淺談隧道洞口偏壓段處理事宜

馮濤

摘 要：目前，我國的隧道技術(shù)越來越成熟，隧道科技越來越普及化，隧道施工安全技術(shù)措施也越來越可靠，在主把安全質(zhì)量這個亙古不能變觀念的前提下，結(jié)合工地現(xiàn)場施工后的具體情況，整理出隧道洞口偏壓段的具體施工方法。

關(guān)鍵詞：隧道洞口；偏壓段；處理

1 工程概況

本工程為公路項目一期工程。施工樁號為K4+980～K6+130，長度為1150米。

該隧道出口位于一條山谷內(nèi)，且處于山坡位置，偏向右側(cè)，因此造成洞門段偏壓。洞口段為陡坡地形，坡度35～40度，淺部殘坡積土含碎石亞粘土，厚約2.5-3.1m；下伏全～強(qiáng)風(fēng)化凝灰?guī)r，屬V級圍巖，出口為反坡掘進(jìn)，設(shè)計縱坡坡率為0.479%。地下水主要以基巖裂隙水形式存在，水文地質(zhì)條件較簡單。

2 施工方案

2.1 原設(shè)計進(jìn)洞措施

針對該隧道出口地質(zhì)和偏壓情況，進(jìn)口端K6+107-K6+122采用半明半暗進(jìn)洞方案，施工時首先采用預(yù)留核心土技術(shù)沿明開挖線進(jìn)行邊坡開挖施工，邊坡高度控制在15m以下；在對坡面進(jìn)行噴錨防護(hù)和護(hù)拱拱腳C20片石砼基礎(chǔ)施作后，按設(shè)計尺寸進(jìn)行護(hù)拱的施作，護(hù)拱完成且達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度75%后，進(jìn)行拱頂土石回填，在護(hù)拱砼強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計要求后再進(jìn)行暗洞開挖。

2.2 進(jìn)洞措施變更原因

2.2.1 原設(shè)計方案進(jìn)洞施工工期長。

2.2.2 南方梅雨季節(jié)來臨，高邊坡施工將會導(dǎo)致安全隱患加大，必須加快進(jìn)洞速度。

2.2.3 原設(shè)計方案大挖大填，對環(huán)境影響較大，不利于環(huán)、水保。

2.3 變更后進(jìn)洞措施

施工開挖至K6+122處，從掌子面情況來看，總體巖層巖質(zhì)較好，左側(cè)靠溪谷處覆蓋層較薄，且存在松散土質(zhì)。按照隧道“早進(jìn)洞，晚出洞”的原則，以及最大程度保護(hù)生態(tài)環(huán)境、防止水土流失，且要盡快處理好洞口偏壓的實際需求，根據(jù)目前實際情況可將原設(shè)計采用半明半暗進(jìn)洞方案調(diào)整為現(xiàn)在位置暗挖進(jìn)洞，則可將暗洞位置從K6+107提前至目前K6+122位置，可大大提前進(jìn)洞時間。

從上述位置進(jìn)洞需要解決洞口偏壓及覆蓋層較薄的困難。因此，變更后的總體方案是：首先對K6+107-K6+122段隧道進(jìn)行偏壓處理，處理的方式為：回填填料進(jìn)行加載。為保證加載的填料能形成整體，對加載的填料進(jìn)行水泥水玻璃雙槳液注漿處理；在偏壓處理完善后，采用無縫鋼管進(jìn)行大管棚超前支護(hù)，使其形成臨時承載棚；開挖前為確保施工安全，在管棚間隙處輔以超前小導(dǎo)管注漿加固技術(shù)進(jìn)行超前支護(hù)；開挖采用環(huán)形開挖預(yù)留核心土技術(shù)施工；開挖后必須立即進(jìn)行超強(qiáng)噴錨初期支護(hù)，確保該段施工生產(chǎn)安全。總之，該段隧道施工必須遵循“管超前、嚴(yán)注漿、短開挖、強(qiáng)支護(hù)、快封閉、勤量測”的十八字原則輔以“弱爆破”原則進(jìn)行施工。

（1）偏壓處理

首先挖除K6+107-K6+122段左側(cè)靠溪溝一側(cè)洞頂?shù)乃缮⒈硗粒⑶謇砀蓛簦瑢Χ错斍謇沓鰜淼男_溝采用C20砼（砼內(nèi)布置分布構(gòu)造鋼筋）進(jìn)行補平，在補平后的表面鋪設(shè)一層Φ8@150×150鋼筋網(wǎng)（鋼筋網(wǎng)必須采用焊接聯(lián)結(jié)牢固），將干凈的石渣回填到洞頂至1m后，鋪設(shè)一層Φ8@150×150鋼筋網(wǎng)，再用石渣回填，使覆土厚度不小于4m；回填完畢后，對回填段采用Φ42×4mm小導(dǎo)管進(jìn)行注漿加固。回填前，根據(jù)現(xiàn)場情況及設(shè)計要求，做好格擋措施。

