偏壓狀態下隧道洞口段明洞暗挖施工技術探討

申敏

(貴州橋梁建設集團有限責任公司，貴州貴陽550001)

偏壓狀態下隧道洞口段明洞暗挖施工技術探討

申敏

(貴州橋梁建設集團有限責任公司，貴州貴陽550001)

由浙江杭新景高速公路有限公司建設的杭新景高速公路衢州段隧道及窖山頂隧道，施工過程中對隧道明暗交界段采用明洞暗挖技術，總結出在偏壓情況下隧道明洞暗挖技術流程和技術原理。此技術不但保證了整個隧道施工安全，同時節約了建設用地，還避免高邊坡的開挖，極力的保護了整個周邊的原生態環境，還減低了整個工程造價成本。

隧道洞口;明洞暗挖;施工技術;偏壓狀態

1 適用條件及洞口施工技術要點

對于偏壓狀態下的隧道洞口段進行明洞暗挖技術處理，采取重力式混凝土進行偏壓擋墻及套拱，主要應用這兩種平衡措施，可解決洞口段偏壓進洞困難這一問題。此施工方式工序相對較少，其操作簡單且安全系數高，基本不會破壞到原山體，并且回填土、擋墻對山體有一定的反壓效果，經過對明暗交界段的套拱施工和地表注漿，可確保山體穩定性，尤其對于強風化、全風化的圍巖段，其效果相當明顯，并且此施工方法大大地節約了建設用地，這避免了高邊坡的開挖。此施工方式只適合用在進洞口處山體坡面差不多平行或者隧道走向斜交，洞口段偏壓狀況相當嚴重，并山勢陡峭，在進洞段處需要大面積的開挖隧道。

2 具體施工技術機理

對于偏壓狀態下的隧道洞口段進行明洞暗挖技術處理，采取重力式混凝土進行偏壓擋墻，對明暗交界段的套拱進行施工，可平衡隧道單側的偏壓力，這保證了隧道結構的安全，可安全進洞。進行套拱施工時，盡量減少在上拱腳邊坡的開挖，少去擾動原山體，并且及時跟進對開挖面的支護。

3 施工工藝流程以及技術要點

3.1 具體施工工藝的流程圖(詳見圖1)

圖1 施工工藝的流程圖

3.2 具體施工技術重點

(1)施工的準備及測量放樣。在施工前提前準備好設備材料，整理好洞口場地，確保平整。測量整個隧道的邊線及中心線，在明暗交界段處測繪很多組橫斷面圖，再按照隧道的平面和山體邊坡線兩者之間的關系，來確定施工的范圍。

(2)套拱拱腳的開挖與支護。套拱拱腳的開挖就是對上拱腳的開挖，進行開挖時把握好開挖面，少去擾動原山體，一定要清理掉松散土質和土質覆蓋層。拱腳開挖之后，必須及時對坡面進行防護處理，上拱腳及其以上部分的坡面均應用鋼筋網、注漿小導管、C20噴射混凝土來加固防護，對于拱腳之下的部分坡面，應用噴射混凝土來防護加固。

(3)擋墻基礎施工，在明洞遠山體側和明暗交界段加上偏壓式擋墻功能，擋墻基本要求，必須座于巖基上，對于開挖深度依據當時地質狀況再確定。在基底和巖面結合位置處設置注漿錨桿，而錨桿參數的要求為:直徑為25中控注漿錨桿，露頭0.05 m，長度為3.5 m，間距為0.05×0.06 m。偏壓式的擋墻外側坡率是1∶0.3，另擋墻基礎使用C15混凝土來澆筑。

