“橋接隧”臨空隧道單向出洞施工技術

華 鋒，張永麗，魏晉虎，巨皓鵬，李海瑞

（中交二公局第二工程有限公司，陜西 西安 710119）

1 工程概況

漩門隧道為雙向六車道小凈距隧道，斷面凈空面積為107.12m2，左、右幅洞身長度均為235m，屬于短隧道。隧道最大埋深約47m，縱面位于單向坡，坡度-2.9%。隧道小里程洞口側與橋梁相連，左洞高程為13.78m，右洞高程為13.89m，原地面標高約6.5m；大里程洞口側與路基相連，左洞高程為8.29m，右洞高程為8.29m，原地面標高約3.5m。根據現場實際情況，隧道按照由大里程向小里程的方向掘進施工，小里程側洞口（橋隧相接段）為出洞口。

2 隧道出洞口施工環境

2.1 工程地質條件

隧道出洞口為居民房屋修建開挖陡崖，山體基本呈豎直狀態，坡表殘破積層厚度為0.5～1m。隧道圍巖為白堊系西山頭組灰紫色晶屑凝灰巖，強風化層1～2m，巖質堅硬，表層巖體較破碎，節理裂隙發育，深部巖體較完整。隧道出洞口北側發育F1斷層，產狀52°∠54°，沿近東西向坳谷發育，巖體較破碎。隧道洞口段為Ⅴ級圍巖，總占比約23.4%；緊鄰洞口段為Ⅳ級圍巖，總占比約40.4%；中間段為Ⅲ級圍巖，總占比約36.2%。

2.2 出洞口周邊環境

漩門隧道出洞口位于玉環市老S226省道公路內側，周邊環境復雜。

（1）東面：為隧道山體馬平山，山上有自北向東架空35kV高壓線，距塔基約90m，高差約33m。

（2）東南面：為山體，山頂有一座涼亭和善慧寺，出洞口距涼亭和善慧寺的距離分別為155m和172m，高差約43m。

（3）南面：前方有老S226省道公路通過，距通信站小房約65m，距漩門隧道約115m。

（4）西南面：前方為架空0.4kV電桿（拆除），省道公路中間有0.4kV電桿和高壓線，約53m；向西南方向是X409漩后線公路，距漩門村最近民房約87m。

（5）西面：前方35m處老S226省道公路通過，公路外側是漩門灣壩體和蓄淡水區。距最近民房約95m，距漩門村02公用變壓器約61m，距自北向南10kV壓力472線和電桿約40m。

（6）北面：沿老S226省道公路內側有大片民房，距最近民房約25m；距山上通信塔基約190m；距漩門加油站約210m。

3 出洞方案選擇

隧道常規出洞方式為先開挖洞口邊仰坡并進行防護，然后施作管棚等超前支護，再向洞內掘進，在圍巖較好的地段實現隧道貫通[1]。漩門隧道面臨以下特殊情況：（1）隧道出洞口為修建房屋開挖的陡崖，仰拱底距原地面7～8m，且洞口緊鄰通行道路，不具備放坡填筑便道的條件，部分施工設備無法運至洞口；（2）漩門隧道為小凈距隧道，左右幅山體間存在一坳谷，管棚套拱無法與山體密貼，存在安全隱患；（3）出洞口緊鄰通行道路，且周邊分布有房屋、加油站等結構物，洞口段無法采用爆破施工，由洞外向洞內掘進極其困難。

考慮漩門隧道洞口側實際情況，不具備洞外施工管棚支護的條件，咨詢相關專家并與參建單位溝通協商后，漩門隧道采取洞內施作超前支護，由洞內向洞外單向掘進貫通的出洞方案。具體施工順序：隧道由進洞口掘進至距出洞口明暗交界處約5m位置時暫停掘進→由洞內向洞外施作超前小導管支護→將掏槽眼范圍內圍巖局部爆破出洞（小導洞先行出洞）→以小導洞為臨空面逐步擴挖至整個隧道斷面。

4 施工技術措施

4.1 出洞口地形復測

隧道出洞前應對洞口側山體地形、地貌進行復測，復測斷面垂直于隧道中心線，縱向每5m左右設置一個斷面，到明暗交界處為止[2]。通過復測，漩門隧道調整了明暗交界位置，暗洞加長10m，明洞減短10m。

4.2 超前地質預報

漩門隧道主要采用地質雷達法進行超前地質探測與預報，用以探明出洞段圍巖級別、完整性、覆蓋層厚度、有無不良地質等情況，通過超前地質預報，漩門隧道出洞口段圍巖強度高、完整性好，但由于覆蓋層較淺，仍列為Ⅴ級圍巖。

4.3 超前小導管支護

（1）超前小導管設計參數。超前小導管采用外徑Φ50mm、壁厚4mm、L=5m熱軋無縫鋼管，前端加工成錐形，尾部設加勁箍，距尾端1.0m范圍外鉆Φ6mm壓漿孔，按15cm×15cm間距呈梅花形布置。超前小導管縱向間距50cm或75cm，環向間距為30cm，外插角10°、40°交錯布置。小導管縱向排距3.0m。注漿采用水泥漿液，巖體止漿效果不好時，可改用水泥-水玻璃雙漿液注漿。

