、YK84+400～YK84+480段岩溶及岩溶水发育；隧道最大埋深约319米。
2.施工工艺及原理
通过造孔注浆及压力浆液流动、扩散，逐步填满围岩裂缝并固结松散岩层，使开挖轮廓线以外及加固范围以内的围岩和钢管、浆液形成一致密的硬壳，从而降低岩土的渗透性，减少地下水的渗透量，改善岩土或结构的力学性能，恢复其整体性，达到安全施工的目的。
2.1开挖施工程序
根据不同断面形式分别采用台阶法、全断面法开挖。在施工工序上，坚持“开挖一段，支护一段，封闭一段”的基本原则。上下台阶法的施工程序是：井点降水—超前导管布孔、钻孔—打入导管、注浆—人工开挖、机械出渣—初喷混凝土—支立格栅钢架（工字钢架）—喷射混凝土封闭—下台阶开挖（同上台阶） （见图）。
2.2超前小导管的施工顺序
确定支护方案—制作、加工小导管—钻孔、安装—注浆、检查—开挖。
2.2.1超前支护方案
根据地质情况决定采用超前小导管支护方案，在拱部120°范围内采用小导管超前支护并预注浆加固地层。具体参数为：小导管采用无缝钢管直径=42mm，厚度δ=3.5 mm，长L=4.5 m，水平仰角10～15°，环向间距40 cm，纵向搭接长度≥1 m。
2.2.2小导管加工
小导管在现场加工制作，常用直径为φ32 mm、φ42mm两种，壁厚3.5～4.5 mm。为便于小导管打入围岩内，管身前端切削成尖锥状，并且在1～3.5 m范围布置梅花形泄浆孔。泄浆孔孔径6～8 mm，孔间距10～15 cm。尾端1m范围不钻孔，作为止浆段。
2.2.3钻孔、安装
1）钻孔：采用YT28型钻机。
2）布管：超前小导管选用φ42 mm，壁厚3. 5 mm，长4.5 m的钢管加工而成。导管设于拱部范围内，环向间距40cm，外插角10～15°，每格栅钢架打设一次，每环小导管间纵向搭接长度≥1.0 m。小导管尾端与钢架焊接为一体，注浆加固。
3）安装：小导管安设采用风动凿岩机或人工打入法。
2.2.4小导管注浆
小导管安设后，用塑胶泥封堵孔口及周围裂隙，然后注浆。注浆材料采用水泥浆。注浆压力为0.5～1.0 MPa。
小导管注浆参数应根据现场围岩情况由实验确定。根据初步选定的配合比，测定凝胶时间，如不能满足施工要求时间，则需调整施工配合比，直到满足为止。注浆参数在施工过程中要针对不同的地层，适时调整（根据注浆压力、使用的浆液数量等进行修正），以期达到良好的固效果。具体参数由试验室通过试验提供。
2.2.5监控量测项目
暗挖隧道：地表沉降、隧道水平收敛、拱顶下沉、底部隆起、双侧壁导洞水平收敛。
2.2.6注意事项
1）为防止注浆管堵塞，影响注浆效果，注浆前先清洗注浆管。
2）注浆压力由小到大，从开始0升到终止压力1.0Mpa，稳压3 min，流量计显示注浆量较小时，结束注浆；为保证注浆质量，必要时可封闭开挖面。
3）注浆由两侧对称向中间进行，自下而上逐孔注浆，如有窜浆或跑浆时，可间隔注浆，最后全部完成注浆。
4）注浆完成后要检验注浆效果。在隧道开挖后，可检查注浆固结体厚度，如达不到设计要求时，在注浆时调整注浆参数，改善注浆工艺。
5）注浆前后对隧道的轴线的高程进行监测，一旦发生变化，立即停止注浆，并分析原因。
6）注浆结束，待岩层达到充分的固结强度后方可进行开挖作业。
7）在施工时，应根据现场实际地质情况，合理安排小导管的打设步距、数量和长度。
3.质量控制
3.1小导管施工技术措施及技术要点：
3.1.1小导管钻孔布设时，钻孔深度略大于导管长度，防止底部堵塞影响导管有效长度； 3.1.2钻孔的倾角应准确，否则对导管受力有影响；
3.1.3采用钻机顶入时，顶入长度不小于导管长度的90%，前后两排小导管搭接长度≥1.0 m；
3.1.4制作注浆浆孔时，应使孔径均匀、布置规则，这样不影响钢管本身的刚度。
3.2注浆施工技术措施及技术要点：
3.2.1为防止注浆管堵塞，影响注浆效果，注浆前先清洗注浆管；
3.2.2严格控制注浆配合比及胶凝时间，初选配合比后，用胶凝时间控制调整配合比，并测定凝结体的强度，选定最佳配合比；
3.2.3注浆压力由小到大，从0开始升到终止压力1.0 Mpa，稳压3 min，流量计显示注浆量较小时，结束注浆，为保证注浆质量，必要时可封闭开挖面；
3.2.4注浆由两侧对称向中间进行，自下而上逐孔注浆，如有窜浆或跑浆时，可间隔注浆，最后全部完成注浆；
