【浅谈刘家沟隧道施工关键技术控制】刘家沟隧道在哪里？
刘家沟隧道位于宁夏固原市靖远县六盘山镇(原狮子镇)刘家沟村东南约300米处。该隧道设计为双孔隧道，上下游线路分离。上游线出入口里程桩号为SK189+820和SK190+505，均位于大半径曲线上，长度为685米，单向坡度，方向垂直。下行线出入口里程桩号为XK190+470、XK189+780，长度690米，纵坡1.7000%。两轴间距约50米，属于浅埋土石混合中隧道。
隧道东西向穿山而过，北坡地形平缓，南坡地形陡峭。总体上属于六盘山东部延伸的黄土丘陵区，河谷阶地发育，切割较深。隧道中部的微地貌单元属于黄土高原、丘陵、中低基岩山地等。
隧道通过区域无大规模不良地质，固原端坡度平缓，地形等高线与隧道轴线大角度相交，洞口采用25m和20 m明洞竹切洞口。川子末端沿线坡度较陡，采用端墙式洞门。下行线出口处有一定偏差，所以拱背采用M7.5砂浆片石，50cm粘土培育。上游线进口处偏压较为严重，右侧设置C15片石混凝土挡土墙，形成偏压开孔。洞身开挖设计分为ⅰ、ⅱ、ⅲ类围岩。
隧道洞身按新奥法设计，采用复合衬砌。初期支护以喷射C20混凝土、锚杆、钢筋网为主，辅以钢拱架或钢格栅等加强措施，二次衬砌采用C25钢筋混凝土结构。孔段设有加强段内衬，加强段内衬为复合内衬。初期支护采用钢拱架加固，辅以超前大管棚超前支护。ⅰ、ⅱ类围岩段采用超前小导管预支护，洞内加固段及ⅰ、ⅱ、ⅲ类围岩段设置钢筋混凝土仰拱。在施工过程中，对以下环节进行了严格的技术控制。
1.挖掘
开挖是隧道施工的主导因素，其质量、进度、安全和效益都与之密切相关。开挖符合要求，支护才有顺利的保证基础。
1.1开挖最大的困难是隧道的围岩、地质构造、渗水情况复杂多变，很难全面了解。
1.1.1随着隧道开挖的进程增加，单孔中的一根钢丝就像一根甩出来的绳子，越长越容易偏离控制中心轴线。也可以通过连接孔代入测得的导线值，相互验证。当隧道开挖长度超过500米时，如果两端不能互通纠偏，则必须在一个洞内建立两条独立导线进行纠偏。
1.1.2地质超前预报在隧道开挖过程中，每向前一步都有突发情况发生，因此超前预报尤为重要。目前，地质超前预报方法有:钻超前钻孔、地震波法和超声波探测法。
1.1.2.1超前钻孔法至少应在掌子面布置三个钻孔:详细记录每个钻孔的钻进速度、每个不同粉尘的位置、钻粉的岩性、钻孔涌水量的大小。根据钻进速度，可以判断不同部位的岩石强度和裂隙、节理发育情况。
1.1.2.2地震波和超声波探测法根据波速在岩体、空气、水等不同强度介质中的传播速度差异来判断前方围岩。这种方法得出的结论在距离发射波30米以内是准确的。
1.2开挖，开挖一般采用爆破的方法，但特殊区域必须用风镐或钢钎撬开。
1 . 2 . 1ⅲ级以上围岩全部采用全断面爆破开挖。为了保证不欠挖和少超挖，必须采用光面爆破来控制光面。周边光面爆破孔的孔距约为50cm，采用不耦合装药，不耦合系数为1.25 ~ 2.5(按硝酸铵炸药计)。辅助孔布置在光面爆破孔和掏槽孔之间，以掏槽孔为中心，间距75 ~ 10~30cm。当孔深小于2米时，光面爆破孔、辅助孔和掏槽孔的轴向深度相同。深度超过2米时，掏槽孔深度轴向适当加深10 ~ 30cm。
1 . 2 . 2ⅱ级软弱或ⅰ级围岩可撬挖。这类围岩是大断层带的挤压断层泥或断层充填，大褶皱的井筒岩石失去支护后没有自稳能力；这种围岩开挖方法有:挡芯土法、小导孔法(也叫眼法)和上部台阶法。
(1)留核心土法开挖隧道掌子面核心部分，不移动。用风镐或铁锹在圆周方向挖一个宽约1米的环，支撑钢架，喷钢纤维混凝土进行初期支护，然后开挖下一个网格钢架的位置，边开挖边扩大圆周开口，开挖几个循环后用机械配合开挖一部分核心土，然后进行下一个循环。
(2)小导洞开挖(眼法)开挖宽约2米，两侧高2米的导洞。开挖后，先支护两侧，再从两侧向拱顶扩大开挖，边挖边支护。挖到一定深度后，一般为4 ~ 5米。开挖时堵墙，相应推进。
(3)上桥台开挖法是在下部构筑挡土墙，在拱部人工开挖高度为1.5 ~ 2m的导孔，先进行拱顶支护，然后挖至顶部一定深度，再依次向下向两侧开挖支护。这种开挖方式不易使导孔过深。
2.支援包括先期支援、一次支援和二次支援。