(4)套拱施工。套拱采取C30混凝土澆筑，厚度為0.1 m，內置拱架是鋼格柵，對于拱架使用18工字鋼，兩者間距0.08 m/榀。將套拱下拱腳放于偏壓擋墻內部，擋墻內和鋼拱架之間采用預埋型鋼焊接。適當擴大上拱腳，成形之后大拱腳其高0.2 m、厚度75 cm，加大了與巖體的接觸。拱部巖面使用注漿小導管來支護，采用直徑為42 mm× 4 mm的小導管，其長度5 m，兩兩縱橫向間距為50 cm×60 cm，小導管伸到套拱內部50 cm處且露頭。套拱的上拱腳內設一道為25號的縱向槽鋼，并和邊坡支護的小導管以及鋼拱架一并焊接固定，這時鋼拱架將聯成一體，并且與山體也合為一體。對套拱進行兩次施工，其先施工200 cm長，同時完成對明側大管棚的施工，其次再進行剩余部分的施工。在安裝鋼拱架時，需要與套拱內預的埋孔口管兩者相焊接。處理完之后，再安裝套拱的外模板，以及澆筑混凝土，其養生時間不能少于半月。

(5)大管棚施工。對管棚施工為兩次，分別是明側、暗側施工。前提套拱強度＞70%，才可對管棚鉆孔，在施工時必須把握鉆桿角度，并確保鉆孔的深度不會侵入到開挖的范圍內，另外，孔道的深度必須符合設計的要求。大管棚參數規格如下:①管棚規格:使用熱軋無縫鋼管，管直徑為108 mm，管壁厚為6 mm，節長度為6 m和3 m。②管距:兩兩環向間距為4 cm。鋼管的接頭應用絲扣來連接，其絲扣長度為15 cm，縱向同一個斷面的接頭不能大于50%，兩個相鄰的接頭之間要求錯開距離保持在1 m以上。鋼管安裝完后立即加注漿，采用高低壓力和中流量進行注入，在注入時壓力會逐漸上升，而流量會逐漸減小，在升到終壓時，并持續頂著壓力注漿5 min之后再結束。

(6)偏壓擋墻施工，偏壓是擋墻的外側坡率為: 1∶0.3，采用C20混凝土對墻身部分進行澆筑，采取毛面花崗石對墻身外側進行砌筑，依據地形可把基礎作為臺階式，其單級臺階的寬度不可＜1 m，石料質地必須堅硬，要求無裂紋且不易風化。澆筑混凝土之前，注意檢查混凝土坍落度，及混凝土均勻性。

(7)監控測量結果并分析，在窖山頂隧道洞口，應用明洞暗挖技術，觀測地表位移，觀察洞內拱頂下沉以及周邊收斂狀況。施工完兩年后對洞口進行第二次補砌，這時地表位移的觀測點水平位移值(Max:11 mm)，垂直沉降值(Max:14 mm)，洞內拱頂下沉與周邊收斂累計值分別為20 mm、19 mm。

4 與傳統施工法對比評估效益并分析

采用明洞暗挖施工技術與傳統施工技術對比，其工程投資成本大大降低。采用明洞暗挖施工措施，可保證隧道施工的安全，同時節約了建設用地，減少植物破壞率，保護了生態環境，進而實現了對隧道零開挖進洞，整個施工各項技術指標均符合相關要求，并且整個工程質量相當不錯。經過此次實施，這為今后同類隧道施工提供了參考及借鑒，是個成功的典型，這促進了隧道施工技術的進步。

5 結束語

通過上述監測結果說明，應用明洞暗挖施工技術，其效果不錯，此技術可有效解決掉偏壓及淺埋隧道進洞的難題，這為今后同類隧道施工提供了參考及借鑒。明洞暗挖施工技術，不僅可保證整個隧道的施工安全狀況，同時節約了建設用地，還保護了周邊的生態環境，這大大降低了工程造價費用，這有利于今后經濟的發展。

［1］王春華.超前支護淺埋暗挖技術在小間距隧道中的應用［J］.施工技術，2013，42(1):101－104.

［2］杜長鈴.聯合隧道超淺埋偏壓段明洞暗做施工技術［J］.山西建筑，2014，40(7):198－200.

［3］岳清明.論軟巖隧道淺埋偏壓段護拱施工技術［J］.城市建設理論研究(電子版)，2015，(17):595－596.

U455

C

1008－3383(2017)04－0162－02

2016－10－20

申敏(1977－)，男，貴州貴陽人，高級工程師，研究方向:公路土建。