玉峰山隧道下穿公路

PAGEPAGE12玉峰山隧道淺埋、偏壓洞口近距離穿越既有公路施工技術(shù)研究報(bào)告1.立項(xiàng)背景和依據(jù)1.1立項(xiàng)背景新建鐵路重慶至利川玉峰山隧道位于玉峰山鎮(zhèn)，中心里程為：DK17+535，全長(zhǎng)3222米。設(shè)計(jì)為最高速度350km/h，我四分部施工DK17+535~DK19+146段，長(zhǎng)度為1611米。隧道位于直線和緩和曲線上，縱坡為4‰.Ⅲ級(jí)圍巖883米，Ⅳ級(jí)圍巖552米,Ⅴ級(jí)圍巖176米。隧道采用進(jìn)、出雙口掘進(jìn)。我四分部采用出口掘進(jìn)。無(wú)軌運(yùn)輸方式。隧道DK19+126~DK19+146段采用明挖施工，其余各采用暗挖施工。除DK19+126~DK19+146段采用明作襯砌外，其余均采用復(fù)合式襯砌，其中DK17+900~DK18+100段采用Ⅲ級(jí)圍巖下錨襯砌；DK18+900~DK19+100段采用Ⅴ級(jí)圍巖下錨襯砌。1.1.1.1.本隧道位于渝北區(qū)玉峰山村，地形起伏大，局部陡峻。出口處地形復(fù)雜，附近有居民。1.1.沿線氣候?qū)賮啛釒Ъ撅L(fēng)氣候類型，具有冬暖春早、夏熱秋涼、無(wú)霜期長(zhǎng)、多云多霧及雨量充沛等特點(diǎn)。1.1.2本隧道主要地質(zhì)情況：粉質(zhì)黏土；碎石土；塊石土；泥巖夾砂巖；泥巖、頁(yè)巖夾砂巖；泥巖夾砂巖、頁(yè)巖、灰?guī)r；泥巖夾砂巖、頁(yè)巖；砂巖、頁(yè)巖夾煤層；白云巖、灰?guī)r夾巖溶角礫石。隨著我國(guó)高速鐵路建設(shè)的發(fā)展，將會(huì)出現(xiàn)越來(lái)越多的大跨度隧道，同時(shí)隨著我國(guó)鐵路、公路交通事業(yè)的發(fā)展，鐵路與公路相交及淺埋段地表沉降的控制問(wèn)題，將會(huì)越來(lái)越多。因此，對(duì)淺埋、偏壓隧道下穿公路的施工方法，支護(hù)方法及地表沉降控制，進(jìn)行立項(xiàng)研究是非常必要。1.2立項(xiàng)依據(jù)1.2.11.2.1.2.2.國(guó)內(nèi)外研究的動(dòng)態(tài)鐵路、公路等級(jí)的提高，以及路網(wǎng)密度的增加，鐵路與公路相交的情況越來(lái)越多，在科研方面，無(wú)論是山嶺鐵路隧道還是公路隧道、或城市地鐵等，在淺埋暗挖施工、控制地表沉降方面均做過(guò)較多研究。洞口段淺埋、偏壓隧道近距離下穿高速公路的研究還是較少。3主要研究人員、內(nèi)容和成果3.1參與單位與主要研究人員參與研究的單位為中鐵十二局集團(tuán)渝利鐵路項(xiàng)目部及所屬四分部，具體由中鐵十二局集團(tuán)渝利鐵路指揮部第四項(xiàng)目部實(shí)施。主要研究人員見(jiàn)表1。