淺埋堆積體圍巖中隧道洞口段成洞技術

范躍濤

（石家莊市公路橋梁建設集團 石家莊 050000）

瓦房溝隧道分左右2座隧道，總長384m。其中瓦房溝右線隧道：YK159＋925～YK160＋185，長260m。隧道施工遵循“早進洞，晚出洞”的原則［1］，不得大挖大刷，確保邊坡及仰坡穩定。瓦房溝右線隧道出口段明洞長18m，開挖段落為K160＋185～K160＋165，最大開挖高度13m，山體坡度較大，隧址區構造行跡表現為巖體節理，產狀與坡向相差不大，為順層坡，受裂隙切割，巖體較破碎，穩定性差；地表水不甚發育，出口處于坡集碎石土中，如按設計圖紙從K160＋167進洞，開挖量大，而且仰坡、邊坡的穩定性不能保證。為保證質量和安全，擬從K160＋173提前進洞，減少明洞開挖，但必須提高洞口淺埋段圍巖強度和自穩能力，改善圍巖性質，保證施工進度和安全。

1 工程地質情況

瓦房溝隧道右線主要為IV，V級圍巖，其中V級圍巖有104m，IV級圍巖132m，右線出口處于第四系坡積碎石土中，土體較松散，易坍塌，不宜大開挖，巖層為強風化砂質千枚巖，原巖結構大部分破壞，片理、節理較發育，主要薄弱結構面為節理，呈塊石狀鑲嵌結構，弱風化砂質千枚巖節理裂隙較發育，呈塊石狀鑲嵌結構，微風化千枚巖巖石較完整，偶有節理發育、褶皺發育，呈塊石狀鑲嵌結構具塊狀結構。地表水不甚發育，地下水埋藏較深。隧道出口處的表層巖體風化嚴重，加之受裂隙的切割，巖體較為破碎，易形成不穩定塊體，從而在雨天易發生崩落石塊現象。

2 方案制定與實施

瓦房溝右線隧道出口洞門位置為坡積層，地表坡面線與隧道行駛方向成60°～65°，結構松散，屬山體圍巖滑塌及多年山體塌落物堆積而成，對洞口施工帶來很大的安全、質量隱患，為確保提前安全進洞，提高洞口淺埋段圍巖以及邊仰坡的自穩能力，在YK160＋185～YK160＋145范圍內進行地表注漿，邊仰坡進行錨噴網聯合支護，同時結合超前大管棚進洞技術，展開進洞施工。

2.1 地表注漿處理

為提高瓦房溝隧道右線出口處坡積碎石土的整體性和自穩能力，減少對洞口上方土體的擾動，根據本隧道的特點，采用地表預注漿并結合洞內補強注漿的預加固方案，洞內開挖與地表注漿平行作業，注漿由進口方向向出口分段進行，每段先注周邊孔，再在中間孔間隔注漿，達到加固目的。

2.1.1 注漿范圍

瓦房溝隧道右線洞口為松散坡集碎石土，為提高圍巖強度，在洞頂橫向為路線中心兩側各15 m，縱向加固范圍為K160＋145～K160＋173，注漿孔按梅花狀布置，間距為2m外排注漿孔適當加密，見圖1。

圖1 右線洞口地表注漿加固處理圖（單位：cm）

2.1.2 注漿技術參數［2］

（1）注漿壓力。采用高壓注漿，注漿壓力為0.5～1MPa，終壓為2.0～2.5MPa。

（2）注漿孔間距。漿液擴散半徑為0.5m，注漿孔間距為2m，呈梅花形布置。

（3）注漿導管采用直徑×壁厚為50mm×5 mm熱軋無縫鋼管，每節長為6m，鋼管接頭用長15cm絲扣連接，鋼管前端做成錐狀，管壁鉆設直徑為1cm溢漿孔，沿管長方向間距30cm，尾端1m不設，每孔的長度根據實測孔位標高到設計孔底標高而定。鉆孔布置在隧道的上方，拱基線以上鉆孔孔底在開挖輪廓線以上50cm，邊上鉆孔孔底距底板100cm。

