淺埋偏壓隧道洞口施工技術方案初探

貴州省質安交通工程監控檢測中心 侯 磊 周祖德

淺埋偏壓隧道洞口施工技術方案初探

貴州省質安交通工程監控檢測中心 侯 磊 周祖德

本文以遵畢高速公路上某隧道為工程背景，對其洞口施工技術方案進行了初步探索，為同類淺埋偏壓隧道的洞口施工提供技術參考。

施工測量 施工方法 控制要點 施工工藝

遵畢高速公路是杭瑞高速公路貴州境遵義至畢節公路的一段，該段地形陡峻，以山地丘陵為主，屬山嶺重丘區。為了在該山地丘陵區修筑高速公路，橋隧工程在項目建設中占有相當大的比重。隧道工程的建設，既可避免山體的大開大挖、解決棄土難的現狀，又有利于當地的環境保護。為了保證隧道安全進洞，隧道洞口施工技術方案的正確制定，具有重要的現實意義和經濟價值。

一、工程背景

某淺埋偏壓隧道穿過山地丘陵，長803米,隧道埋深最大約40米,為分離式中隧道，設計行車速度80km/h，該隧道左幅平面線形位于R=3500m的圓曲線上；右幅平面線形進口段位于R=4200m的圓曲線上；地震動峰值加速度系數為0.05g。隧道凈寬10.25m,建筑限界高5m。隧道上覆第四系殘坡積層(Qel+dl)粘土層。下伏基巖為：二疊系下統茅口組、棲霞組（P1m+q）灰巖。隧道區巖層傾向南西，呈單斜產出；巖層綜合產狀260°∠16°、巖體節理、裂隙發育，其節理產狀主要有60°∠80°、90°∠70°二組，未發現有斷層通過。場區地下水主要類型為基巖裂隙水。

二、 淺埋偏壓隧道洞口施工技術方案

1. 施工測量。

（1）洞口開挖工程開工之前，測量方面應做好準備工作：①洞口地表復核；②洞口刷坡線放樣。

（2）地表沉降觀測預埋 。選擇一個斷面通視條件較好、測量方便處預埋牢固的基準點。測點沿地面布置在隧道軸線及其兩側各4個點。測量放線定位，用水準儀量測，隧道開挖開始量測，隧道開挖超過測點30m、并待沉降穩定以后停止量測。

2. 洞口工程。

大邊墻→回填水泥混合土→洞口邊坡開挖→洞門擋墻→長管棚。 進口端洞口地段有偏壓情況存在，應避免大開大挖。采用“明洞暗進”工法，不刷仰坡。進口端洞門采用端墻式。先施工大邊墻，在大邊墻與地表間隙全部回填水泥混合土，洞口30米長管棚超前支護。

3. 洞口開挖 。

（1）施工方法。洞口工程施工時，先做好洞頂截水溝的開挖及漿砌片石工作。施工方法以挖掘機開挖為主，人工配合刷坡，裝載機配合挖掘機進行裝碴作業，自卸汽車運輸棄碴。開挖時自上而下開挖至仰坡坡底標高，在仰坡坡底標高（即變坡點）以下部分，按照長管棚套拱厚度弧線中間預留核心土開挖，預留核心土作為套拱及長管棚的施工平臺。結合隧道洞口地形、地貌、工程地質和水文地質條件，并考慮到施工開挖邊坡的穩定性，洞口工程采用明挖法施工。測量復核坡度無誤后，及時進行錨桿、掛網及噴射混凝土臨時支護施工，并加強對山坡穩定情況的監測、檢查，以保證邊坡穩定。

（2）施工控制要點。1）在洞頂截水溝挖通及砌體完成后，根據仰坡開挖總高度及挖掘機有效工作高度確定開挖臺階數量，臺階高2米，準確按邊樁開挖，以真正實現從上而下開挖。2）準確掌握設計坡率和變坡點。 3）對有防護要求的坡面，應邊開挖邊進行坡面防護。 4）不破壞周邊植被。

