近年来，随着交通建设的发展，城市道路和高速公路越来越多的采用大断面隧道（其中小于500m时多采用双连拱设计），当该类型隧道遇到千枚岩时，由于千枚岩具有节理发育、遇水软化、围岩破碎程度高、呈晶体状、颗粒小、整体性差、自稳性差、透水性强等特性，施工中一旦打破原有应力平衡，围岩极易速变为松散状态，造成掌子面拱顶坍塌等事故。

采用上、中、下三台阶法，分九步开挖，克服千枚岩岩性差的特点施工进行专项探讨和研究，为今后类似项目施工提供可参考的经验。

1 工程概况及地质

1.1 设计概况

凤凰山隧道位于景德镇市珠山区为宇路，里程桩号K0+615～K1+050，全长435m，双洞、双连拱设计，城市次干道标准，双向四车道，行车时速40km/h。隧道横向净宽度为13.7m，最大开挖宽度为15.15m，最大开挖高度12.21m；左、右线隧道内均设置1座城市综合管廊。

1.2 地质情况

隧道进出口围岩主要为全强风化千枚岩。全风化千枚岩，风化呈硬土状；强风化千枚岩岩质软弱，岩体极破碎。岩体呈松散结构，围岩稳定性差，开挖时易产生坍塌及大变形，隧道开挖过程中雨季会产生小股状渗水，地下水对围岩稳定影响大，围岩基本质量指标BQ为251-350。

洞身围岩主要为强风化千枚岩，部分为中风化千枚岩，岩质较软弱，岩体较破碎，节理裂隙发育，软弱结构面主要为节理及层面。较缓的层面与陡的节理面结合，将在隧道顶板及右侧洞壁切割出最危险的危岩体，可能产生顶板塌落或右侧侧墙滑塌，对此危岩体应引起注意。隧道开挖过程中雨季会产生滴状渗水，地下水对围岩稳定影响较大。

隧道围岩等级为Ⅲ～Ⅴ级。实际施工中，需根据中导洞开挖过程中收集的地质围岩素描情况及主洞超前TSP地质预报情况及时、合理与各方沟通，提前确定合适的围岩等级及支护形式调整。

2 隧道开挖方法选择

由于开挖断面较大，结合千枚岩自稳性能差的特性，最大限度的发挥岩体之间拱效应的受力状况，减少岩体悬空自然跨度。

隧道纵向分成3个台阶，再将3个台阶分解为9个组成单元（上台阶3个，中台阶2个，下台阶4个），严格按①～⑨的顺序依次开挖及支护。开挖区域划分见（图1—图3）。

第一，开挖拱顶100度范围内的拱架架设区域，并紧跟立拱架（共4榀）、打设锁脚锚杆、挂钢筋网、喷射混凝土，然后打设超前小导管、系统锚杆等结构，尽早发挥围岩的自持能力；第二，拱顶喷射混凝土达到一定强度，开挖中台阶并安装拱架；第三，开挖下台阶，分别安装下导拱架；第四，尽快开挖仰拱及施做相应结构，使初期支护尽早闭环。

3 操作要点

3.1 施工准备

（1）做好施工通风、送水和用电准备工作。作业前对风钻、空压机、喷浆机等进行检查，确保作业机具的正常使用。

（2）做好施工材料的准备，包括小导管、喷射混凝土、钢筋网片、锚杆、钢拱架以及钢拱架临时支撑等。

（3）采用地质钻机进行超前地质钻探，利用推进过程中的钻速、推力、成孔性、岩渣成分和钻孔出水情况，确定开挖面前方的岩性、不良地质体和地下水位、水量等。

（4）开挖前进行测量放线，确保隧道开挖的施工精度。

3.2 超前支护

开挖上导坑前，进行超前地质预报，如遇断层、夹层、透镜体等不良地质情况，需要进行超前支护，通常采用超前小导管或双层小导管注浆。

一般采用M30水泥浆液，参考配合比1∶0.4（水灰比），参考注浆压力0.5～1.0MPa，达到设计注浆量或达到设计压力保持10min结束注浆。

3.3 开挖

开挖顺序：①拱顶（4榀拱架范围）→②上台阶核心土→③内侧拱脚→④中台阶外侧拱架→⑤中台阶核心土→⑥下台阶外侧拱架→⑦下台阶核心土→⑧外侧仰拱开挖、施作仰拱→⑨内侧仰拱开挖、施作仰拱，初期支护闭环。

为了满足工作面需求，并保持一定的安全步距，掘进过程中，每个步骤开挖均不在同一个断面上，各区段平行流水作业。分步开挖初支阶段，全过程进行监控量测，确保施工安全。

根据隧道断面高度、宽度、钢拱架安装方案，结合挖掘机作业需求空间确定台阶高度，上台阶高度约5.0m、中台阶高度约3.5m、下台阶高度约4.5m。

（1）上台阶开挖。上台阶分3个单元开挖，循环进尺视围岩情况控制在0.6～1.8m，并按照复合衬砌设计要求，及时进行初期支护。首先，开挖上台阶顶部4榀拱架区域，预留核心土，核心土与开挖断面净高度1.2～1.5m，预留人员作业空间，采用破碎头配合人工的方法进行开挖，断面开挖到位后立即进行安装拱架、钢筋网、喷射混凝土、锁脚锚杆等项目施工，及早封闭开挖面，实现拱顶土体应力转换；第二，开挖上台阶核心土，为下一循环拱顶开挖提供工作面，并预留靠中隔墙一侧土体，顶部宽度不小于80cm，按1∶1～1∶0.75放坡，保证预留土体自身稳定；第三，在拱顶推进距离大于10m和拱顶拱架锁脚锚杆、临近已完成初支处于持力状态后，开挖靠中隔墙位置，并安装拱架、钢筋网，并与中隔墙连接牢固。

文章来源：《景德镇学院学报》 网址: http://www.jdzxyxb.cn/qikandaodu/2020/0904/404.html