（4）漿液材料。根據隧道淺埋段工程地質和水文地質情況，由于該段地下水不發育，注漿目的主要為加固巖層，因此采用1∶1的水泥漿液。為了提高漿液的前期強度，加適量水玻璃，摻量為水泥的3%。

2.1.3 施工順序

（1）根據測量放樣，確定預注漿的地表區域，并對場地進行平整。

（2）按設計對孔位進行放樣。

（3）安裝鉆機，并平行進行注漿泵、攪拌機、液漿配制和各種管路和儀表的安裝和調試。

（4）采用KHYD110鉆機進行鉆孔，當鉆孔深度達到設計設置后，停止鉆孔，用清水進行清孔，然后下管。

（5）安裝止漿塞，對注漿孔口間隙進行堵塞，進行壓水試驗，注漿壓力控制在0.5～1MPa，壓水時間為10～20min，然后用KBY－50型雙液注漿泵，采用全深式注漿方式進行注漿。

（6）注漿時，先灌注邊孔，使松散圍巖形成一個相對封閉的注漿環境，達到不漏漿、跑漿，然后依次向內推進。

（7）注漿量小于20～25L／min，注漿壓力到設計終壓并穩定10min以后再停止注漿。

2.2 邊仰坡處理

（1）按設計要求首先施工洞頂及邊坡的截水溝、排水溝。

（2）洞口邊坡刷坡到位后，首先噴射3cm厚C25混凝土，然后按120cm×120cm打設直徑22mm砂漿錨桿，長350cm，加掛20cm×20cm直徑8mm的鋼筋網，再噴射5cm厚的C25混凝土。

2.3 超前大管棚施工方案

開挖前沿隧道開挖輪廓線外緣，每間隔一定的距離，用管棚機鉆孔，然后將加工好的鋼花管壓入孔中，沿隧道開挖輪廓線外排列成鋼管棚，開挖后將支架設置于拱形鋼架上，形成棚狀支護結構。

2.3.1 套拱施工

（1）在洞口外2m范圍開挖時預留核心土，作為套拱施工平臺。

（3）沿套拱鋼筋周圍打設一排直徑22mm超前錨桿，錨桿長3.5m，環向間距40cm，在鋼拱架腳部位每處增設2根同規格鎖腳錨桿。

（4）安設模板，澆注60cm厚C25混凝土。

2.3.2 管棚施工

（1）對設備進行改進。綜合現有的F－36型潛孔鉆和KHYD110礦用電動鉆機的特點，鉆頭部位采用沖擊鑿巖動力，第二部位采用麻花桿，以保證孔土或石屑自旋于孔外，保證了鉆孔速度，同時在退桿時不宜發生塌孔。

（2）施工方法改進。在坡積體中鉆孔，其成孔率很低，主要原因是結構松散，抽鉆后孔臂極易塌孔，根據探孔試驗，發現塌積體在12～15m，采用改進鉆桿打至強風化巖體1m，立即抽鉆注漿，然后用改進鉆對現孔位置第二次打孔，依靠水泥漿的固結作用對孔壁形成較為堅硬的護壁，保證鉆孔的順利進行，頂管運用鉆機逐根頂入。

2.4 正臺階開挖預留核心土

環形開挖留核心土法適用于一般土質或易塌的軟弱圍巖地段，上部留核心土有2個作用：①支擋開挖面，保證開挖穩定；②可以作為上部初期支護的工作平臺，核心土及下部開挖在拱部初期支護下進行，施工較安全。

取消藥品加成政策后，藥品進價與售價之間沒有太大差距，這就造成醫院在調控藥品價格上不能進行競爭，因此只能從成本方面入手，降低藥品進貨成本，就能直接降低藥品售價，這方面成為醫藥改革后醫院提高自身競爭力的主要手段之一，為了有效的降低成本，國家出臺政策，由制藥廠家直接將藥品供貨給醫院，減少中間商賺差價，全面實行“兩個票據”政策，即藥品廠家在出廠時對藥品價格進行打印發票，醫院在對藥品出售時再次進行打印，國家監管部門對二者票據進行核對檢查，嚴防亂加價行為的再次發生，對藥品成本進行監控，合理降低醫院成本支出。

