淺談隧道洞口地勢險要施工

孫道軍 黃忠

摘要：從我國高速公路的發展現狀來看，目前已經經歷了近十年的發展歷程。且公路的修建范圍也呈現不斷擴大的趨勢。在這種背景下，許多條高速公路在路線上都需要穿過山地地區，其中的地形形式更是具有較高的復雜性，不僅包括了復雜的V型溝谷，更有懸崖峭壁類的地形。本文主要針對公路隧道口施工中地勢險要的地區進行闡述，主要探討其施工的重點和注意事項。

關鍵詞：隧道洞口；地質條件；施工工藝

一、工程概況

本文探討的隧道名稱為石界嶺1號隧道，其地理位置位于汝州市的大峪鄉石界嶺村，從其周圍的地理環境分析，其進口與S325省道比鄰，公路覆蓋區域經過了嵩山山區的南段，地貌類型為剝蝕丘陵。地形的特點是，總體起伏度較大，但坡度較緩。通過測量可知，此隧道的最大埋深得到了56m，且挖掘形式為分離式。（測線間距指標：進口16.9m、出口18.9m），其中：左線起訖樁號為ZK27+477～ZK27+918，長441m；右線起訖樁號為YK27+495～YK27+914，長441m。設計時速為100km/h，隧道內作業施工時應用燈光照明，且通風情況為自然風。隧道類型屬于短隧道，其進出口左右線洞門為端墻形式。

隧址區位于熊箕盆地南部，區內隸屬嵩山背斜，區內未見斷裂分布。本隧道進口段位于半山坡處，設計洞底高程為386m。進洞口基巖出露，呈陡崖狀，自然坡度50°，下伏基巖以石英片巖為主，強-中風化，局部呈全風化狀，巖體局部較破碎，巖體產狀290°∠63°。隧道出口段設計洞底高程約為378m，自然坡度30°左右，根據地質調查材料，出口位置沖溝內，覆蓋層較厚，主要以碎石土為主。局部基巖出露，多強風化，洞門基巖產狀為295°∠60°，節理、裂隙較發育，工程穩定性較差，易發生崩塌等不良地質現象。

二、洞口邊坡及仰坡陡峭

2.1 原設計

本隧道的原設計洞門樁的編號為YK27+945，成？面的樁編號為YK27+510，其中，明洞工程的編號段范圍是YK27+495至510。所采用的隧道挖掘方法為明挖法。洞門同為端墻式。關于成？面的開挖參數為，左側邊坡深度26m，明洞回填永久邊坡18m，分屬于三級坡和二級坡的范圍。從支護形式上看，成？面的邊坡支護采用長度為5m的注漿小導管，間距規格100x100，聯合應用鋼筋網片和C20規格的混凝土，其中，混凝土噴涂厚度為10cm，而永久支護時，應用規格為M7.5的漿砌片石拱形骨架。詳圖見下圖：

2.2 現場實際地質情況

通過專業的測量工具測量后，得出了以下幾個方面的參數指標。首先，位于此隧道左側的邊坡自然坡度為40°，而仰坡坡度為36°。里程樁樁號為YK27+495，該路段的地質情況如下，土層結構包括了素填土層、可塑狀坡積粉質黏土、全風化變粒巖以及呈砂土狀的強風化變粒巖。在隧道兩側的邊坡位置區域，有大量的淤泥需要清除并進行換填，且其邊坡的坡腳處還存在少量滲水的現象。另外，分別在503處和510處存在不同的現實情況。503處洞頂的覆蓋層厚度達到了1.5m，510出的右側的仰坡存在于一個小型的滑塌帶中，且無支護措施。

如若以原設計模式開展施工，則會在隧道的洞口段造成一個面積很大的開挖面，從而使得原有的山體邊仰坡穩定度受到破壞。另外，對于左側的東等區域而言，且左側的洞頂位置上，噴射砼的永久邊坡防護視覺效果不佳。而對于右側而言，如進行小型開挖作業，則容易引起小型的坍塌現象，導致需要進行坡面防護的范圍更進一步擴大。在這種背景下，安全快速的進洞并開展施工，避免坍塌現象的發生，就成為了決定隧道進洞施工效率的主要因素。

2.3 變更方案

基于上文對施工中所存在問題的分析，結合施工現場的實際情況，現以解決問題為目的，將施工方案做如下的調整：

（1）對1號隧道的進口處進行調整，調整主要對象是進口涌動的成？面。改變洞面樁號，變為YK27+503。

（2）503至510段的隧道施工，改變施工模式，即變明洞為暗洞但在襯砌方式上保持不變，維持明洞結構的形式，初步支護方案以ZDK-1為參照。輔助設施中的大管棚區段變更為YK27+503至+520。

（3在針對于大管棚區域的施工作業完畢后，則東等的淺地偏壓段需要進行回填反壓。注意回填土的選用，通常采用三合土或者灰土進行回填。為保證支護效果，可適當考慮采用地表注漿或小導管注漿的方式。最終確保拱頂的土體板結情況穩定。