3.2.5注浆完成后要检验注浆效果，在隧道开挖后可检查注浆固结体厚度，如达不到设计要求时，在注浆时调整注浆参数，改善注浆工艺。
4.安全措施
4.1施工过程中，应严格执行支护方案，作好开挖施工记录和地质断面描述。
4.2按照施工测量和监测方案布设好各种点位，加强观察、记录、分析，以便及时修正超前支护方案（调整间距、插角、搭接长度等）。
4.3严格执行开挖循环进尺和作业程序，控制隧道开挖轮廓线，防止超挖、欠挖，并充分考虑施工误差及预留变形。
4.4隧道开挖时保留核心土，待拱部初支完成后再开挖核心部分土体；下半部采用机械开挖时注意避免超挖，扰动地基，底部土方留30 cm人工清理。
4.5当隧道围岩自稳能力较差时，应尽可能缩短开挖台阶长度，尽快使初期支护闭合成环。
4.6开挖过程中必须加强监控量测，当发现拱顶、拱脚和边墙位移速率值超过设计允许值或出现突变时，应及时施工临时支撑或仰拱，形成封闭环，以控制位移和变形。
5.结语
在经历近2年的施工，隧道已全部贯通，保证了施工安全和进度。隧道施工由于地质情况复杂多变，行之有效的办法就是结合实际进行动态设计，加强地质预报和变形量测。
参考文献：
[1]中华人民共和国交通部.JTJ042—94 公路隧道施工技术规范.人民交通出版社.
[2]公路隧道施工—北京：人民交通出版社，2001.5.
【关键词】隧道；超前小导管支护；软弱围岩
隧道施工暗挖法的原则是：早进洞、晚出洞、管超前、严注浆、短开挖、强支护、早封闭、勤量测。
在隧道开挖掘进过程中，地质情况千变万化，由于围岩松散等不利条件，极易造成塌方等事故，所以施工安全尤为重要。对于上述情况，经常采用超前支护的手段加以解决，如超前长管棚、砂浆锚杆、超前注浆小导管等。现在有了地质雷达探测等先进手段和仪器，可以做地质预报，为超前支护方案的正确选择提供技术支持。下面介绍超前小导管在鸡口山隧道施工中的应用。
1.施工特点
1.1工程概况
鸡口山隧道为上、下行分离式四车道隧道。隧道左洞起讫桩号为ZK81+920～ZK84+889，全长2969m，右洞起讫桩号为YK81+923.5～YK84+907.7，全长2984.2 m。开挖中，采用超前小导管注浆加固、工字钢架、格栅钢架、网喷混凝土、二次衬砌联合支护体系。
1.2地形、地质特点
鸡口山隧道不良工程地质问题主要为断裂破碎带及岩溶，全遂IV级和V级围岩占总长度的40.4%。隧道区段内有3条断裂带（F15-1、F15、F16）与洞身相交，此外根据物探推测另有3条断裂带（F1、F2、F3）与洞身相交，断裂带岩体极为破碎。
物探推测洞身岩溶主要为小溶洞、溶孔及溶蚀系列，含水丰富，其左线洞身ZK83+050～ ZK83+200、ZK83+750～ZK84+300、ZK84+360～ZK84+460段，右线洞身YK83+100～YK83+200、YK83+760～YK84+320、YK84+400～YK84+480段岩溶及岩溶水发育；隧道最大埋深约319米。
2.施工工艺及原理
通过造孔注浆及压力浆液流动、扩散，逐步填满围岩裂缝并固结松散岩层，使开挖轮廓线以外及加固范围以内的围岩和钢管、浆液形成一致密的硬壳，从而降低岩土的渗透性，减少地下水的渗透量，改善岩土或结构的力学性能，恢复其整体性，达到安全施工的目的。
2.1开挖施工程序
根据不同断面形式分别采用台阶法、全断面法开挖。在施工工序上，坚持“开挖一段，支护一段，封闭一段”的基本原则。上下台阶法的施工程序是：井点降水—超前导管布孔、钻孔—打入导管、注浆—人工开挖、机械出渣—初喷混凝土—支立格栅钢架（工字钢架）—喷射混凝土封闭—下台阶开挖（同上台阶） （见图）。
2.2超前小导管的施工顺序
确定支护方案—制作、加工小导管—钻孔、安装—注浆、检查—开挖。
2.2.1超前支护方案
根据地质情况决定采用超前小导管支护方案，在拱部120°范围内采用小导管超前支护并预注浆加固地层。具体参数为：小导管采用无缝钢管直径=42mm，厚度δ=3.5 mm，长L=4.5 m，水平仰角10～15°，环向间距40 cm，纵向搭接长度≥1 m。
2.2.2小导管加工
小导管在现场加工制作，常用直径为φ32 mm、φ42mm两种，壁厚3.5～4.5 mm。为便于小导管打入围岩内，管身前端切削成尖锥状，并且在1～3.5 m范围布置梅花形泄浆孔。泄浆孔孔径6～8 mm，孔间距10～15 cm。尾端1m范围不钻孔，作为止浆段。