（2）超前小導管施工工藝。①布孔：環向按30cm間距布置鉆孔位置。②鉆眼：采用YT-28型鑿巖機鉆進成孔，鉆頭直徑為60mm，成孔徑為64～66mm。成孔后，用高壓風槍將孔內砂石吹出，以免堵塞。鉆孔過程中采用測斜儀量測鋼管鉆進的偏斜度，發現偏斜超過設計要求時及時糾正。③裝管：裝管采用人工扶管定位、風鉆頂進的方式打入孔內，自行加工頂進器連接鉆桿和導管。④注漿參數確定：注漿采用單液注漿，注漿壓力為0.5～1.0MPa，水泥漿水灰比為1∶1，水泥強度為42.5級。在注漿作業前，現場試配一次水泥漿液，然后根據實際情況調整水灰比。⑤導管注漿：注漿前需用塑膠泥封堵導管孔口周圍及工作面上的裂縫。注漿順序為由上至下、由拱頂至拱腳對稱施工。采用注漿機進行注漿，注漿按從拱部向兩側的順序進行，壓漿過程中要控制壓力，若個別孔泄漿不暢，被迫提前停止，須在鄰孔適當加壓補漿。若注漿時相鄰孔出現串漿現象，應采用跳孔方式注漿。

4.4 小導洞貫通

隧道掘進至距出洞口明暗交界處約5m位置時暫停掘進，以掌子面常規爆破開挖時掏槽眼作為小導洞先行貫通，減少整體爆破對圍巖的擾動、保證施工安全。掏槽眼布置于掌子面中心位置附近，爆破方向由掌子面向已開挖洞內，減少飛石向洞外飛散，同時控制單次爆破炸藥量，減小爆破震動。掏槽眼爆破貫通的小導洞僅作為后續掌子面開挖的臨空面，因此無需對小導洞進行支護。

4.5 隧道全斷面貫通

隧道洞口距原地面較高，爆破飛石不易防控，且洞口周邊存在房屋、加油站等建筑物，因此洞口段不適宜采用爆破的方式進行開挖。小導洞貫通后，以小導洞為臨空面，采用挖掘機配鋼釬的方式進行掌子面開挖，逐步將小導洞斷面擴挖至整個隧道設計斷面。

4.6 監控量測

（1）洞外地表下沉監測。洞外觀察內容包括地表開裂、地表沉陷、邊仰坡穩定狀態、地表水滲透情況等。在施工過程中可能產生地表塌陷之處設置觀測點，在預計破裂面以外3～4倍洞徑處設水準基點，作為各觀測點高程測量的基準，從而計算出各觀測點的下沉量。地表下沉監測范圍橫向應延伸至隧道中線量測（1～2）（b/2+h+h0），縱向在掌子面前后（1～2）（h+h0）（其中b為隧道開挖寬度，h為隧道開挖高度，h0為隧道埋深），并應根據地質條件和環境條件進行調整。監測頻率按照2次/d進行。

（2）洞內監測。洞內觀察分開挖工作面觀察和已施工地段觀察兩部分，開挖工作面觀察應在每次開挖后進行；對已施工地段的觀察每天至少應進行1次，主要觀察噴射混凝土、錨桿、鋼架和二次襯砌等的工作狀態。拱頂下沉觀測及隧道凈空收斂量測在Ⅴ級圍巖地段每15～20m布設一個斷面，每個斷面設3個測點。拱頂下沉采用全站儀對邊測量進行觀測；凈空收斂采用收斂儀進行觀測。

4.7 爆破控制

隧道出洞口側沿老S226省道公路內側有大片民房，距最近民房約25m，距山頂通信塔基約190m，距漩門加油站約210m，受周邊環境限制，爆破控制要求高。小導洞貫通時采用城鎮淺孔松動爆破，爆破施工需要控制的主要有飛石、震動、噪聲等，控制爆破震動對周邊建（構）筑物的影響、個別飛石對建（構）筑物及過往人員和車輛的危害為該隧道施工的重點。控制危害方法主要有選擇合理的單耗、合理的爆破網絡，采取防飛石措施，改變最小抵抗線方向使其不朝向爆區周邊有建（構）筑物方向等。施工時遵循“多鉆孔、少裝藥”原則，適度降低炸藥單耗，以減少爆破有害效應的產生；嚴格按爆破飛散物安全允許距離范圍邊界設計警戒，嚴防無關人員進入爆區；為進一步確保爆破飛石安全，在隧道出口位置采用鋼管、扣件、毛竹腳手片等搭設飛石防護架，將施工范圍與周邊道路、建筑物等進行隔離。

4.8 邊仰坡防護

根據設計圖紙，洞口側邊坡及仰坡均采用掛網錨噴防護。（1）全風化巖層：1∶1～1∶1.25自然坡率，錨桿采用φ22砂漿錨桿，長350cm，間距@120mm×120cm，梅花形布置，采用雙層E6鋼筋網，網眼尺寸15cm×15cm，采用C20噴射混凝土保護坡面，厚度15cm。（2）強風化巖層：1∶0.25～1∶0.75自然坡率，錨桿采用φ22砂漿錨桿，長350cm，間距@120mm×120cm，梅花形布置，采用雙層E6鋼筋網，網眼尺寸15cm×15cm，采用C20噴射混凝土保護坡面，厚度15cm。（3）中風化巖層：1∶0.3～1∶0.5自然坡率，錨桿采用φ22砂漿錨桿，長300cm，間距@120mm×120cm，梅花形布置，采用單層E6鋼筋網，網眼尺寸15cm×15cm，采用C20噴射混凝土保護坡面，厚度10cm。混凝土采用濕噴工藝。

5 結束語

綜上所述，采用超前小導管支護解決了洞口高懸且緊鄰通行道路無法放坡填筑施工便道的困難，相對于管棚支護，節省了材料、設備等投入；僅采用爆破方法開挖小導洞，其余斷面均采用機械破除，減少了對周邊建筑物的震動影響及安全隱患。玉環市漩門灣大橋及接線工程漩門隧道超前小導管支護單向出洞的施工工藝，效率高、投入少、安全隱患低。