表1：主要研究人員姓名年齡職稱、職務(wù)從事專業(yè)研究任務(wù)與分工孟建波47高工、項(xiàng)目經(jīng)理鐵道工程項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、方案設(shè)計(jì)趙樹(shù)林45高工、指揮長(zhǎng)經(jīng)濟(jì)管理方案審查孫志剛55高工、總工程師鐵道工程方案審查、指導(dǎo)設(shè)計(jì)姚日高34總工程師鐵路工程方案設(shè)計(jì)、撰寫研究報(bào)告張建新29工程師、工程部長(zhǎng)土木工程參與方案設(shè)計(jì)孫海兵29工程師、實(shí)驗(yàn)主任材料工程材料檢驗(yàn)邢小偉31技師、測(cè)量隊(duì)長(zhǎng)測(cè)繪工程測(cè)量放樣、變形量測(cè)肖占忠46工程師、安質(zhì)部長(zhǎng)鐵路工程地質(zhì)預(yù)報(bào)方案實(shí)施趙普元49工程師、設(shè)備部長(zhǎng)機(jī)械工程設(shè)備供應(yīng)孫海濤29工程師、物質(zhì)部長(zhǎng)機(jī)械工程材料供應(yīng)王俊26工程師、技術(shù)主管隧道工程現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施吳建嘉27工程師、技術(shù)主管隧道工程現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施3.2主要研究?jī)?nèi)容在玉峰山隧道采用超前大管棚及小導(dǎo)管超前支護(hù)、采用三臺(tái)階開(kāi)挖方法、控制爆破、擴(kuò)大拱腳、加強(qiáng)鎖腳錨桿與鋼架的連接及仰拱襯砌及時(shí)跟進(jìn)等措施，降低隧道下沉和地表下沉降低隧道下沉和地表下沉，解決玉峰山洞口段下穿淺埋公路隧道施工難題。3.3主要研究成果通過(guò)對(duì)超前大管棚施工技術(shù)研究、三臺(tái)階開(kāi)挖技術(shù)和控制隧道下沉及地表下沉技術(shù)研究，達(dá)到杜絕隧道坍塌、路面沉陷，隧道和地表下沉量均小于設(shè)計(jì)要求且保證工程環(huán)保、工期的目的。3.3.1超前大管棚施工技術(shù)大管棚主要用于軟弱砂礫地層或軟巖、巖堆、破碎地帶層，多用于隧道及其它地下導(dǎo)坑輔助施工，其支護(hù)原理是：在預(yù)計(jì)開(kāi)挖斷面外周，以一定間距、一定的外插角度，用鉆孔方法先行設(shè)置鋼管，通過(guò)管壁四周壓漿孔，壓入水泥漿，先行加固松散圍巖體，對(duì)隧道開(kāi)挖起到有效支護(hù)的方法。3.3.3.1、主要機(jī)具設(shè)備主要機(jī)具設(shè)備見(jiàn)表1。主要機(jī)具設(shè)備表表1序號(hào)名稱規(guī)格單位數(shù)量1鉆機(jī)XY-28-300臺(tái)32注漿機(jī)BW-250/50臺(tái)23噴射機(jī)KW-500臺(tái)24錘把15空壓機(jī)L-10/B-1臺(tái)23.3.1.2、設(shè)計(jì)參數(shù)漿液擴(kuò)散半徑設(shè)計(jì)為≥0.4m，故取管距環(huán)向0.4m。3.3.1.3、導(dǎo)向墻先行開(kāi)挖明洞斷面，在明洞襯砌外緣施工C25級(jí)砼套拱，其厚度為100cm。該導(dǎo)向墻作為管棚施工的導(dǎo)向和固定設(shè)施，墻內(nèi)埋設(shè)鋼拱架。棚管的孔口管（內(nèi)徑為127mm）用ф25鋼筋固定在鋼拱架上，三者之間均用雙面焊接。孔口管的方向根據(jù)計(jì)算結(jié)果，用全站儀準(zhǔn)確測(cè)定其值。