松陽隧道臨崖陡坡地段超前小導洞出洞施工技術探究

張剛

摘 ?要：本文結合松陽隧道臨崖陡坡地段超前小導洞出洞方案實例，介紹在地質及地理環境受限制條件下，采用小導洞出洞，然后進行洞口截水溝、邊仰坡防護、管棚及導向墻施工，最后進行正洞施工的施工方法，避免了直接出洞的安全風險，并針對施工過程中遇見的問題及注意事項進行認真分析，為今后類似工程積累經驗。

關鍵詞：臨崖陡坡地段;超前小導洞;洞口排水溝及邊仰坡;管棚及導向墻

1 工程概況

松陽隧道起訖里程為DK97+211～DK110+377.5，全長13166.5m，單線單洞。隧道出口里程DK110+377.5，該處地形較陡峭，且下方為河道，受地形限制隧道出口無法修筑便道，無法開辟工作面。

2 施工方案的確定

松陽隧道出洞前設計圍巖類別Vc，采取三臺階臨時仰拱法施工+108長管棚出洞。出洞前對洞口段地形、地質情況進行現場調查：出口原地面坡度70°左右，較陡峭，洞口與下方河道高差約28m，地表主要附著物為樹木、雜草及孤石;地表為粉質粘土覆蓋層，土質較松散，震動易滑落。為確保出洞安全和邊坡穩定，綜合各方因素分析，采用超前導洞出洞，然后進行洞口截水溝及邊仰坡防護、管棚及導向墻施工，最后進行正洞開挖支護施工，可以很好的解決這一難題。同時在施工中加強監控量測，指導施工，最大限度的控制安全風險。具體施工順序：施工準備→超前地質預報→監控量測點布設→導洞出洞→截水天溝→洞口臨時邊仰坡開挖支護→監控量測→導向墻施作→管棚施工及注漿→正洞開挖支護施工→仰拱→二襯→洞口工程施工。

3.施工步驟

3.1超前導洞出洞

3.1.1超前導洞施工前準備

當掌子面開挖至DK110+350時，掌子面停止施工，采用導洞開挖施工。為保證施工安全，在導洞開挖施工前，在出口坡面小導洞范圍鋪設主動防護網并配合密目鐵絲網+炮被覆蓋防止飛石，保證洞口對面橋墩及X701縣道安全。導洞出洞后，及時施作截水天溝及邊仰坡防護。

3.1.2工藝流程

施工準備→超前地質預報→測量放樣→弱爆破開挖導洞→初期支護導洞→監控量測→導洞貫通

3.1.3導洞設計參數

①導洞長12.5m，高度、寬度均4m，采用全斷面開挖。

②初期支護采用I18型鋼鋼架，間距1.2m每榀;鋼筋網采用φ8鋼筋制作，間距25cm*25cm。

③噴砼采用C25混凝土，厚度25cm。

3.2洞口截水溝及邊、仰坡施工

3.2.1洞口截水溝

根據設計要求防、排水設施等進行測量放線;洞口截水溝采用C25混凝土現澆，壁厚為30cm，施工時注意控制水溝線性，確保排水通暢，嚴禁水溝修完后局部積水。

3.2.2邊、仰坡防護

隧道暗洞開挖前應對洞口開挖臨時邊仰坡進行錨噴防護，錨桿采用Ф22砂漿錨桿，長4m，間距1.5m*1.5m，噴射混凝土采用10cm厚C25混凝土，鋼筋網采用Ф8，網格25*25cm。

3.3超前管棚及導向墻

3.3.1管棚設計參數

①鋼管規格：長管棚采用每節長3～6m的熱軋無縫鋼管（φ108mm，壁厚6mm）采用絲扣連接，同一斷面內接頭數量不得超過總鋼管數的50%。管棚長度為21m，管棚前端伸入穩定巖層不小于1.5～2m，以確保承載力，鉆孔孔徑為127mm。

②奇數號采用鋼花管，偶數號采用鋼管，施工時待奇數孔全部注漿完成后打設偶數孔，以便檢查鋼花管的注漿質量。管棚奇數孔第一節長6m，偶數孔第一節長3m，其余管節長度均為6m;

③鋼花管上鉆注漿孔，孔徑10～16mm，孔間距15cm，呈梅花形布置，尾部留不鉆孔的止漿段110cm。

④管距：環向間距中至中40cm。

⑤傾角：鋼管軸線與襯砌外緣線夾角1°～3°。

⑥鋼管施工誤差：徑向不大于20cm，相鄰鋼管之間環向不大于5cm。

⑦Ⅴ級圍巖變形量按10cm計。

⑧為確保隧道凈空，避免二次襯砌侵入設計洞身范圍，洞身整體擴挖5cm。

3.3.2導向墻設計參數

①導向墻采用C20混凝土，截面尺寸1m×1m，導向墻實際長度應根據現場開挖所揭示的實際地質情況進行調整。

②為保證長管棚施工精度，導向墻內設計2榀I18工字鋼架，鋼架外緣設φ140mm壁厚5mm導向鋼管，鋼管與鋼架焊接。

③導向墻混凝土澆筑，根據現場場地條件，選擇泵送或混凝土料車自卸配合人工澆筑導向墻混凝土。

3.3.3長管棚注漿參數

①水泥漿液水灰比1：1（重量比）

②注漿壓力：0.5～2.0MPa

③注漿前應進行現場注漿試驗，根據實際情況調整注漿參數，取得管棚注漿施工經驗，并根據實際需要可在鋼管內設置鋼筋籠。注漿結束后用M40水泥砂漿填充鋼管，以增強管棚質量。

3.4正洞開挖支護施工

施工準備→測量放樣→弱爆破開挖上臺階→初期支護→弱爆破開挖下臺階（導洞拱架拆除）→初期支護→仰拱開挖→初期支護封閉成環。

4監控測量

施工時要加強監控量測，監控量測主要項目和內容：1）洞外地表沉降測量;地表淺埋段設置地表觀測點，觀測點與洞內量測點盡量布置在同一斷面上，以便反應量測數據的關聯性，地表量測斷面間距為5m，每個量測斷面上測點為2m，每日量測兩次。2）洞內拱頂沉降和水平收斂測量。拱頂下沉、周邊位移及收斂量測應布置在同一斷面，斷面間距5m，開挖后早進行，拱頂下沉、收斂量測起始度數8h讀取，每日量測2次。測點應牢固可靠，易于識別，并注意保護，嚴防爆破損壞。沉降較大時，應加大觀測頻率。

5安全控制

為了將不可測因素掌握在可控范圍之列，保證工程安全順利的完成施工前制定安全生產措施及應急預警方案，設立專職安全員，分班組實施24h跟班制度。加強安全技術交底工作，同時加強與相鄰標段溝通協調。

6結論

松陽隧道臨崖陡坡地段超前小導洞出洞施工技術，已在松陽隧道臨崖陡坡地段的出洞施工中成功實施。取得成功關鍵在于嚴格按照既定的施工方案進行施工，并堅持了“短進尺、強支護、弱爆破、勤測量”施工原則。通過對本工程從方案確定到實施全過程的總結，希望為今后類似工程再采用小導洞出洞的施工提供借鑒參考。

參考文獻：

[1]《松陽隧道設計圖》 圖號： 衢寧新蘇段施修（隧）01 中鐵第四勘察設計院集團有限公司， 2015. 06.

[2]《高速鐵路隧道工程施工技術指南 》 鐵建設[2010] 241 號.

[3]《松陽隧道出口出洞方案》