某隧道出口洞口段施工的要點和風險預防

渠 洪 衛

(山西省晉中路橋建設集團有限公司，山西 晉中 030600)

某隧道出口洞口段施工的要點和風險預防

渠 洪 衛

(山西省晉中路橋建設集團有限公司，山西 晉中 030600)

以某隧道施工為例，從明洞施工、洞口超前支護施工、明洞襯砌施工等方面，闡述了隧道洞口段的施工要點，并分析了洞口段的施工風險，提出了針對性的防治措施，從而確保洞口施工安全。

隧道，洞口段，明洞，鋼管

近些年，我國的高速公路建設進入繁榮階段，特別是向中西部地區的擴展，隧道工程建設越來越多。隧道施工受地質條件、水文條件及人為因素等影響較大，在公路隧道施工過程中，嚴格控制洞口邊坡病害，降低隧道洞口施工風險，避免出現安全事故，確保洞口施工安全。

某隧道穿越黃土覆蓋區，出口洞口仰坡陡立，巖土強度低，覆蓋層較薄，施工難度大。本文以該隧道施工為例，介紹了隧道出口段施工中的關鍵點控制及存在的風險和預防措施，對同類工程具有指導意義。

1 概述

在某工程中，設計的隧道起訖里程為DK231+215～DK230+080，穿越的山體地質條件差，出口的洞口位置為砂質黃土和碎石類土，穩定性差。DK231+185線路右側山頂與隧道拱頂高差68 m，拱頂埋深1.3 m，淺埋單壓，須采取有效措施防止坍塌是保證安全施工的關鍵。在施工設計中，結合施工現場實際情況，確定在DK231+215～DK231+200段采用明洞法施工工藝，在DK231+200～DK231+185段采用明洞暗做法進行施工，DK231+185為明暗分界處。隧道出口洞門與某大橋臺尾剛性連接，采用端墻式結構形式。

結合施工現場實際，邊仰坡刷坡后進行導向墻及長管棚施工，再進行明洞澆筑施工，以確保施工質量和安全。進行邊仰坡開挖時，刷坡應采用人工配合挖掘機的方式，支護上使用錨噴混凝土，盡量減少對洞口的擾動。進行明洞段施工時，在進行了墻頂開挖后，使用整體臺車襯砌施工和泵送混凝土的施工方式。在明洞暗做段施工中，明洞通過設置大邊墻及鋼格柵護拱來提高穩定性。在暗挖段施工中，采用長管棚和小導管進行超前支護，有利于提高圍巖自穩性，在安設工字鋼架后，為避免對山體的過分擾動，洞體開挖可采用分部法進行施工。采用模筑混凝土進行洞門導向墻的施作，以提高洞門結構的穩定性和抗震性能，在內設的工字鋼上進行導向鋼管焊接，鉆孔打入長管棚后進行水泥漿澆筑。

2 洞口段施工要點

在隧道工程中，根據“早進洞、晚出洞”的施工原則，應采取有效措施保證巖體穩定，邊開挖邊穩定，確保施工安全。為安全進洞，在進洞前須設置并完善防排水工程，通過開挖截水溝聯接洞外排水系統，保證地表水不滲流入洞口。

1)明洞施工。將暗洞進洞里程樁定測后，按確定好的方案開挖邊仰坡，應盡量不擾動邊坡。將開挖邊仰坡的坡面危石清除干凈后，及時進行錨桿、鋼筋網，噴射混凝土支護施工，埋設地表下沉的監控點，對地表下沉進行監控。

每刷坡一段就支護一段，以有效確保順利進洞。在該工程中，采用濕噴C25混凝土，噴射厚度15 cm，以確保邊坡穩定。選擇采用長度為3 m的砂漿錨桿，布置呈梅花狀。因洞口地質條件差，設置在邊仰坡的錨桿間距為1.5 m×1.5 m，鋼筋網格尺寸20 cm×20 cm。為提高邊仰坡穩定性，在鋪設鋼筋網前先用細鋼絲網進行防護。