3.3.1.4、施鉆鉆孔順序?yàn)橄葟膬蓚?cè)拱腳開(kāi)始，對(duì)稱向拱頂鉆孔頂管，使下部注漿體有力地支托其上部鉆進(jìn)和頂管，既能防止坍孔，又便于頂管。施鉆時(shí)，將減速器升上限位置，把鉆桿旋緊后，開(kāi)啟氣動(dòng)馬達(dá)，待空載正常后，再慢慢開(kāi)啟推氣缸，待釬頭置于工作面上，關(guān)閉推進(jìn)氣缸，再開(kāi)啟沖擊器，徐徐鉆進(jìn)，待釬頭鉆進(jìn)100mm左右時(shí)，再以全風(fēng)門沖擊。在鉆進(jìn)過(guò)程中，視進(jìn)展快慢，慢慢開(kāi)啟或關(guān)閉推進(jìn)氣缸，使鉆具始終保持一定推進(jìn)力。鉆完第一根鉆桿后，停止氣動(dòng)馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)，關(guān)閉沖擊器停止鉆進(jìn)，將減速器置于下限位置，用叉子把鉆桿固定在卡釬器內(nèi)，反轉(zhuǎn)減速器，使鉆桿與減速器的接頭脫開(kāi)，然后將減速器升到上限位置裝入第二根鉆桿，連接牢固后，方可進(jìn)行鉆孔作業(yè)，直到設(shè)計(jì)深度。當(dāng)鉆桿到卸桿器與卡桿器接觸時(shí)，使鉆桿尾端的第二個(gè)扁槽對(duì)正卡桿器的長(zhǎng)方槽，插入叉子反轉(zhuǎn)馬達(dá)，使減速器上的接頭與鉆桿脫開(kāi)，再調(diào)整到鉆桿尾端上的第一個(gè)扁槽對(duì)上卸桿器的長(zhǎng)方槽，插入另一個(gè)叉子，然后取出卡桿器的叉子，讓卸桿器和另一個(gè)叉子帶動(dòng)鉆桿后退（可用馬達(dá)慢慢運(yùn)轉(zhuǎn)，切不可反轉(zhuǎn)），當(dāng)下一根鉆桿尾端的第二個(gè)扁槽與卡釬器的長(zhǎng)方槽對(duì)正時(shí)，插入叉子，反轉(zhuǎn)馬達(dá)，使上下兩鉆桿的聯(lián)接螺紋脫開(kāi)之后，拿走上一要鉆桿，緩緩放下減速器，并使卸桿器的長(zhǎng)方槽對(duì)正下一根鉆桿尾端的第一個(gè)扁槽。然后重復(fù)以上動(dòng)作，依次卸下鉆桿。依照上述方法，完成鉆孔作業(yè)。鉆孔時(shí)嚴(yán)禁反轉(zhuǎn)，以免鉆桿脫扣，加接鉆桿時(shí)，要特別注意孔內(nèi)清潔，以避免砂土沖擊器內(nèi)部，損壞機(jī)體引發(fā)故障。在鉆進(jìn)過(guò)程，嚴(yán)禁突然快速開(kāi)啟推動(dòng)氣缸，以免頂起鉆機(jī)，造成事故。鉆孔工藝流程圖1。鉆機(jī)就位鉆機(jī)就位鉆機(jī)固定測(cè)量右孔鉆機(jī)鉆進(jìn)方向矯正鉆孔及接長(zhǎng)錨桿鉆桿接長(zhǎng)準(zhǔn)備鉆桿分節(jié)退出卸下圖1鉆孔工藝流程圖3.3.1.5、頂管（1）清孔：成孔后先利用高壓風(fēng)或高壓水進(jìn)行沖洗，然后用特制清孔鉤認(rèn)真進(jìn)行清孔。（2）管件制作：管棚ф89mm無(wú)縫鋼管，壁厚6mm，管節(jié)長(zhǎng)為3m和6m，預(yù)制鋼管時(shí)，管身鉆孔，孔眼直徑10mm，間距20cm，按梅花形交錯(cuò)布孔以加大漿液滲透能力，第一根鋼管前端要焊上合金鋼片空心鉆頭，以防管頭頂彎或劈裂，鋼管間聯(lián)接用加工好的管節(jié)聯(lián)接套，預(yù)先焊在每節(jié)鋼管兩端，以便于聯(lián)接。