地表注漿時，小導(dǎo)管以梅花型布置，間距1.5m，小導(dǎo)管深度以距離開挖線20cm為宜，注漿漿液采用水泥砂漿，強(qiáng)度為M7.5，砂采用中砂，水泥采用P.O.32.5，注漿采用分段注漿，分段按照標(biāo)高統(tǒng)一確定，最底端注漿壓力不小于1.2MPa；鋼花管最上部1.5m不開孔，作為止?jié){段，鉆孔時，在四周及最深處，均布設(shè)觀察孔，以隨時了解注漿情況，評定注漿質(zhì)量。注漿順序，應(yīng)先四周、再中間、先最低、再往高，不得隨意亂注，造成“夾心”現(xiàn)象。處理范圍為：縱向K6+122～K6+108，長度14m，橫向?qū)挾纫猿^隧道開挖斷面1.5倍為宜。

（2）套拱施工

套拱采用四榀I16工字鋼組成剛性骨架，相鄰兩榀工字鋼架之間的縱向連接鋼筋采用Φ22的II級鋼筋，環(huán)向間距0.8m，縱向連接鋼筋應(yīng)與每榀鋼架焊接牢固。為盡早進(jìn)洞，套拱采用C25砼，厚度40cm。超前小導(dǎo)管尾部應(yīng)與鋼架焊接牢固。

（3）超前支護(hù)

大管棚：超前支護(hù)采用大管棚進(jìn)行超前支護(hù)，首先利用鉆孔臺車作為鉆深孔機(jī)械，按設(shè)計孔位實施作業(yè)，在鉆孔時，要確保孔徑比棚管外徑大15～20mm；然后進(jìn)行頂管施工，采用Φ108無縫鋼管加工后作為棚管，把加工好的管節(jié)連接套安裝在鋼管兩端，將鋼管安放在臺車大臂上，對準(zhǔn)已鉆好的引導(dǎo)孔，低速推進(jìn)鋼管，直至達(dá)到棚管設(shè)計長度，用鉆頭掏盡鋼管內(nèi)殘渣，進(jìn)行棚管補強(qiáng)，即鋼管內(nèi)注漿，封口后施工下道工序。

小導(dǎo)管：為確保安全，管棚間隙采用小導(dǎo)管注漿加固技術(shù)對斷面周圍進(jìn)行注漿加固。小導(dǎo)管采用直徑50mm、長度3m的焊接鋼管，鋼管鉆設(shè)間距150mm的注漿花孔后，沿斷面拱部于大管棚間隙內(nèi)環(huán)形布置，外插角5-15°為宜。小導(dǎo)管安設(shè)完成后采用可注性較好的水泥漿液進(jìn)行注漿。

（4）開挖

開挖采用環(huán)形開挖預(yù)留核心土施工技術(shù)，將開挖斷面分為環(huán)形拱部、上部核心土、下部臺階三部分進(jìn)行開挖，開挖進(jìn)尺控制在0.5-1m范圍內(nèi)施工。如遇硬巖則輔以“弱爆破”原則進(jìn)行施工，以控制爆破對周圍巖層所造成的擾動。

（5）初期支護(hù)

本段初期支護(hù)采用加強(qiáng)形式，系統(tǒng)錨桿采用Φ25×5mm先錨后灌式注漿錨桿，長度3.5m，縱向環(huán)向間距0.5～1.0m；鋼拱架采用16#工字鋼冷彎制作，鋼拱架之間間距為0.75m，相鄰鋼拱架之間采用Φ22鋼筋連接，鋼拱架必須與鄰近的小導(dǎo)管、系統(tǒng)錨桿進(jìn)行焊接連接，由于開挖采用分部開挖，鋼拱架不能一次閉合成環(huán)，因此，在鋼拱架上半斷面，增設(shè)鎖腳錨桿，每處4根；該段噴射砼采用25cm厚C20噴砼，噴砼內(nèi)布設(shè)雙層鋼筋網(wǎng)，鋼筋網(wǎng)采用Φ8鋼筋焊接，網(wǎng)格間距15cm。

3 施工注意事項

3.1 施工時要注意天氣變化，雨天不得進(jìn)行高邊坡作業(yè)。

3.2 洞頂土方剝離應(yīng)清除干凈，避免素土影響注漿效果。

3.3 石碴往洞口上方倒運要注意施工安全，必須有專人指揮，專職安全員巡視。

3.4 注漿質(zhì)量關(guān)系到暗洞開挖安全，因此必須把好每一關(guān)，以確保注漿質(zhì)量。

3.5 在作業(yè)前，必須對洞口處的永久及臨時排水系統(tǒng)進(jìn)行完善，確保能順利排出雨水，使水害對工程的影響減至最低。

3.6 洞口爆破，要做好防飛石措施，面對臨時設(shè)施處，均要布設(shè)防護(hù)架子，并滿鋪炮被。

3.7 開挖時，要及時進(jìn)行量測，以便對施工進(jìn)行正確的判斷和調(diào)整。

3.8 噴射砼施工，要嚴(yán)密注視鋼架背后是否噴射密實。

3.9 在施作套拱前，必須先完成邊、仰坡的加固工程。

4 施工總結(jié)

隧道進(jìn)口偏壓段在如今的隧道中較為常見，結(jié)合此次公路一期工程的偏壓處理效果來看，上述施工方案是可行的、安全的。