芻議高速公路隧道洞口淺埋段的施工技術

仲波

摘要：本文通過某高速公路隧道的實際工程案例，對隧道洞口淺埋段的施工技術進行了深入的分析與探討，以供參考。

關鍵詞：高速公路；隧道洞口；淺埋段

1工程概況

某高速公路隧道段，設計為雙洞分離式隧道，隧道間距19.8m；左線長6521m，右線長6551m，隧道開挖斷面較大。洞口為薄層殘坡積粘土層及較厚層強風化花崗閃長圍巖段，洞口段埋深為2～25m；隧道區位于侵蝕剝蝕高丘陵- 中低山區，地質構造存在5 條巖性接觸帶、2 條節理裂隙帶及2 條斷層；洞口表層為全風化- 強風化帶，圍巖為全風化花崗閃長巖，巖體較破碎，呈鑲嵌碎裂結構。

2施工方案

總體上維持設計方案；明洞段采用拱部明挖，墻部暗挖施工方案；加強地表排水和邊仰坡防護；洞口段設套拱、鋼支撐及40 m超前大管棚注漿；進洞后改為超前小導管注漿；洞身開挖采用CD 法開挖，拱墻仰拱格柵鋼架封閉成環支護，間距0.5m/榀；邊墻設系統錨桿，鋼筋網噴混凝土支護，厚度0.24 m；防水和襯砌采用原設計。

3高速公路隧道洞口淺埋段的具體施工

3.1 洞口段施工工序流程

地表排水與加固—明洞開挖與支護—超前支護—環向開挖—掛網噴混凝土—安裝拱部鋼架—復噴支護—開挖核心土—中槽開挖—邊墻仰拱開挖———安裝邊墻仰拱鋼—噴錨支護—監控量測—防水與二襯施工。

3.2 地表排水和邊仰坡防護施工工藝及要求

3.2.1地表排水

由于地質松散，圍巖裂隙，巖體極破碎，遇水后圍巖的強度和穩定性必然降低，故必須采取有力的排水系統。在洞頂仰坡以外及邊坡兩側設置混凝土截水溝和急流槽，并且溝底抹漿，防止大自然降水沖刷隧道邊仰坡及地表水滲入地層。

3.2.2邊仰坡防護

對仰坡進行錨噴網加固。仰坡加固參數如下：錨桿：采用Φ22水泥砂漿錨桿，長度5m，間距1.2m×1.2 m梅花形布置，大致垂直于巖層走向安設于圍巖內。鋼筋網：φ6 鋼筋網，網格尺寸20cm×20cm。施工時按4m×4m 加工好成網片，鋼筋間點焊連接，每兩片鋼筋網搭接≥25 cm。

濕噴混凝土：采用混凝土濕噴機械手噴漿，總厚度10cm，錨桿錨入后噴5cm，掛網后再噴5cm。

3.3超前支護簡要工藝及要求

洞口段利用洞口管棚及超前小導管來確保拱頂部分的穩定。

3.3.1 大管棚施工簡要工藝及要求

采用C25 混凝土套拱作為管棚導向墻，套拱內埋設3 榀工18 型鋼工字鋼與管棚鋼管焊成整體，拱部設一環長40 m的大管棚，環向夾角為144°。長管棚采用的是φ108 壁厚6mm 的熱軋無縫鋼管，管棚環向間距中至中為50cm，鋼管軸線與襯砌外緣線夾角1～3°，管棚管加工成鋼花管（注漿孔孔徑為15mm，間距為20cm，呈梅花型布置），管內注0.5：1的水泥漿液，注漿壓力0.5～1MPa。施工中根據現場情況，必要時可加大至2.0MPa。

工藝程序：施工準備→搭設鉆孔平臺→架立鉆機→確定孔位→預設導向管→套管鉆進→頂入鋼管→取出套管→管內注漿→進入下道工序。

3.3.2 小管棚施工簡要工藝及要求

在洞頂150°范圍內設φ50 的超前小導管，小導管長5m，鋼管環向間距50cm，縱向間距2.8m，在其前部鉆注漿孔，孔徑8mm，孔間距15cm，呈梅花形布置，前端加工成錐形，尾部長度100cm，作為不鉆孔的止漿段，注漿采用0.5：1 的水泥漿液，注漿壓力0.5～1MPa。

3.4 洞身開挖施工工藝及要求

待超前支護注漿強度達85%后，方可開挖。洞身開挖采用CD法，嚴格控制超欠挖，拱部、邊墻超挖部分需采取措施（如留注漿管注漿等）回填密實，噴射混凝土必須密實，不得留有空洞。