相鄰管的接頭應(yīng)前后錯(cuò)開(kāi)，避免接頭在同一截面上，隧道縱向同一橫斷面內(nèi)的接頭數(shù)不大于50%，且兩相鄰管接頭必須錯(cuò)開(kāi)1m以上，以滿足管棚受力要求。（3）頂管：頂進(jìn)鋼管采用挖掘機(jī)配合人工作業(yè)。當(dāng)?shù)谝桓摴芡七M(jìn)孔內(nèi)，孔外剩余30~40cm時(shí)，人工進(jìn)行接管，嚴(yán)格控制角度，人工持鏈鉗進(jìn)行鋼管聯(lián)接，使兩節(jié)鋼管在聯(lián)接套處聯(lián)成一體。然后再低速推進(jìn)鋼管，根據(jù)管棚設(shè)計(jì)長(zhǎng)度，按同樣方法繼續(xù)接長(zhǎng)鋼管。3.3.1.6、止?jié){墻制作注漿前，必須進(jìn)行堵露處理。沿插管周圍噴射20cm厚C20混凝土一圈，封閉該工作面，再用木塞和紙塞把無(wú)縫鋼管未注漿的管頭堵死，這樣，止?jié){墻便形成。注漿時(shí)，漿液就不會(huì)從管壁周圍沿掌子面滲露，也不會(huì)從其它管露出，注漿效果明顯提高。由于施工要求，噴射砼時(shí)加入一定量的速凝劑，以滿足施工要求。3.3.1.7、注漿進(jìn)行超前長(zhǎng)管棚預(yù)注漿前，對(duì)注漿地段的巖性，涌水量、涌水壓力、水溫、涌水的化學(xué)特性等進(jìn)行認(rèn)真研究，據(jù)此確定注漿參數(shù)。現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定注漿終壓力，以便漿液能夠充分?jǐn)U散填充，從而達(dá)到堵水和加固圍巖作用。注漿方式采用全孔一次性注漿。拌漿水泥漿液攪拌在拌和機(jī)內(nèi)進(jìn)行,嚴(yán)格按施工配合比進(jìn)行投料，放的同時(shí)將緩凝劑一并加入攪拌，待水量加足后繼續(xù)攪拌1min，再將水泥投入，攪拌時(shí)間不少于3min，并于注漿過(guò)程中不停攪拌。水玻璃漿液濃度宜為30~35be`，為稀釋水玻璃漿液，采用邊加水邊攪拌，邊用波美計(jì)量測(cè)。配制水泥漿或稀釋水玻璃漿液時(shí)，嚴(yán)防水泥包裝紙及其雜物混入。拌好的漿液在進(jìn)入貯漿槽及注漿泵這前均應(yīng)對(duì)漿液進(jìn)行過(guò)濾，未經(jīng)過(guò)濾網(wǎng)過(guò)濾的漿液不允許進(jìn)行泵內(nèi)。注漿時(shí)要充分考慮漿液擴(kuò)散半徑，凝結(jié)時(shí)間要先予以確定，然后再過(guò)試驗(yàn)調(diào)整。施工時(shí)要通過(guò)變換雙液比例、變換水灰比，變換水玻璃濃度控制雙液漿的凝膠和凝結(jié)時(shí)間。注漿擬采用單液漿以水泥為主，添加5%的水玻璃（含量比），注漿壓力至達(dá)到的計(jì)終壓大于20分鐘。注漿：注漿管路連接好后，先壓水檢查管路是否漏水，待設(shè)備正常后，對(duì)圍巖做壓水實(shí)驗(yàn)，以沖洗巖石裂隙，擴(kuò)大漿液通路，增加漿液擴(kuò)散密實(shí)性，核實(shí)圍巖的滲透性。