基于嚴重偏壓地形下隧道半明半暗進洞技術研究

杜時波

(貴州橋梁建設集團有限責任公司，貴州 貴陽 550001)

基于嚴重偏壓地形下隧道半明半暗進洞技術研究

杜時波

(貴州橋梁建設集團有限責任公司，貴州 貴陽 550001)

就高速公路隧道施工概況進行闡述，對隧道洞口進洞施工方案設計進行合理分析，提出嚴重偏壓地形下的隧道半明半暗進洞技術，以促進高速公路施工順利完成。

嚴重偏壓地形；隧道；半明半暗；進洞技術

1 高速公路隧道施工概況

本文介紹的高速公路施工工程是位于某個山區，其設計標準是單洞兩車道，設計速度是80 km/h，高度是11 m左右，開挖跨度是13 m左右，高速公路隧道右洞的起止長度是YK20+000到YK22+320,全長為2 320 m左右。在實際施工時，采用的設計方法是新奧法，其中，在隧道的西側有一個溝谷，隧道是沿著溝谷穿過埡口的，出口段所在的曲線段徑長R為1 850 m，縱坡是單向坡，占比為3%，自然坡度是45°，整個施工現場的地質條件較差，圍巖是V級，因而出現較多風化的砂巖，是粉細粒結構，并且，拱部已經屬于第四系殘坡積層，巖石強度為185 kPa，如果是雨季是施工，可能出現涌流狀的地下水，因而在開挖洞室時，巖體是沒有自穩能力的。所以，在實際施工過程中，如果不采取合適的支護措施，則洞頂、側壁都很可能出現坍塌現象。

2 隧道洞口進洞施工方案設計和隧道半明半暗進洞技術的應用分析

2.1 施工方案設計分析

根據以往隧道進洞施工的情況來看，隧道洞周邊需要有一定面積的覆蓋層，才能順利進入到隧道洞中，因此，隧道進洞面的開挖長度必須不低于YK22+305，才能確保施工過程的安全性。隧道洞口的臨時邊坡高度在50 m左右，因此，需要使用大管棚進行支護，其型號為108，壁厚是8 mm，每根的長度是24 m，每根大管的間距在30 cm和50 cm之間，并且，一個環向設置的根數是35根。但是，在洞內爆破開挖產生的震動、自然降水等因素的影響下，洞口邊坡可能出現垮塌現象，需要采區恰當的施工技術，才能避免洞口被堵塞、失穩等，從而保障施工人員、施工設備等的安全。

根據實地勘察的數據來看，YK22+305處的邊坡坡口到隧道中線的平均距離在38 m左右，因此，在按照施工要求操作的情況下，坡口外6 m左右需要合理設置截水溝，從而大大提高施工難度。在這種情況下，隧道洞口施工與邊坡防護施工會產生矛盾，如果繼續采用噴射混凝土的方式施工，則可能給生態環境、水土、道路美觀度等帶來極大影響，并且，其可能增加施工成本、引發落石與坍方等地質災害，所以，這種施工方式已經不提倡使用。

2.2 半明半暗進洞技術的應用

在進行高速公路隧道的施工時，如果出現偏壓地形的情況下，施工人員則將靠山內側的路基邊坡高度降低，那么靠山體外側的隧道通常會出現“露天”現象。因此，為了避免這種情況出現，施工設計采用的是人工補做護拱的方式施工，以便隧道施工可以順利進行。對隧道進口的地質情況進行全面分析后發現，按照其地表就讀、邊坡高度的相關數據進行計算得出，護拱拱腳到比較堅實的坡體上、洞頂到這個地方的高度都不超過5 m，因此，YK22+312到YK22+305這一段隧道施工采用半明半暗進洞技術。