3.4.1 開挖方法及要求

隧道采用中壁法開挖。分為左、右導坑進行開挖，每側導坑又分為兩步臺階。為保護好圍巖，圍巖盡量采用機械輔人工開挖，每循環進尺按每榀鋼架間距0.5m。中壁法開挖施工應符合下列規定要求：①初期支護完成后方可進行下一分部開挖。地質較差時，每個臺階底部均應按設計要求設臨時鋼架或臨時仰拱。②各部開挖時，周邊輪廓應盡量圓順。③應在先開挖側噴射混凝土強度達到設計要求后再進行另一側開挖。④左右兩側導坑開挖工作面的縱向間距不宜小于15m。⑤當開挖形成全斷面時，應及時完成全斷面初期支護閉合。⑥中壁及臨時支撐應在澆筑二次襯砌時逐步拆除。

3.4.2 中隔壁拆除

在CD 法中的一個關鍵問題是拆除中壁。據以往經驗，中隔壁拆除時間應在全斷面成環后，各部位位移充分穩定后，才能拆除。

3.5初期支護施工工藝及要求

（1）初噴：洞身開挖后，立即噴射第一層4cm 厚的混凝土進行封閉，減緩圍巖的變形。

（2）系統錨桿：采用Φ25 正反循環中空注漿錨桿，環向間距1.0m，縱向間距1.0m，錨桿安設垂直于圍巖，注M30 泥砂漿。注漿后安裝錨墊板，錨墊板與巖面密貼，間距均為0.75m×1.0m（ 環×縱）。

（3）雙層鋼筋網：φ6 鋼筋，間距20cm×20cm，鋼筋網事先按2m×2m 規格制作成網片，初噴后再安裝。

（4）鋼架：采用格柵鋼拱架，縱向間距0.5m，鋼拱架全環按單元安裝。初噴后安裝鋼架，拱墻仰拱封閉成環，安裝時應加打鎖腳錨桿；背后要用混凝土楔形墊塊墊實；垂直于隧道中線，其傾斜度不大于2°，鋼架與定位錨桿焊接在一起，各鋼架之間用設縱向連接筋連接。

（5）復噴：錨桿、鋼筋網、鋼架施工后，進行噴射混凝土覆蓋，每層噴射厚度5～6 cm至設計厚度24 cm。

3.6 監控量測

根據新奧法施工原理，監控量測是隧道施工的重要環節，施工中將圍巖監控量測作為一道重要工序納入到整個施工過程中。施工中必測項目：洞身凈空水平收斂和拱頂下沉、洞口段地表下沉量測。淺埋地段地表下沉量測宜與洞內凈空變化和拱頂下沉量測在同一橫斷面內橫斷面方向應在隧道中線兩側每隔2～5m 布設地表下沉測點，每個斷面設置7～11 個點，測量范圍在隧道開挖影響范圍之內。地表下沉應與頂量測頻率相同，按設計量測頻率堅持觀測，及時進行數據處理，繪制相關時態曲線，進行回歸分析，反饋信息和提出相應對策。

3.7 防排水

結構防排水：“以排為主，防、排、截、堵相結合”綜合治理原則。

防水：隧道采用復合式襯砌，初支噴混凝土封閉巖面裂隙，二襯模筑S8 防滲混凝土實現結構自防水；初期支護與二次襯砌之間設置復合防水層，EVA 防水卷材為1.2 mm 厚，土工布單位質量為300 g/m2。明洞防水除混凝土結構自防水外，在結構外鋪設EVA 防水層+ 無紡布，回填土夯實，并在表面鋪一層黏土隔水層。

疏排：在初支與二襯間沿隧道環向設置Φ50HDPE 單壁波紋管盲溝，隧道兩側墻底設置Φ10cm 雙壁打孔波紋管縱向貫通全隧道，環向排水管均與墻底兩側縱向排水管相連，然后通過橫向排水管將水引入兩側排水管或中央排水管排出洞外，路面水通過路緣通逢式排水溝排出洞外，與洞外的天溝、排水溝、截水溝形成完整的排水系統。沉降縫、施工縫防水：除施工縫外，在圍巖類別變化部位預留沉降縫；在沉降縫用橡膠止水帶防水，在施工縫處用遇水膨脹止水條防滲。

3.8襯砌

隧道洞口段采用加強襯砌，拱墻及仰拱均設置雙層鋼筋，拱墻采用C25 防水混凝土，仰拱采用C25 普通混凝土，二次襯砌采用移動式全液壓模板臺車和泵送混凝土整體澆筑。仰拱是保持隧道穩定的重要部分，應盡早施工，施工中采用仰拱棧橋引導交通，仰拱先于邊墻施工，及早成環。

4結束語

綜上所述，本工程隧道洞口淺埋段施工遵循了隧道淺埋段施工技術要求，施工洞口段的圍巖淺埋段在施工中采用了超前支護、短進尺、弱爆破、強支護等手段，確保了隧道施工的進度和施工安全。

參考文獻：

[1]汪正榜.高速公路隧道洞口淺埋段施工技術探析[J].交通建設與管理（下半月），2015（1）：153～155.

[2]楊舒淳.高速公路隧道洞口淺埋段的施工技術[J].工程建設與設計，2016（3）：85～87.