公路隧道洞口淺埋段施工技術研究

焦帆

山西路橋建設集團有限公司 山西太原 030006

1 項目背景

此公路工程項目的全線長度是5.307km，采用的是雙向四車道，設計的行車速度為80km/h。其中包含了一座長大隧道（類型是雙分離式），起訖樁號具體如下：右線，YK162+620--YK163+465，長度是1085m，隧道的凈空是10.35×5m；左線，ZK162+450--ZK163+541，長度是991m，隧道的凈空是10.35×5m。

2 洞口淺埋段施工技術

2.1 洞口邊坡開挖及錨網噴射混凝土

洞口邊坡開挖是隧道洞口淺埋段施工中的一項重要環節。首先需要開挖洞口邊坡與仰坡，且在坡頂區域建立截水溝，以免開挖面受到雨水沖刷而出現松動。根據設計方案要求的坡度實施開挖，但是挖掘階段必須保證洞口土體結構的穩定性，若是需要則可采用分級處理方式[1]。此外，隧道洞口邊坡開挖過程中應安排專業技術人員實時觀測邊坡結構穩定性及沉降量。本公路隧道項目中為了能夠保證左側偏壓山體的安全性，則要在左側的邊坡翼墻區域開挖施工結束后，應及時開始翼墻施工[1]。洞口邊坡開挖階段，選擇錨網對暴露圍巖實施封閉處理。通過風鉆機進行鉆孔施工，然后將花管插入至孔洞內，實施錨管注漿作業。在錨桿注漿施工完成之后，緊接著就要噴射混凝土，實施坡面封閉處理，以免雨水滲透、沖刷坡面。

2.2 套拱施工

從本質上分析，套拱是管棚頂進施工的基本導向與重要載體，同時套拱效果與孔口管的安裝精度直接關系到管棚頂進精度。此公路隧道項目的長管棚套管施工劃分為2個階段：第一階段是將明洞的土石方開挖到套拱標高以下1m位置，然后進行管棚段套拱作業，以及實施長管棚鉆鑿[2]；第二階段是等到長管棚安裝施工結束之后，對開挖明洞土石方的下部進行套拱。從管棚套拱施工方面分析，在混凝土澆筑之前必須認真檢查孔口管，安排專業人員通過測量精準定位孔口管位置與角度，而混凝土澆筑階段應按照規定要求實施復核，若是出現了偏位，則應立即優化與調整，以防止鋼管頂進過程中發生偏差。此隧道洞口管棚施工選擇的是潛孔鉆，在鉆孔階段必須認真觀測洞內轉巖現象，每次鉆完1孔之后就要及時頂進1根鋼管，以絲扣方式有效連接鋼管接頭，而有孔與無孔鋼管采用循環安裝施工方式[2]。

2.3 管棚安裝及注漿

注漿孔的環向間隔距離是15cm，直線間隔距離是30cm，也就是每間隔15cm設置了2個注漿孔。其中無孔鋼管首節前壁需要錯鉆多個孔（直徑范圍是10mm至15mm），從而確保排氣出漿[3]。每一次沖孔施工結束之后，需要及時頂入鋼管。而相鄰的鋼管采用年錯開方式進行接頭，同橫斷截面的接頭數量應確保≤50%。所有孔首節鋼管的前端應制作為錐狀，以順利實現導向插入。在正式注漿施工之前必須展開液漿試驗，確定液漿的最佳配合比，而注漿則以單管達到了設計要求注漿量為結束標準。當注漿施工結束之后，必須及時將管中漿液清除干凈，選擇水泥砂漿（類型是M30）實施填充處理，從而提高管棚剛度與強度。此外，管棚和其他超前支護的搭接長度≥1m，且在管棚施工后按照規定要求開始養護作業。

2.4 超前支護

當套拱與管棚注漿施工結束之后，隧道洞口段巖層經過注漿處理能夠有效增強其穩定性，等到注漿強度符合規定基本要求之后，需要展開明洞土石方與仰拱開挖，以確保洞口圍巖區域的安全施工。此公路隧道工程項目中的洞口段圍巖級別是VI級，巖層表現較為破碎，所以洞口段的管棚后端采用“鋼拱架+超前小導管”方式進行超前支護[3]。

3 施工控制要點

3.1 砂漿錨桿施工

根據圖紙設計規定基本要求選擇選擇φ22mm砂漿錨桿，并保證其具備較強的錨固力。同時以抽樣方式檢驗錨桿的抗拔力，其中每100根檢驗的數量≥2根。隧道洞口邊坡與仰坡防護選擇的是φ3.5mm砂漿錨桿支護，應保證錨桿間距符合設計規定要求。選擇風鉆實施鉆孔，確保鉆孔方向和坡面的夾角是90°。當清孔施工結束之后應立即塞入錨固劑，并頂進錨桿，詳細施工流程見圖1。

圖1 錨桿施工流程

3.2 布設鋼筋網

采用直徑是6mm的圓鋼編制鋼筋網（具體規格是20cm×20cm），通過加工廠將其制作成片。在正式進行施工之前需要將鋼筋網綁扎成為網格形狀，等到錨桿與初噴混凝土施工結束之后進行鋼筋網覆蓋，確保其與坡面實際情況相契合，同時在支護的巖面上預留20cm保護層。

3.3 噴射混凝土

噴射混凝土施工采用的為噴漿機。需要在洞口外進行混凝土拌制，然后通過運輸車把制備的混凝土運輸至工程現場，在噴射頭位置摻入速凝劑，最后利用噴漿機實現混凝土噴射作業。施工必須緊貼開挖面，以有效控制圍巖暴露時間，當開挖結束之后應立即封閉巖面，防止圍巖出現變位以及巖石松動掉落。混凝土噴射應進行2遍，第1遍應選擇開挖后進行混凝土噴射（厚度是3cm），短時間之內實現初期支護總體受力，以免圍巖出現變位；當錨桿與掛網安裝結束之后，則開始進行第2遍混凝土噴射，具體順序是從下至上，若是巖面不平整，則要先噴射凹處并進行找平。若是巖層較為松軟，則噴射施工必須緊跟作業面，初次噴射順序是從上至下，復噴順序是從下至上。在混凝土噴射階段應嚴格控制噴射速度，確保連續、緩慢、均勻，也可結合具體狀況進行適當調整。

4 結語

公路隧道洞口淺埋段具有特殊性，應高度重視洞口淺埋段的安全施工。本文結合公路隧道工程項目實際情況，綜合分析了隧道洞口淺埋段施工技術，有效保證了洞口安全施工，也為類似工程施工提供了參考與借鑒。