2.4.1 掏槽開挖、鋼拱架支護

超前大管棚支護完成后，先用風鎬沿上半面開挖輪廓線進行掏槽開挖，寬度控制在1.5m，深度控制在1m以下，開挖后立即進行C25噴射混凝土封閉，厚度為5cm，在已做好的掏槽內架設4品I20鋼拱架，間距為50cm，鋼拱架用直徑25 mm鋼筋連接成整體，間距為1m，大管棚尾部與鋼拱架焊接成整體。之后再噴射20cm混凝土［3］。

2.4.2 核心土開挖

在保證拱部預留作業平臺和不影響其他導坑開挖的前提下，可以進行核心土體開挖，開挖時預留1∶0.3的仰坡，以保證拱部作業平臺的穩固，開挖長度按實際情況調整，一般不能大于4m。開挖至仰拱標高以上20～30cm，由于核心土高度較高，考慮工作人員上下及運輸方便以確保施工安全，可把核心土開挖成階梯狀以利于施工人員上下，在鋼支撐拱腳部位每處增設2根直徑25 mm鎖腳錨桿，錨桿長度為3.5m，為下半斷面開挖做準備。

2.4.3 下半斷面開挖

在上半斷面開挖25m后，及時進行下半斷面開挖，開挖時采用先拉中槽，兩側跳槽采用開挖馬口的施工方法，中槽開挖時要保證兩側各留1.5m的平臺，以防掉拱，馬口開挖后及時噴混凝土初支、架接鋼拱架，布設系統錨桿，掛網噴射混凝土。

2.4.4 特殊情況處理

（1）隧道在開挖過程中隨時加強觀察，若出現小規模的塌方，應先加固未塌方地段，防止塌孔擴大；塌方規模較大時，應立即用枕木和洞渣封堵掌子面，待塌方穩定后施做小導管注漿，漿液凝固后，按先下后上的原則清除塌方。

（2）塌方回填比常規回填規模大，當塌穴特別大，難以全部填滿時，可以采用噴錨支護對塌孔加固后，用漿砌片石回填一定厚度，然后施做襯砌。

（3）開挖過程中若遇見較大孤石，應先在孤石周圍注漿，固結石塊周圍土體，待注漿體達到強度后，將孤石進行初期支護。

2.5 特殊地段施工測量監控

（1）地表下沉量測。地表下沉量測斷面間距為5m，與洞內拱頂下沉、水平凈空收斂量測布設于同一樁號，測點沿隧道中線對稱布置，并用全站儀將同一斷面的各測點盡可能控制在同一直線上，量測頻率為2次／d。

（2）拱頂下沉量。用水準儀和鋼卷尺量測，測點布置及量測頻率同上。

（3）水平凈空收斂量測。上半斷面在起拱線上下各1.0m埋設測點，下半斷面在設計路面埋設測點，用QJ－81型球鉸彈簧收斂儀量測，量測頻率為2次／d。

（4）監測數據分析。根據監測數據繪制時態曲線，可以較直接、明確地反映圍巖支護的受力狀況隨時間變化情況，根據監測結果繪制位移－時間關系曲線，見圖2。

圖2 位移－時間關系曲線圖

測試結果表明，在隧道洞口段施工中，地表下沉小于4cm，拱頂下沉小于3cm，周邊水平位移小于8cm，說明采取的施工措施是有效的。

3 結語

由于隧道洞口堆積體開挖面臨圍巖自穩時間短、極易塌方，同時極易造成邊坡失穩，進而危及施工現場整體穩定的問題，所以有效地防止隧道施工中的堆積體塌方及邊坡的失穩是隧道洞口段的關鍵技術。瓦房溝隧道在洞口段淺埋堆積體的情況下，通過采取地表注漿、錨固松散體、超前大管棚及套拱進洞聯合施工措施，并嚴格遵循“短進尺、多分部、弱爆破”的原則，成功地展開了進洞作業，較好地解決了特殊地質條件下進洞施工易塌方的難題，確保了施工安全，取得了較好的經濟和社會效益。

［1］JTGD70－2004公路隧道設計規范［S］.北京：人民交通出版社，2004.

［2］關寶樹.公路隧道施工要點集［S］.北京：人民交通出版社，2003.

［3］JTJ042－94公路隧道施工技術規范［S］.北京：人民交通出版社，1994.