進行測量放樣后，將出洞口位置及法線方向精確后即可正式施工。先將隧道右側大邊墻分步開挖后，為確保施工安全，應及時進行立模澆筑。在接近明暗分界位置時，為確保暗洞掌子面使用預留核心土法進行順利開挖，應按設計要求在明洞上斷面進行導向墻和大管棚施工。將明洞暗做段護拱作業完畢后，應及時進行回填。

在明洞下斷面進行拉槽至隧底標高時，應采取有效的工程措施來確保周邊邊坡的穩定。

2)洞口超前支護施工。進洞位置圍巖破碎，應及時進行大管棚超前支護。在DK231+200左側施工φ108長30 m大管棚，在大管棚下設φ42小導管，小導管長3.5 m，間距0.4 m,縱向間距2.0 m。

在洞口明暗交界處DK231+185右側施工15 m大管棚，長管棚環向長度按拱頂70°范圍設置。導向墻內設工字鋼，工字鋼間距0.5 m。工字鋼外側焊接φ140導向鋼管，導向鋼管環向間距為0.4 m。套拱采用型鋼鋼架支設鋼模板澆筑。

腳手架搭設。當混凝土強度滿足要求后，在洞口進行腳手架搭設，完工后的腳手架應穩固可靠。鉆機就位后，設置專人進行對中確認后予以固定，開始進行鉆孔作業。在鉆進過程中，為確保孔位精度，應設專人進行鉆孔測定。

鉆孔與頂管。利用管棚鉆機作為鉆孔機械，按預埋的導向管鉆機就位。在進行深孔鉆進中，在首節鉆桿尾部外露一定長度時暫停鉆進，長度一般控制在20 cm～30 cm。使用鉆桿聯接套將第二根鉆桿與第一根連接牢固后，繼續鉆進直至設計孔深后，按同樣方法將鉆桿卸下。將大管棚逐節使用鉆機頂入孔內，進行管路連接后將孔口密封，壓水檢查達到設計要求后進行注漿。

大管棚注漿。根據設計壓注水泥砂漿，采用注漿機注入水泥漿進行圍巖加固。水泥漿水灰比1∶1，注漿壓力0.5 MPa～2.0 MPa。

3)明洞襯砌施工。明洞襯砌施工采用液壓整體模板襯砌臺車。明洞襯砌施工是在洞內進行二襯施工一段距離后進行，一般是在洞內二襯施工10 m～20 m后，以提高襯砌結構的整體性。在明洞襯砌施工中，為確保巖體的受力平衡，先施作的仰拱筋強度達到設計要求的70%以上時，即可進行邊墻和拱部結構施作。

在明洞段襯砌時，先綁扎邊墻及拱部鋼筋，將外模板關閉后，一次性連續澆筑成型。

4)明洞防水施工。施工前在洞口設置的截水溝聯接排水系統，具有防止雨水流入隧道的效果。

該工程使用外貼式防水層作為明洞段防水結構層。當明洞襯砌施工結束且混凝土達到設計強度，將無紡布和防水板鋪設完畢后，再進行2 cm厚的砂漿保護層施工作業。在明洞洞頂回填土表層，鋪設夯筑的粘土層作為隔水層，厚度控制為50 cm。通過工程設計確保邊坡與隔水層形成良好的搭接，以保證洞頂地表水能沿坡面流入排水溝。

5)明洞回填施工。為避免回填作業對洞頂防水層造成損害，防水結構中的砂漿層達到設計強度后，方可進行回填作業。為避免對襯砌邊墻產生偏壓，墻背回填與洞門端墻澆筑同時進行。

在施工中，回填作業分墻背和拱頂兩個作業部位。回填作業開始后，連續進行分層夯筑，直至回填土面達到設計高程。

在墻背回填施工中，自兩側墻底至隧道最大跨度線部位同步回填M10漿砌片石后，兩側繼續同步向上進行回填土作業。在拱背回填作業中，兩側對稱向上分層回填，每層進行填筑夯實的厚度控制在30 cm以內，回填土面的兩側高差應控制在50 cm以內。

6)洞門施工。在該工程中，為確保隧道洞口穩定，出口選擇采用了端墻式洞門結構。洞門基礎施工結束后，應通過承載力試驗確保洞門基礎符合設計要求，必要時可采取工程措施來確保洞門基礎牢固，使用片石混凝土或低標號混凝土回填最為常見。

