摘要：大运公路夏门隧道在施工中围岩发生多次变化，文章就几段变化详述了处治方案和隧道洞身及支护施工方法。
关键词：隧道围岩：超前支护
夏门隧道位于大运公路灵石县境内，原为单洞。随着时间推移，大运公路已不能满足当地经济快速发展的需要。2007年底大运公路介休至霍州段改建工程开工。夏门隧道设计为上下分离隧道，其中左线利用原有旧路隧道，右线为新建隧道。桩号为K31+360-K31+762，长度402m。隧道按一级公路标准设计。设计行车速度60Km/h，隧道建筑限界：净宽9.75m，限高5.0m。
右线隧道在施工中部分段落围岩级别发生变化。与设计不符，如按原设计施工则无法保证隧道工程质量及人身安全。根据专家组意见隧道支护及衬砌型式随着围岩变化情况进行变更。下面笔者就围岩变化情况及处治措施进行详述。
1 隧道地质地貌及围岩分类情况
隧道区位于吕梁山之脉老虎山一凸出的山梁，山梁总体走向近南北向，地貌特征属构造剥蚀中低山区，微地貌为基岩山梁、冲沟和陡坡，基岩裸露较好，海拔高程介于662.7m～774.7m，相对高差112m。隧道区出露地层由老至新依次有：奥陶系中统上马家沟组(O2S)、峰峰组(O2f)，第四系上更新统(Q3dd1)坡积物。
围岩分类情况：
(1)K31+360-K31+397段围岩主要由碎石土、强风化泥灰岩组成。岩体破碎，围岩稳定性差，无地下水。围岩综合判定为V级。
(2)K31+397-K31+725段围岩主要由弱～微风化泥灰岩、石灰岩组成，较坚硬与软岩互层，层间结合一般，局部呈镶嵌碎裂结构，围岩稳定性一般，无地下水。围岩综合判定为Ⅳ级。
(3)K31+725-K31+762段由泥灰岩、石灰岩组成，强～弱风化。裂隙发育，岩体破碎，具溶孔，层间结合差，呈碎裂状结构，围岩稳定性差，无地下水。围岩综合判定为V级。
2 隧道施工中围岩变化及处治方案
(1)K31+572～K31+620段上导开挖后，发现上部岩体破碎严重。上导1／3为碎石土，颗粒成分为泥灰岩碎块，粒径2cm～15cm，棱角状。分选性差，黏性土充填。1／3以下岩体较好，见图1。围岩级别重新判定为V级，按V级(浅埋)围岩支护与衬砌型式施工。具体方案为：φ50超前小导管注浆支护，环向间距为30cm。φ25中空注浆锚杆支护，长度3.5m，间距80cm×80cm，局部成孔困难段采用φ25自钻式锚杆。I 20钢拱架支撑，纵向间距为80cm，与小导管及锚杆组成预支护系统。上导1/3设双层钢筋网片，保证上部安全。二次衬砌C25混凝土为45cm，仰拱喷C25混凝土26cm。模筑C25钢筋混凝土45cm。
(2)K31+680～K31+715段上导开挖后，岩体较差。岩体主要是泥灰岩夹石膏层，强－弱风化，岩体破碎，星碎裂状结构。见图2。围岩级别重新判定为V级，按V级围岩支护及衬砌型式施工。具体方案为：φ50超前小导管注浆支护，环向间距为30cm。φ25中空注浆锚杆支护，长度3.5m，间距100cm×80cm，局部成孔困难段采用φ25自钻式锚杆。I 18钢拱架支撑，纵向间距为80cm，与小导管及锚杆组成预支护系统。二次衬砌C25混凝土为45cm，仰拱喷C25混凝土26cm，模筑C25钢筋混凝土45cm。
(3)K31+732～K31+740段上导开挖后，岩体较好。岩体为弱一微风化泥灰岩、石灰岩组成，局部呈镶嵌碎裂结构。下部为坚硬岩石，见图3。鉴于该段围岩较好，围岩级别重新判定为Ⅳ级，按Ⅳ(偏好)围岩支护及衬砌型式施工。具体方案为：中25自钻式锚杆超前支护，环向间距50cm，φ22全长粘结早强砂浆锚杆支护，长度3.0m，间距120cm×120cm，I 14钢拱架支撑，纵向间距为120cm，与锚杆组成预支护系统。二次衬砌C25混凝土为40cm，不设仰拱。
