貴州省質(zhì)安交通工程監(jiān)控檢測(cè)中心 侯 磊 周祖德

淺埋偏壓隧道洞口施工技術(shù)方案初探

貴州省質(zhì)安交通工程監(jiān)控檢測(cè)中心 侯 磊 周祖德

本文以遵畢高速公路上某隧道為工程背景，對(duì)其洞口施工技術(shù)方案進(jìn)行了初步探索，為同類淺埋偏壓隧道的洞口施工提供技術(shù)參考。

施工測(cè)量 施工方法 控制要點(diǎn) 施工工藝

遵畢高速公路是杭瑞高速公路貴州境遵義至畢節(jié)公路的一段，該段地形陡峻，以山地丘陵為主，屬山嶺重丘區(qū)。為了在該山地丘陵區(qū)修筑高速公路，橋隧工程在項(xiàng)目建設(shè)中占有相當(dāng)大的比重。隧道工程的建設(shè)，既可避免山體的大開大挖、解決棄土難的現(xiàn)狀，又有利于當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境保護(hù)。為了保證隧道安全進(jìn)洞，隧道洞口施工技術(shù)方案的正確制定，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

一、工程背景

某淺埋偏壓隧道穿過山地丘陵，長(zhǎng)803米,隧道埋深最大約40米,為分離式中隧道，設(shè)計(jì)行車速度80km/h，該隧道左幅平面線形位于R=3500m的圓曲線上；右幅平面線形進(jìn)口段位于R=4200m的圓曲線上；地震動(dòng)峰值加速度系數(shù)為0.05g。隧道凈寬10.25m,建筑限界高5m。隧道上覆第四系殘坡積層(Qel+dl)粘土層。下伏基巖為：二疊系下統(tǒng)茅口組、棲霞組（P1m+q）灰?guī)r。隧道區(qū)巖層傾向南西，呈單斜產(chǎn)出；巖層綜合產(chǎn)狀260°∠16°、巖體節(jié)理、裂隙發(fā)育，其節(jié)理產(chǎn)狀主要有60°∠80°、90°∠70°二組，未發(fā)現(xiàn)有斷層通過。場(chǎng)區(qū)地下水主要類型為基巖裂隙水。

二、 淺埋偏壓隧道洞口施工技術(shù)方案

1. 施工測(cè)量。

（1）洞口開挖工程開工之前，測(cè)量方面應(yīng)做好準(zhǔn)備工作：①洞口地表復(fù)核；②洞口刷坡線放樣。

（2）地表沉降觀測(cè)預(yù)埋 。選擇一個(gè)斷面通視條件較好、測(cè)量方便處預(yù)埋牢固的基準(zhǔn)點(diǎn)。測(cè)點(diǎn)沿地面布置在隧道軸線及其兩側(cè)各4個(gè)點(diǎn)。測(cè)量放線定位，用水準(zhǔn)儀量測(cè)，隧道開挖開始量測(cè)，隧道開挖超過測(cè)點(diǎn)30m、并待沉降穩(wěn)定以后停止量測(cè)。

2. 洞口工程。

大邊墻→回填水泥混合土→洞口邊坡開挖→洞門擋墻→長(zhǎng)管棚。 進(jìn)口端洞口地段有偏壓情況存在，應(yīng)避免大開大挖。采用“明洞暗進(jìn)”工法，不刷仰坡。進(jìn)口端洞門采用端墻式。先施工大邊墻，在大邊墻與地表間隙全部回填水泥混合土，洞口30米長(zhǎng)管棚超前支護(hù)。

3. 洞口開挖 。

（1）施工方法。洞口工程施工時(shí)，先做好洞頂截水溝的開挖及漿砌片石工作。施工方法以挖掘機(jī)開挖為主，人工配合刷坡，裝載機(jī)配合挖掘機(jī)進(jìn)行裝碴作業(yè)，自卸汽車運(yùn)輸棄碴。開挖時(shí)自上而下開挖至仰坡坡底標(biāo)高，在仰坡坡底標(biāo)高（即變坡點(diǎn)）以下部分，按照長(zhǎng)管棚套拱厚度弧線中間預(yù)留核心土開挖，預(yù)留核心土作為套拱及長(zhǎng)管棚的施工平臺(tái)。結(jié)合隧道洞口地形、地貌、工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件，并考慮到施工開挖邊坡的穩(wěn)定性，洞口工程采用明挖法施工。測(cè)量復(fù)核坡度無誤后，及時(shí)進(jìn)行錨桿、掛網(wǎng)及噴射混凝土臨時(shí)支護(hù)施工，并加強(qiáng)對(duì)山坡穩(wěn)定情況的監(jiān)測(cè)、檢查，以保證邊坡穩(wěn)定。

（2）施工控制要點(diǎn)。1）在洞頂截水溝挖通及砌體完成后，根據(jù)仰坡開挖總高度及挖掘機(jī)有效工作高度確定開挖臺(tái)階數(shù)量，臺(tái)階高2米，準(zhǔn)確按邊樁開挖，以真正實(shí)現(xiàn)從上而下開挖。2）準(zhǔn)確掌握設(shè)計(jì)坡率和變坡點(diǎn)。 3）對(duì)有防護(hù)要求的坡面，應(yīng)邊開挖邊進(jìn)行坡面防護(hù)。 4）不破壞周邊植被。