2.2.3钻孔、安装
1）钻孔：采用YT28型钻机。
2）布管：超前小导管选用φ42 mm，壁厚3. 5 mm，长4.5 m的钢管加工而成。导管设于拱部范围内，环向间距40cm，外插角10～15°，每格栅钢架打设一次，每环小导管间纵向搭接长度≥1.0 m。小导管尾端与钢架焊接为一体，注浆加固。
3）安装：小导管安设采用风动凿岩机或人工打入法。
2.2.4小导管注浆
小导管安设后，用塑胶泥封堵孔口及周围裂隙，然后注浆。注浆材料采用水泥浆。注浆压力为0.5～1.0 MPa。
小导管注浆参数应根据现场围岩情况由实验确定。根据初步选定的配合比，测定凝胶时间，如不能满足施工要求时间，则需调整施工配合比，直到满足为止。注浆参数在施工过程中要针对不同的地层，适时调整（根据注浆压力、使用的浆液数量等进行修正），以期达到良好的固效果。具体参数由试验室通过试验提供。
2.2.5监控量测项目
暗挖隧道：地表沉降、隧道水平收敛、拱顶下沉、底部隆起、双侧壁导洞水平收敛。
2.2.6注意事项
1）为防止注浆管堵塞，影响注浆效果，注浆前先清洗注浆管。
2）注浆压力由小到大，从开始0升到终止压力1.0Mpa，稳压3 min，流量计显示注浆量较小时，结束注浆；为保证注浆质量，必要时可封闭开挖面。
3）注浆由两侧对称向中间进行，自下而上逐孔注浆，如有窜浆或跑浆时，可间隔注浆，最后全部完成注浆。
4）注浆完成后要检验注浆效果。在隧道开挖后，可检查注浆固结体厚度，如达不到设计要求时，在注浆时调整注浆参数，改善注浆工艺。
5）注浆前后对隧道的轴线的高程进行监测，一旦发生变化，立即停止注浆，并分析原因。
6）注浆结束，待岩层达到充分的固结强度后方可进行开挖作业。
7）在施工时，应根据现场实际地质情况，合理安排小导管的打设步距、数量和长度。
3.质量控制
3.1小导管施工技术措施及技术要点：
3.1.1小导管钻孔布设时，钻孔深度略大于导管长度，防止底部堵塞影响导管有效长度； 3.1.2钻孔的倾角应准确，否则对导管受力有影响；
3.1.3采用钻机顶入时，顶入长度不小于导管长度的90%，前后两排小导管搭接长度≥1.0 m；
3.1.4制作注浆浆孔时，应使孔径均匀、布置规则，这样不影响钢管本身的刚度。
3.2注浆施工技术措施及技术要点：
3.2.1为防止注浆管堵塞，影响注浆效果，注浆前先清洗注浆管；
3.2.2严格控制注浆配合比及胶凝时间，初选配合比后，用胶凝时间控制调整配合比，并测定凝结体的强度，选定最佳配合比；
3.2.3注浆压力由小到大，从0开始升到终止压力1.0 Mpa，稳压3 min，流量计显示注浆量较小时，结束注浆，为保证注浆质量，必要时可封闭开挖面；
3.2.4注浆由两侧对称向中间进行，自下而上逐孔注浆，如有窜浆或跑浆时，可间隔注浆，最后全部完成注浆；
3.2.5注浆完成后要检验注浆效果，在隧道开挖后可检查注浆固结体厚度，如达不到设计要求时，在注浆时调整注浆参数，改善注浆工艺。
4.安全措施
4.1施工过程中，应严格执行支护方案，作好开挖施工记录和地质断面描述。
4.2按照施工测量和监测方案布设好各种点位，加强观察、记录、分析，以便及时修正超前支护方案（调整间距、插角、搭接长度等）。
4.3严格执行开挖循环进尺和作业程序，控制隧道开挖轮廓线，防止超挖、欠挖，并充分考虑施工误差及预留变形。
4.4隧道开挖时保留核心土，待拱部初支完成后再开挖核心部分土体；下半部采用机械开挖时注意避免超挖，扰动地基，底部土方留30 cm人工清理。
4.5当隧道围岩自稳能力较差时，应尽可能缩短开挖台阶长度，尽快使初期支护闭合成环。
4.6开挖过程中必须加强监控量测，当发现拱顶、拱脚和边墙位移速率值超过设计允许值或出现突变时，应及时施工临时支撑或仰拱，形成封闭环，以控制位移和变形。
5.结语
在经历近2年的施工，隧道已全部贯通，保证了施工安全和进度。隧道施工由于地质情况复杂多变，行之有效的办法就是结合实际进行动态设计，加强地质预报和变形量测。
参考文献：
[1]中华人民共和国交通部.JTJ042—94 公路隧道施工技术规范.人民交通出版社.
[2]公路隧道施工—北京：人民交通出版社，2001.5.