使用鋼筋混凝土澆筑洞門墻。洞門端墻須采用1∶0.25的仰斜坡率，以確保洞門結構滿足穩定性和抗震的要求。端墻的施工平臺使用鋼管支架搭設，一般是加固定位大塊膠合板或鋼模后，通過泵送混凝土入模一次性澆筑成型。

3 隧道洞口沉降監控

1)監測洞口段、淺埋和單壓段的地表沉降。在隧道施工中，一般洞口段由于埋深淺，石質較差，受力結構復雜，洞口開挖造成原有結構的擾動，極易發生塌方，出現安全事故。通過對洞口段、淺埋和單壓段的地表沉降進行監測，以有效確保施工安全。在Ⅴ級圍巖且埋深小于40 m的地段，應每隔5 m～10 m沿隧道軸向布設一個監測點。為實現對地表沉降影響橫向范圍大小的監測，測點布設應每5 m一個，在邊仰坡開挖線周邊的合理范圍內進行。

2)監測拱頂下沉及收斂量。在監測點布設上，應綜合考慮圍巖類型、隧道尺寸和埋深等因素影響，在拱頂和墻中部部位沿隧道縱向進行。監測點位間距應根據施工現場情況合理確定，在Ⅴ級圍巖中一般為10 m。在洞口進行開挖后，應盡早進行凈空變位的量測，最常用的是無尺量測法，及時進行初讀數讀取。淺埋段的洞內外監測點應布設在同一橫斷面內，確保監測精度和效果。

3)仰拱底部的監測。為確保施工安全，應每10 m在Ⅴ級圍巖開挖段的底部進行一個測點的設置，設置的測點須與拱頂下沉測點處于同一斷面上，測量器具為水準儀。量測頻率應根據施工現場地質條件合理確定，一般是剛開始每天測兩次，隨測量記錄的變形量大小進行增加或減少。為確保施工安全，同時進行施工工序的優化和調整。

4 洞口段施工風險及防治

在隧道洞口施工中，存在的主要風險有地層滑坡、崩塌、偏壓及泥石流等。

1)滑坡。當洞口挖方破壞了原坡面平衡，容易導致出現滑坡。或是在原地層滑坡線上開挖，導致出現新滑坡。

當進行邊仰坡開挖時，應對邊仰坡不穩定的地方，增設地表錨桿、注漿樁、深基樁、擋墻、土袋等，增強坡面的穩定性，布置觀測點加強變形觀測。

2)崩塌、落石。在邊仰坡開挖，坡率較陡時，極易出現崩塌或落石。

在開挖邊仰坡后，應及時施作錨桿、鋼筋網，噴射混凝土支護。必要時，可加設錨索、防落石棚，或采取化學藥液注漿等措施。

3)單壓。當隧道出口洞口與地形斜交時，則存在著單壓荷載。

應根據施工現場開挖后的實際情況確定是否換填洞口段基礎。當地基圍巖差，難以滿足承載力要求時，則應將單壓對側的明洞基礎換填為C20混凝土。

[1] 劉 會.偏壓淺埋隧道洞口施工技術[J].現代隧道技術，2008(4)：12-14.

[2] 王永安,蔣樹屏.公路隧道環保型洞口工法設計與施工[J].中南公路工程，2006(1)：22-24.

[3] 溫志陽.淺埋偏壓隧道洞口施工技術分析[J].工程技術(全文版)，2016(22)：81-83.

On keys for construction at exit and entrance sections of some tunnel and its risk prevention

Qu Hongwei

(ShanxiJinzhongRoadandBridgeConstructionGroupCo.,Ltd,Jinzhong030600,China)

Taking some tunnel construction as the example, the paper illustrates the construction points of the tunnel entrance section from the open excavation construction, advanced support construction of the entrance, and lining construction of the open excavation, and points out the prevention measures accordingly, so as to ensure the construction safety of the tunnel entrance.

tunnel, entrance section, open excavation, steel pipe

1009-6825(2017)21-0135-02

2017-05-18

渠洪衛(1980- )，男，工程師

U455

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