注漿時(shí)要記錄注漿時(shí)間及注漿量。注漿中密切注意注漿壓力表，初始階段壓力較低，正常階段壓力和注入量呈小的波浪式起伏，但總的比較平穩(wěn)，當(dāng)達(dá)到壓密性注滿階段，注入量迅速遞減，而壓力迅速升高，直到達(dá)到注漿終壓合理范圍，則停止該孔注漿，進(jìn)行封堵后，轉(zhuǎn)注下一孔，直至完成注漿作業(yè)。3.3.1.8、施工中幾個(gè)問(wèn)題施鉆時(shí)鉆頭選擇：必須大于棚管外徑1-2cm，以便于頂管；鋼管制作應(yīng)避免同一截面，施工時(shí)鋼管采用奇偶數(shù)編號(hào)進(jìn)行制作，頂管時(shí)應(yīng)實(shí)行“對(duì)號(hào)入座”。注漿時(shí)如遇竄漿或跑漿，必須及時(shí)進(jìn)行封堵處理，然后方可注漿；注漿時(shí)如發(fā)現(xiàn)泵壓突然升高，先判斷是否堵塞，若堵管則進(jìn)行堵管處理，否則先關(guān)掉水玻璃泵，往管道內(nèi)注入清水，待泵壓正常后再繼續(xù)進(jìn)行雙液注漿；注漿時(shí)，一定要做好注漿量及注漿時(shí)間的記錄；注漿一般采用由下向上、左右交替進(jìn)行；施工時(shí)，要針對(duì)長(zhǎng)管棚施工的作業(yè)工序（鉆孔、運(yùn)料、配料、注漿），制定詳盡的勞動(dòng)力組織計(jì)劃及作業(yè)工序的安全保證措施。技術(shù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及要求鉆孔前按設(shè)計(jì)準(zhǔn)確鉆孔位置;鉆孔角度誤差控制在0.50以內(nèi)，平面誤差小于或等于1cm；鉆進(jìn)速度嚴(yán)格控制，成孔要孔壁圓順，孔深符合要求；鋼管管節(jié)聯(lián)接絲扣要認(rèn)真檢查，有脫扣裂紋的管節(jié)棄用；注漿時(shí)應(yīng)準(zhǔn)確掌握漿液配合比，并使?jié){液在管內(nèi)充填密實(shí)；長(zhǎng)管棚接頭要錯(cuò)開(kāi)，避免同一截面，以利整體受力。導(dǎo)向管的外插角：3度外插角。洞口預(yù)留沉降：15cm，管棚導(dǎo)向管定位拱架外半徑：R外=R二襯外徑+預(yù)留量+支護(hù)厚度3.3.2三臺(tái)階分部開(kāi)挖技術(shù)3.3.2.1.施工方案比選軟弱破碎淺埋圍巖施工通常采用幾種施工方法，分別是雙側(cè)壁導(dǎo)坑法、CRD法、CD法、臺(tái)階側(cè)壁法和臺(tái)階法。各種施工工法施工斷面圖圖1雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工斷面圖圖2CRD法施工斷面圖圖3CD法施工斷面圖圖4臺(tái)階法施工斷面圖3.3.2.2各種工法優(yōu)劣分析3.3.23.3.23.3.23.3.2.2根據(jù)玉峰山隧道地質(zhì)情況，決定在玉峰山隧道淺埋、偏壓洞口段近距離下穿既有公路段采用三臺(tái)階法，同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)備足工字鋼、方木、鋼管、枕木等應(yīng)急物資進(jìn)行試驗(yàn)性開(kāi)挖。