2.3 半明半暗進洞技術的施工工序

(1)對邊坡進行少量的開挖施工，并逆作進行邊坡的防護，以同時進行開挖施工、防護。在進行邊坡開挖時，通常采用人工方式與機械設備相結合的方式，如果出現巖體較大或孤石情況，則需要對其采取微震爆破施工，是比較常見的扇形掏槽炮眼的布置方式。邊坡的防護一般采用錨、噴和網相結合的方式，其中，噴射混凝土的厚度在10 cm左右，特別是護拱長度不長、護拱腳在隧道中線靠山外側的情況下，錨桿防護發揮著無可代替的作用。在上述情況下，錨桿的長度應盡量調整、適當增加，并采用長度為4.6 m的錨桿，將其布置為100 cm×100 cm的梅花形，才能在錨桿防護范圍適當擴大的基礎上，提高隧道進口施工的安全性。在這個過程中，需要注意的是噴錨網防護的主要是隧道洞州外的邊坡部位，洞內的坡面一般看作具有一定穩定性，只需要適當進行防護便可，即通過C20噴射5 cm左右的混凝土，則可以達到封閉洞內表層的目的。

(2)耳墻和護拱的具體施工。在本文的隧道施工工程中，護拱的耳墻厚度是60 cm左右，并且，其型號是C25的鋼筋混凝土結構，內部預埋有I20a型的鋼拱架，縱向間距為60 cm左右。在詳細分析后發現，護拱中這個鋼拱架的位置和隧道初期支護鋼拱是一樣的，它們之間的連接采用的是型號為20的二級鋼筋，并且，護拱位置的鋼拱架兩側采用的型號為8的鋼筋網來填鋪。在護拱的上部邊緣和下部邊緣處，布置有型號為22的二級鋼筋，并呈現環向分布，每根箍筋之間的距離在30 cm左右，其型號為12，并與護拱的外側主筋保持緊密連接。在實踐過程中，護拱上部擋土耳墻的澆注是與護拱分開進行的，需要預留一部分鋼筋接頭，并高度重視混凝土澆筑的每個環節，嚴禁空洞情況出現。

(3)護拱、山體交界處的施工。一般使用型號為50的注漿毛管來鎖定預埋的鋼筋架，數量為兩根，并且，該拱腳處需要連接鋼板、螺栓進行焊接施工，以便暗洞開挖施工時，與初期支護鋼拱架保持良好連接狀態。在進行護拱混凝土的澆注時，需要使用泡沫板或模板多位套筒，以保護連接鋼板，避免其與混凝土連接到一起。

(4)反回填施工。在耳墻和護拱的施工完成以后，需要對護拱上方位置進行反壓回填，一般通過人工方式夯填土石，并將填土合理綠化，其中，拱頂回填的厚度是50 cm到80 cm，以分層方式進行操作，并且，壓實度大于或等于85%。

(5)洞內的施工操作。一般先施工的暗洞部分是型號為50的超前注漿鋼花管，在暗洞拱部的范圍是120°左右。因此，在實際施工時，通過上下臺階的方式，保持I20a鋼拱架之間的距離為60 cm左右，以便進行逐榀鋼拱位置的開挖施工、初噴施工。在暗洞鋼拱架、護拱內部鋼拱架栓接和焊接穩定以后，需要對接頭位置進行噴實處理，以通過噴射26厘米厚的混凝土的方式，提高整個連接位置的牢固性。另外，還需要合理進行二次襯砌、防排水層的施工，并且，二次襯砌的厚度應在50 cm左右。

[1] 于波.偏壓地形下大斷面隧道進洞技術[J].國防交通工程與技術,2013,(1):60-62.

[2] 趙海濤.半明半暗進洞方案整治洞口塌方技術[J].城市建筑,2013,(4):106.

[3] 韓華軒,馬志富,許占良,李冬生.高速鐵路隧道洞口工程設計研究[J].石家莊鐵道大學學報(自然科學版),2013,(S2):13-17.

2016-10-08

杜時波(1976-)，男，貴州安順人，工程師，研究方向：公路土建。

U455

C

1008-3383(2017)03-0175-01