3.1开挖方法
根据围岩形式灵活采用开挖方法。V级围岩采用核心土支撑法，核心土支撑法适用于掌子面的岩石较为破碎，节理裂隙发育。掌子面无自稳能力，必须依靠核心土来维持稳定状态。核心土支撑法先开挖出隧道上台阶环形部分，并及时进行支护，再挖出核心土。核心土预留长度为4m～5m，以便开挖环形导坑时有足够的操作空间，以及有足够的重力来支撑掌子面的围岩稳定。Ⅵ级围岩采用正台阶法，台阶长15m～20m，先支护后开挖，上半断面采用微震光面爆破，下部台阶采用一次性爆破施工，装载机和自卸车出碴。
3.2超前小导管施工
小导管底的S2衬砌段，工字钢间距80cm，直接施打小导管时，外插角为26.8度，为了保证外插角为12度，开挖面后的第2，3，4榀工字钢需抬高，形成施打小导管的工作间，第二榀抬高20cm，第三榀抬高10cm，第4榀抬高5cm。
小导管采用先钻孔后下钢管法施工，钻孔和打人钢管均用气脚凿岩机进行，钻孔时，开孔从工作面最后一榀工字钢拱上面穿过，打入小导管后，钢管尾部和工字钢焊成整体，开挖面喷20cm厚混凝土作为止浆墙，然后，进行注浆。
3.3自进式(中空注浆)锚杆施工
锚杆对准设计的锚孔位置，凿岩机先给风或水，然后钻进，在破碎岩中钻进时，钻头的水孔易堵塞，因此在钻进时，应放慢钻进速度，多回转，少冲击，注意水从钻孔中流出的状况，若有水孔堵塞的现象，应后撤锚杆500mm左右，并反复扫孔，使水孔畅通，然后慢慢推进，直到设计深度。钻进至设计深度，用水或空气洗孔，检查钻头上的孔是否畅通，然后将锚杆从钻机连接套上卸下，锚杆按设计要求外露。用钢管将止浆塞通过锚杆外露端打人孔口100mm左右作为封孔进行注浆。
3.4砂浆锚杆施工
采用气腿凿岩机钻锚杆孔，钻孔时，从开挖面最后1榀工字钢拱架上缘穿过，控制外插角20度。注浆采用YSB-5型液压砂浆泵进行。注浆时，φ25胶管插到孔底，然后，边注浆边向外拔胶管，直至基本注满，当拔出胶管后迅速插入锚杆，并用凿岩机推到底，孔口用木塞堵塞，防止砂浆流出，锚杆尾端和钢拱架焊连在一起。
开挖过程中，必须加强监测，观测围岩的变形，及时调整施工工艺和开挖方法，尽可能减少对围岩的扰动。
3.5格栅钢架施工
钢架由主筋与箍筋按设计要求型式焊接而成，钢架之间用φ22mm纵向连接筋焊接在一起。格栅钢架安装紧贴初喷砼面，为防拱脚下沉在拱脚设置锁脚锚杆。钢拱架按施工图纸在洞外加工成型。安装在初喷砼后进行，与锚杆焊成整体。架立时垂直隧道中线，当钢架和围岩之间间隙过大时，设置骑马垫块。
4 结束语
夏门隧道施工中，笔者总结得出几点体会：
(1)由于隧道工程地质条件复杂，围岩稳定性成为隧道安全经济施工的关键所在。因此，在隧道的施工过程中尤其需要特别注意不良地质条件下施工的围岩稳定性。
(2)施工过程中加强对岩体不连续面及各种岩体的观测，尽可能多地收集岩体不连续面参数，以便为设计和施工方案的进一步优化提供第一手资料。
(3)结合隧道所在地段具体地质情况，采用适合的超前支护方式，既能保证隧道围岩稳定性，又能有效减少工程建设成本，达到经济效益最大化。
夏门隧道施工单位遵循新奥法设计理论，坚持“早预报、管超前、严注浆、弱爆破、短进尺、强支护、勤量测、快封闭、紧衬砌”的原则。根据围岩监控量测结果，及时调整开挖方式和修正支护系数，于2008年11月完工，取得了业主、设计单位、监理的好评。