（4）對于仰坡的洞邊區域的仰坡支護施工，可維持原有的施工設計概念時，但要注意相應的排水設施的加強。另外，需在洞口的兩側應用盲溝進行水流的引導排泄。

（5）洞口施工和邊坡區域的開發施工開始前，需要對洞頂、洞口邊仰坡防護措施進行進一步的加固。

（6）隧道進口的挖掘深度不得超過30m，且應在明洞的洞口二襯砌作業完成后進行挖掘，以確保洞口施工的安全。

三、洞頂沖溝以及危巖

3.1 原設計

石界嶺1號隧道右線進口明洞樁號為YK27+495～YK27+510，總長度為15m按照Z0方式實施支護。在明洞洞頂右側（行車方向右側）邊坡未采取防護措施。

3.2 現場實際地質情況

在隧道的右線進口區域為山凹處，且此樁號所在區域的地質實際情況為：

（1）土質類型包括了坡積粉質黏土、全風化變粒巖、砂土混合碎塊狀強風化變粒巖，巖體破碎情況嚴重，結構松散，其表層覆蓋一層崩裂土，呈現節理與愈合裂隙發育狀態。節理間距最短0.5m，最長1.5m，街里面粗糙程度較高，一泥鈣質填充。節理形式為卸荷節理。此節理形式的主要特點是如遇陰雨天氣，則容易發生山體滑坡。威脅行車安全。

（2）在地表的坡面狀態方面，其陡峭程度較高，洞頂53m處還存在孤石，如常年不作處理，在風雨侵蝕下易發生滑落造成危害。

3.3 變更方案

針對上文所提到的上述情況，提出如下的施工方案變更計劃。具體內容為：

YK27+495～YK27+503段采用明洞暗做；YK27+503～YK27+481.5段的明洞施工做加長處理，加長長度以21.5m為宜。相關的支護形式維持原狀。洞門區域在破土施工前做好截、排水溝的施工便道設置。一方面注意保護原有的自然環境。另一方面避免對周圍已有的穩定自然環境造成破壞。

四、淺埋洞口偏壓施工

4.1 針對于淺埋隧道的施工，應當本著少刷坡或不刷坡的原則，對支護工作提前進行，在支護作業形式上，采用人工結合機械設備的方式進行開挖施工。

支護操作過程中，可應用的支護方式有型鋼、錨桿、鋼筋網以及噴砼，本次支護采取以上方式混合聯合應用的方式。施工區域的所在的淺埋隧道，其隧道的覆蓋層相對較薄，無法形成自承體系，且圍巖區域在壓力的作用下容易變形。因此，具體施工時需要控制好變形情況。

構。具體施工方案如下：

4.1.1 地表注漿：

地表注漿的操作目的在于增強土體的連接性，宜采用小導管進行注漿操作，導管長度參照拱部開挖線，同時，注漿操作的懸掛牽引作用，還能夠使得土層的穩定性提高。

4.1.2 反壓墻施工

關于擋土墻的施工，標準要求下，墻的基地承載力應大于0.35Mpa，且擋墻的尺寸應合理規劃。開挖順序，基礎開挖到墻身澆筑。其中，基坑深度維持在2m，基礎擋墻澆筑模式為一次性澆筑，墻身澆筑應當把握時間，減少溫差，可在基礎面加入石筍設置，提高其粘結力。

4.1.3 超前長管棚

設于洞口，環向間距50cm，均采用節長3m、6mΦ108*6mm熱扎無縫鋼管，用長15cm的絲扣連接。鋼管設置于襯砌拱部，管心與襯砌設計外輪廓線間距大于30cm，平行路面中線布置。整體誤差不得超過20cm，接頭數不得高于50個，接頭處需錯開至少1m的距離。另外，可通過水泥砂漿填充提高剛度。施工工序為：施工管棚操作平臺→安裝套拱鋼架→安裝Ф133mm導向管→套拱模板安裝→C25套拱混凝土澆筑→管棚鉆孔→制安Ф108mm鋼管→管棚注漿。

五、洞口施工總結

在新奧法理論的支持下，初期支護在隧道施工中的重要作用是非常顯著的，且二次襯砌施工主要是為了解決飾面問題和安全儲備問題。所以，應當對施工中的初期支護和超前支護工序格外進行重視。另外，應當意識到各類因素是互相影響和制約的關系，應當從綜合角度看問題，具體可借鑒經驗如下：

（1）以早進晚出為原則，降低擾動邊坡的幾率。盡早完善邊坡區域的排水系統。盡量與路基施工、場地布置、便道施工和橋涵工程統一規劃。

（2）結合施工現場情況，對洞口邊緣、仰坡區域以及面坡區域進行有效防護，確保其穩定。減少仰坡范圍內的滲水、沖刷等現象的發生幾率。如果坡面防護的形式應用的是噴錨或砌石的形式進行護面操作，則應當注意對其所在的坡頂、坡腳區域進行適當的綠化。

（3）針對偏壓和淺埋隧道，可通過地表注漿施工、大管棚施工、以及反壓墻施工做好相關區域的二次襯砌施工。控制好襯砌操作的時間。適當增加襯砌的和厚度和配筋，在襯砌配筋操作時，應當注意配筋和襯砌厚度加強的適當性。

（4）基于預防險情的目的，針對危巖區域和崩塌體區域應當實施相應的安全防護處理，以保證正常行車的安全。

參考文獻：

[1]公路隧道交通工程設計規范（JTG/T D 71-2004）[S].北京：人民交通出版社，2005.

[2]公路隧道施工技術規范（JTG F60—2009）.[S].人民交通出版社，2009.

[3]趙強. 淺談公路施工中噴錨網技術的應用[J]. 科技咨詢導報， 2007， （26） .

（作者單位：南京同力建設集團股份有限公司）