3.3.2.3、三臺(tái)階工法施工步驟3.3.2.3.1施工順序圖見(jiàn)圖5：三臺(tái)階施工順序圖。圖5三臺(tái)階施工順序圖3.3.2.3.2施工步驟通過(guò)采用三層短臺(tái)階，分步平行開(kāi)挖，分步平行施作拱墻初期支護(hù)，仰拱超前施做，及時(shí)閉合成環(huán)，構(gòu)成穩(wěn)固的初期支護(hù)體系。第1部：拱部進(jìn)行超前支護(hù)后，采取上弧導(dǎo)預(yù)留核心土短臺(tái)階開(kāi)挖。開(kāi)挖后及時(shí)進(jìn)行噴、架、錨、網(wǎng)系統(tǒng)支護(hù)，形成較穩(wěn)定的承載拱。第2、3部：在承載拱的支護(hù)下，分別開(kāi)挖中臺(tái)階左右邊墻（左右邊墻錯(cuò)開(kāi)3m左右），以一定的時(shí)間差進(jìn)行中臺(tái)階邊墻初期支護(hù)，使同一斷面暴露開(kāi)挖面僅限于一側(cè)。第4部：上中臺(tái)階支護(hù)完成后中部拉槽。第5、6部：在完成上中臺(tái)階支護(hù)后，分段左右開(kāi)挖下臺(tái)階，以一定的時(shí)間差施作下臺(tái)階初期支護(hù)。第7部：下臺(tái)階開(kāi)挖落底并及時(shí)施作仰拱初期支護(hù)及仰拱砼，及早封閉成環(huán)。第8部：利用襯砌臺(tái)車一次性灌筑拱墻襯砌3.3.2.4、結(jié)論玉峰山隧道采用三臺(tái)階分部開(kāi)挖法，成功地穿越了淺埋、交通繁忙的既有公路，施工中未發(fā)生安全、質(zhì)量事故，隧道下沉（最大13mm）和地表下沉(最大6mm)均滿足設(shè)計(jì)的指標(biāo)要求。在施工中通過(guò)重視方案預(yù)控備足應(yīng)急物資，加強(qiáng)量測(cè)及時(shí)掌握變形信息，杜絕對(duì)稱開(kāi)挖、杜絕工序距離超標(biāo)降低安全風(fēng)險(xiǎn)，本著短進(jìn)尺、弱爆破、快支護(hù)、勤量測(cè)、搶封閉、快襯砌的原則，采用三臺(tái)階分部開(kāi)挖施工法，既節(jié)約了臨時(shí)支護(hù)降低工程投資，又加快了施工進(jìn)度，同時(shí)也有效地控制了地表下沉，值得類似工程借鑒。3.3.33.3.3.1引起隧道下沉和地表下沉的分析3.3.3.1.1隧道開(kāi)挖破壞原有應(yīng)力平衡狀態(tài)，造成隧道下沉隧道開(kāi)挖后，地層的一側(cè)喪失了約束，原有的平衡狀態(tài)受到破壞，引起應(yīng)力集中，對(duì)于軟弱、破碎、裂隙發(fā)育的圍巖無(wú)法抵抗周邊壓力，加之開(kāi)挖時(shí)受到爆破震動(dòng)，在坑道周邊一定范圍內(nèi)的巖體遭到嚴(yán)重的分割與破壞，因此這一部分巖體在坑道開(kāi)挖后，先是產(chǎn)生向內(nèi)的變形運(yùn)動(dòng)，其后則出現(xiàn)松動(dòng)或坍塌，對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)施加壓力，造成隧道下沉。3.3.3.1.2淺埋軟弱破碎圍巖無(wú)法形成平衡拱，隧道荷載加大，造成隧道下沉淺埋軟弱破碎圍巖，自穩(wěn)能力差，開(kāi)挖后易形成持續(xù)掉塊、坍塌，無(wú)法形成“天然拱”，支護(hù)措施不強(qiáng)的情況下，造成隧道下沉，同時(shí)由于隧道淺埋，坍塌容易延伸至路面，造成地表沉陷。