2.1超前支护超前支护必须在两种情况下使用，一种是隧道开始成洞时需要超前支护，另一种是遇到宽阔的软弱带、断层或褶皱等地质构造带，因为在这两种情况下，不仅可以采用短进尺避免塌方，而且必须提前采取支护措施，必须钻超前小导管或大管棚。
2.1.1小导管一般长度不同，如3m、4.5m、6m等。具体长度取决于滑动面的深度和破碎的围岩。导管孔直径42mm，孔壁钻梅花孔，进入围岩后注浆。
2.1.2大管棚一般长度为20m，管径为φ105、φ135、φ150。管孔的选择可根据现有施工条件确定，一般能满足要求。大断层带施工一般采用大管棚，沿孔轴线打入拱顶，间距50 ~ 75 cm，然后进行注浆。在待开挖围岩20m范围内形成厚度约3m的固结圈，然后进行下一步开挖。
2.2初期支护初期支护包括钢纤维混凝土、工字钢架和锚杆支护。适用于不同种类的围岩。
2 . 2 . 1ⅲ级以上围岩支护形式可在开挖后直接喷射混凝土，喷射厚度10 cm ~ 14 cm。为保证喷射混凝土标号达标，回弹率在控制范围内，必须采用湿喷机喷射，钢纤维为嘉米克RC6535BN型，用量为30kg/。3.喷射平均厚度大于设计值，最小厚度大于6cm，径向用WTD25锚杆锁紧，长度3 ~ 3.5 m..
2 . 2 . 2ⅱ~ⅲ级围岩支护，喷射钢纤维混凝土后搭设格栅钢架，间距约100cm。
这两种支护形式开挖时围岩预留变形量为0 ~ 8 cm，视围岩变形情况而定，避免开挖后拱顶收缩，侵入二次稳定变形后的净空。
2.2.3二级以下围岩支护形式，喷射混凝土厚度增加到18 ~ 22 cm，钢纤维含量可根据情况增加到35Kg/m。3.格栅变成工字钢，可以是16。
~ ~22cm钢架，钢架间距50 ~ 80 cm，预留变形8 ~ 65438+50~80cm，锚杆长度可为3.5 ~ 6 m，必要时可张拉锚杆，减少稳定变形。在整个初期支护过程中，如果有富水段，必须用排水管引水，然后喷射混凝土。
2.3二次支护二次支护是加强初期支护，彻底防止漏水的重要保证。
2.3.1二次支护的条件一次支护完成后，进行二次支护、衬砌和仰拱浇筑，支护和控制的时间直接关系到衬砌结构的安全。过早施作会使二次支护和初期衬砌承受更大的围岩压力；过晚支护不利于初期支护的稳定，施工时应满足以下几点:
(1)监控量测位移速率明显减缓，围岩基本稳定。
(2)排水量已达到总排水量的80% ~ 90%。
(3)边墙位移速率小于0.1 ~ 0.2 mm/d，拱顶下沉速率小于0.07 ~ 0.15 mm/d .
2.3.2仰拱浇筑仰拱的中心在隧道公路的中垂线上，半径为隧道拱顶半径的2 ~ 3倍。增加半径的主要考虑是减少开挖和回填量。仰拱厚度一般为40cm，双钢筋，上下保护层分别为5 ~ 6 cm。用路基混凝土填充。这样，它就能与二衬混凝土形成一个圆环。我们知道，环在受到周边压力时是最理想的形状，仰拱施工主要是基于这种考虑。
3.二衬混凝土
二次衬砌混凝土起到加固一次衬砌和彻底防止渗水的作用。如果开挖并初步衬砌的隧道只是半成品，那么二次衬砌基本就是成品。二衬包括土工布、防水板和二衬混凝土。
3.1规格为350g/m的土工布？2、铺设在初期衬砌混凝土上，主要对防水板起保护作用。
3.2防水板，厚度1mm，主要起到防止二次衬砌渗漏的作用，是二次衬砌的重要组成部分。沿隧道延伸方向的粘接不应小于50cm，环向搭接不应小于10cm。粘接一定要密实，不能有漏洞和斑点。
3.3二次衬砌混凝土为钢筋混凝土，其厚度根据围岩类型而不同，从35~50cm到50cm不等。它通过短边墙、仰拱与路基混凝土融为一体，形成一个完整的环拱。
在一次衬砌和二次衬砌之间，需要将排水管从土工布后面引至排水沟。在二次衬砌的周向位置设置相同桩号的完整排水管。一般情况下，每15m至少设置一根排水管，特殊富水地区可根据实际情况增设，以利于排水畅通。每两段二次衬砌混凝土的接缝处必须设置止水带，防止接缝处漏水。
在整个隧道施工过程中，开挖是主要控制规范，初期支护和二次支护的主要目的是变被动支护为主动支护。以达到堵水、引水、排水、防漏的目的。
4.结束语
通过对上述隧道施工关键工序的严格技术控制，刘家沟隧道施工质量合格率达到100%，完全满足设计要求。