4. 洞口邊、仰坡防護。

（1）施工方法。邊、仰坡開挖修整后，即時分層進行邊、仰坡臨時防護。明暗交界處成洞面臨時防護采用噴錨、掛網聯合支護，仰坡采用噴錨支護，邊坡應進行植草綠化，以穩固洞口邊坡。

（2）施工控制要點 。邊開挖,邊支護，每次工作高度2m左右，避免搭架作業。坡面修刷平順，一次噴砼到設計厚度。設計有錨桿、鋼筋網加固的坡面部分應先作錨桿，將鋼筋網焊接于錨桿外露段，然后再噴砼。錨桿規格、間距、數量、設置位置、角度滿足設計要求。

5. 大邊墻施工。先施工大邊墻，在大邊墻與地表間隙全部回填水泥混合土，回填高度為設計洞頂回填線。開挖時，臨時邊坡應施作錨噴臨時支護，待大邊墻施作完成后，其內側仰拱懸空部分空隙用C20混凝土回填，外側回填土石。

6. 長管棚施工。洞口土石方開挖進行完畢成洞面及核心土形成后，安排施作長管棚。施工平臺結構使用貝雷架及鋼管支架搭設，其上覆蓋夾板，形成穩定的作業平臺。為使鉆孔定位準確，設置三榀格柵鋼架，以固定管棚導向管。長管棚使用地質鉆機成孔，成孔前將孔位編號，施工次序為先鉆單號孔再鉆雙號孔，防止串孔、漏風。每條管棚成孔后利用鉆機將鋼花管旋轉插入孔中，做好孔口封閉，及時進行注漿施工。

（1）施工工藝。1）先做好施工地段的邊坡防護工作，以利安全施工。 2）采用在C20混凝土套拱內埋設3榀鋼格柵拱架及孔口管，鋼格柵拱架與孔口管焊接成整體。孔口管位置應用經緯儀以坐標法標定，與格柵焊接時必須嚴格控制其角度、方向。 3）搭設平臺或開挖洞口土方預留平臺、安裝鉆孔機。 4）鉆孔：①為便于插管，鉆孔直徑應比管棚設計直徑大20~30mm。②鉆孔測斜可用測斜儀，也可在鉆進中根據某些參數和鉆孔反饋信息判斷鉆孔是否偏斜。 5）安裝管棚鋼管 。鋼管頂進用鉆機頂進，如遇故障，須清孔然后再將鋼管插入。 6）注漿 。隧道長管棚注漿按固結管棚有限范圍內土體設計，漿液擴散半徑不小于0.5m。

（1）施工注意事項。1）管棚鉆孔時，應在開孔后2m處、孔深1/2處、終孔處量測斜度，發現誤差超限隨即進行糾編，至終孔仍超限者，應封孔重鉆。2）如注漿量超限而注漿壓力仍未到1.2~2.0Mpa，應調整漿液配合比，直至符合注漿質量標準。 3）將管棚鉆孔作為超前地質預報的手段，為安全施工提供依據。4）在鉆孔作業中，要掌握好開孔與正常鉆進的壓力和速度，防止斷桿事故。5）鉆孔中發生卡鉆、掉鉆、孔斜、坍塌等故障，要積極采取對策，盡快組織處理、搶修、防止廢孔及造成安全事故。

三、結論

本文對淺埋偏壓隧道洞口的施工技術方案的進行初步探索，分別闡述了施工測量、洞口工程、洞口開挖、洞口邊仰坡防護、大邊墻施工、長管棚施工等分項工程的施工方法、控制要點、注意事項等。該隧道現已安全進洞，經實踐證明，該施工技術方案切實可行，同時為此類隧道的洞口施工提供一定的技術參考。

[1] 中華人民共和國行業標準.公路隧道施工技術規范(JTJ042-94)

[2] 貴州省交通規劃勘察設計研究院．兩階段施工圖設計

[3] 劉志剛，趙勇編著. 隧道隧洞施工地質技術. 北京：中國鐵道出版社，2001.12