3.3.3.1.3初期支護(hù)不密實(shí)，造成隧道下沉噴射砼是惟一能夠與圍巖大面積、牢固接觸的一種支護(hù)方式，噴砼與巖層的附著力可以把作用在噴砼上的外力分散到圍巖上，在隧道壁面附近形成承載環(huán)，平衡隧道周邊的裂隙和節(jié)理等剪切阻力，防止局部掉塊。同時(shí)也能夠?qū)毫鬟f到鋼支撐和錨桿上，與鋼架、錨桿、鋼筋網(wǎng)片形成聯(lián)合支護(hù)作用。當(dāng)拱架與圍巖之間存在空洞時(shí)，一方面噴砼未形成連續(xù)構(gòu)件約束圍巖應(yīng)力、阻止圍巖松動(dòng)，另一方面由于存在空洞，使圍巖應(yīng)力無(wú)法傳遞給錨桿、網(wǎng)架，使支護(hù)結(jié)構(gòu)受力不均勻，增大拱架受力，造成隧道下沉。3.3.3.1.4拱架底腳不實(shí)，造成隧道下沉拱架安裝后底腳座落在虛碴上，當(dāng)拱架受到圍巖壓力和松馳荷載時(shí)，無(wú)法將外力傳遞到堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，造成隧道下沉。3.3.3.1.5拱架連接不到位，造成隧道下沉由于隧道開(kāi)挖施工是分部進(jìn)行，同時(shí)為方便施工，拱架分成若干節(jié)，各節(jié)之間通過(guò)螺栓連接，當(dāng)拱架加工不標(biāo)準(zhǔn)或安裝不圓順時(shí)，螺栓連接不密貼，當(dāng)拱架受力時(shí)連接部分會(huì)產(chǎn)生位移，造成隧道下沉。3.3.3.2控制隧道下沉和地表下沉的技術(shù)3.3.3.2.1設(shè)置超前大管棚，防止隧道坍塌，控制地表沉降通過(guò)開(kāi)挖前在拱部1200范圍內(nèi)施作壁厚6mm的φ89大管棚，并在管棚內(nèi)壓注充填水泥漿增強(qiáng)圍巖的抗剪切強(qiáng)度，使管棚和圍巖構(gòu)成棚架體系。掘進(jìn)時(shí)，鋼管在掌子面及后方初期支護(hù)的支撐下形成梁式結(jié)構(gòu)，防止圍巖的崩塌和松馳，有效防止隧道坍塌，控制地表下沉。3.3.3.2.2軟弱破碎地層中，圍巖穩(wěn)定性差，開(kāi)挖輪廓與管棚之間巖體易掉塊，掌子面易坍落，通過(guò)采取初噴砼封閉開(kāi)挖面，并在開(kāi)挖輪廓與管棚之間增設(shè)間距15～20cm密排φ42超前小導(dǎo)管，來(lái)穩(wěn)定圍巖，控制地表下沉。3.3.3.為減小拱頂管棚承載力，減小開(kāi)挖跨度，開(kāi)挖進(jìn)尺控制在0.8m。同時(shí)由于隧道爆破的轟擊波對(duì)圍巖會(huì)產(chǎn)生較大的震動(dòng)影響，軟弱破碎圍巖受到震動(dòng)后會(huì)出現(xiàn)掉塊、坍塌，施工中針對(duì)破碎地層采取人工或風(fēng)鎬開(kāi)挖，對(duì)于巖石地層采取弱爆破措施，降低爆破對(duì)圍巖的不利影響。3.3.3.2.4擴(kuò)大拱腳，增大拱架受力面積，提高拱架承載力由于三臺(tái)階施工上臺(tái)階斷面較大，開(kāi)挖后易出現(xiàn)下沉，為有效控制下沉，增設(shè)牛腿擴(kuò)大拱腳，增大受力面積。