4. 洞口邊、仰坡防護(hù)。

（1）施工方法。邊、仰坡開挖修整后，即時(shí)分層進(jìn)行邊、仰坡臨時(shí)防護(hù)。明暗交界處成洞面臨時(shí)防護(hù)采用噴錨、掛網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)，仰坡采用噴錨支護(hù)，邊坡應(yīng)進(jìn)行植草綠化，以穩(wěn)固洞口邊坡。

（2）施工控制要點(diǎn) 。邊開挖,邊支護(hù)，每次工作高度2m左右，避免搭架作業(yè)。坡面修刷平順，一次噴砼到設(shè)計(jì)厚度。設(shè)計(jì)有錨桿、鋼筋網(wǎng)加固的坡面部分應(yīng)先作錨桿，將鋼筋網(wǎng)焊接于錨桿外露段，然后再噴砼。錨桿規(guī)格、間距、數(shù)量、設(shè)置位置、角度滿足設(shè)計(jì)要求。

5. 大邊墻施工。先施工大邊墻，在大邊墻與地表間隙全部回填水泥混合土，回填高度為設(shè)計(jì)洞頂回填線。開挖時(shí)，臨時(shí)邊坡應(yīng)施作錨噴臨時(shí)支護(hù)，待大邊墻施作完成后，其內(nèi)側(cè)仰拱懸空部分空隙用C20混凝土回填，外側(cè)回填土石。

6. 長(zhǎng)管棚施工。洞口土石方開挖進(jìn)行完畢成洞面及核心土形成后，安排施作長(zhǎng)管棚。施工平臺(tái)結(jié)構(gòu)使用貝雷架及鋼管支架搭設(shè)，其上覆蓋夾板，形成穩(wěn)定的作業(yè)平臺(tái)。為使鉆孔定位準(zhǔn)確，設(shè)置三榀格柵鋼架，以固定管棚導(dǎo)向管。長(zhǎng)管棚使用地質(zhì)鉆機(jī)成孔，成孔前將孔位編號(hào)，施工次序?yàn)橄茹@單號(hào)孔再鉆雙號(hào)孔，防止串孔、漏風(fēng)。每條管棚成孔后利用鉆機(jī)將鋼花管旋轉(zhuǎn)插入孔中，做好孔口封閉，及時(shí)進(jìn)行注漿施工。

（1）施工工藝。1）先做好施工地段的邊坡防護(hù)工作，以利安全施工。 2）采用在C20混凝土套拱內(nèi)埋設(shè)3榀鋼格柵拱架及孔口管，鋼格柵拱架與孔口管焊接成整體?？卓诠芪恢脩?yīng)用經(jīng)緯儀以坐標(biāo)法標(biāo)定，與格柵焊接時(shí)必須嚴(yán)格控制其角度、方向。 3）搭設(shè)平臺(tái)或開挖洞口土方預(yù)留平臺(tái)、安裝鉆孔機(jī)。 4）鉆孔：①為便于插管，鉆孔直徑應(yīng)比管棚設(shè)計(jì)直徑大20~30mm。②鉆孔測(cè)斜可用測(cè)斜儀，也可在鉆進(jìn)中根據(jù)某些參數(shù)和鉆孔反饋信息判斷鉆孔是否偏斜。 5）安裝管棚鋼管 。鋼管頂進(jìn)用鉆機(jī)頂進(jìn)，如遇故障，須清孔然后再將鋼管插入。 6）注漿 。隧道長(zhǎng)管棚注漿按固結(jié)管棚有限范圍內(nèi)土體設(shè)計(jì)，漿液擴(kuò)散半徑不小于0.5m。

（1）施工注意事項(xiàng)。1）管棚鉆孔時(shí)，應(yīng)在開孔后2m處、孔深1/2處、終孔處量測(cè)斜度，發(fā)現(xiàn)誤差超限隨即進(jìn)行糾編，至終孔仍超限者，應(yīng)封孔重鉆。2）如注漿量超限而注漿壓力仍未到1.2~2.0Mpa，應(yīng)調(diào)整漿液配合比，直至符合注漿質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。 3）將管棚鉆孔作為超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的手段，為安全施工提供依據(jù)。4）在鉆孔作業(yè)中，要掌握好開孔與正常鉆進(jìn)的壓力和速度，防止斷桿事故。5）鉆孔中發(fā)生卡鉆、掉鉆、孔斜、坍塌等故障，要積極采取對(duì)策，盡快組織處理、搶修、防止廢孔及造成安全事故。

三、結(jié)論

本文對(duì)淺埋偏壓隧道洞口的施工技術(shù)方案的進(jìn)行初步探索，分別闡述了施工測(cè)量、洞口工程、洞口開挖、洞口邊仰坡防護(hù)、大邊墻施工、長(zhǎng)管棚施工等分項(xiàng)工程的施工方法、控制要點(diǎn)、注意事項(xiàng)等。該隧道現(xiàn)已安全進(jìn)洞，經(jīng)實(shí)踐證明，該施工技術(shù)方案切實(shí)可行，同時(shí)為此類隧道的洞口施工提供一定的技術(shù)參考。

[1] 中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).公路隧道施工技術(shù)規(guī)范(JTJ042-94)

[2] 貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院．兩階段施工圖設(shè)計(jì)

[3] 劉志剛，趙勇編著. 隧道隧洞施工地質(zhì)技術(shù). 北京：中國鐵道出版社，2001.12