隧道邊仰坡零開挖進洞施工技術探討

張 秀 琴

(山西省晉中路橋建設集團有限公司第三分公司，山西 晉中 030600)

在新奧法隧道施工中由于受隧道周邊地形、地質、地貌、環境及氣象等外部條件以及隧道內部應力的影響，洞口段施工相比較洞身施工來說一直是隧道施工的難點，洞口段的施工會對隧道洞身的施工產生影響。而傳統的隧道進洞施工技術多數是采用高刷坡的方式，在洞口范圍內自上而下根據邊仰坡的坡度進行刷坡，在保證洞口頂部有一定覆蓋層厚度的前提下開挖上導進洞施工。但是采用這種大刷坡的方式進洞不僅容易破壞原山體的自有平衡，而且對環境也有破壞，隨著近幾年來我國對環境保護工作的力度逐步加強，對基礎建設的環境保護也提出了更高的要求。隧道洞口要求盡可能多的減少原有植被破壞及工后綠化恢復也提上了議事日程。

1 施工簡介

我單位承建的某隧道工程中根據業主要求，為了更好的保護環境及加快工程施工進度，在施工中采用“零仰坡”開挖進洞法組織進洞施工，有效地解決洞口工程病害，保護了隧址區域的自然環境，形成了一套隧道邊仰坡“零開挖”的開挖進洞施工技術方案。

該技術在確保隧道施工進洞安全和大幅減少運營期洞口段地質治理以及環境保護方面效果明顯，技術先進，有明顯的經濟和社會效益。

2 工藝原理

隧道邊仰坡零開挖施工技術改變了傳統的高刷坡的隧道進洞方式，極大的減少了隧道洞口邊坡的刷坡量，減少了大量的挖方工作量，使原有植被也得到了很好的保護。在進洞的準備工作上，會對原洞口坡度稍作休整，根據原設計輪廓線在洞口兩邊支設工字鋼拱架，利用超前小導管與管棚結合對隧道洞口部分進行預支護，以開挖上導的方式進洞。在進洞深度到一定的循環進尺后，盡快封閉成環。由于沒有對原有邊坡進行大的刷坡，所以在進洞的時候，洞口地段的覆蓋層厚度比傳統的隧道進洞方式要減小很多。在洞覆蓋層不足的前提下，要保證安全進洞，我項目部選擇臺階法進洞，隧道中間設中隔墻。在施工過程中要保證洞口地段開挖部分盡早封閉，盡早將仰拱封閉成環，以保證快速安全環保進洞。

3 關鍵技術

3.1 工藝流程

邊仰坡零開挖進洞施工工藝流程見圖1。

3.2 施工要點

洞口段的施工順序為：1)護拱邊墻兩側拉槽;2)架設護拱鋼拱架;3)澆筑護拱邊墻混凝土;4)超前支護施工;5)護拱拱項鋼以及混凝土的施工;6)分臺階開挖護拱及仰拱;7)護拱及仰拱的支護以及混凝土的澆筑;8)進入巖體內護拱部分的開挖、支護及襯砌;9)洞口段二襯混凝土的施工;10)隧道洞身開挖。

3.3 過程控制

3.3.1測量放樣

根據設計要求并結合洞口部分實際地形及標高計算出洞口開挖邊線坐標。根據隧道內控制導線點來控制隧道邊坡開挖邊線坐標。在具體操作上，使用全站儀確定洞口部分的最小開挖邊坡輪廓線，用來控制洞口邊仰坡的開挖。如果洞口部分有少量的清表工作，不允許使用機械，要采用人工的方式進行，以減小機械對洞口的振動，保證洞口部分的邊坡穩定。在洞口開挖前要按設計要求做好洞頂部分的排水工作。

3.3.2邊墻施工

1)基礎開挖：洞口邊墻的開挖可根據工程實際采用拉槽或者是挖井。在邊墻的開挖過程中，要盡可能的保證核心土不受破壞，以維持洞口山體穩定和下步采用臺階等施工技術進洞時利于形成開挖工作平臺。邊墻在開挖的過程中要保持對稱開挖。開挖4 m時，對于低穩定性的圍巖要采用頂撐、錨噴支護等防護措施。邊墻開挖過程中要保持兩側邊墻對稱開挖。對失穩的坑壁要采取措施進行防護。對于較硬巖石要采用預裂爆破形成減震帶，分層開挖。邊墻基底埋深不淺于1 m。若基底埋深過淺，需采取加固措施。

2)邊墻澆筑：模板的支立要符合規范要求。在澆筑混凝土時，接縫處要留有預埋鋼筋。

3.3.3鋼拱架架立

鋼拱架的制作需按設計要求在現場制作與安裝。在安裝過程中保證定位準確。鋼拱架的安裝要保證二襯按設計厚度完成后隧道能有設計要求的凈空。每兩榀鋼拱架之間用直徑22 mm的螺紋筋固定，固定間距不小于1 m。同時也可以輔以鎖腳錨桿將鋼拱架固定。底部連接基礎要穩定，牢固。在混凝土澆筑的過程中可先澆筑邊墻混凝土，也可連拱部鋼架一起架設完畢，并一起澆筑。

3.3.4隧道拱部的施工

在開挖工作完成后，要進行頂部工字鋼的架立，為了保證工字鋼的穩固。工字鋼需與超前管棚或超前錨桿焊接固定。并在架立的工字鋼上定位出下一循環的超前管棚的導向管。在進洞一定距離保證洞頂覆蓋導厚度的前提下，根據現有地質條件，經監理工程師批準，可以改變預支護方式。在澆筑拱部的臨時襯砌混凝土時，根據設計及隧道施工規范，拱頂部要留有一定沉降量。在護拱混凝土強度達到一定強度后，隧道進洞方式采用臺階法加中隔墻的方式進洞。在下導開挖工作完成后要及時連接上導部分鋼架預埋鋼筋，施作下導部分支護，盡快將下導部分封閉。在二襯混凝土施工前，要完成防水卷材的鋪設(將防水卷材鋪設在臨時襯砌上)。

3.3.5二襯混凝土施工

在進入洞身長度滿足設計及施工要求后，洞內各工序都能正常進行的前提下，可進行洞口段二襯襯腳以及洞門的施工，進行此項工作還可加強洞口穩定。洞口的施工與洞內作業同時進行，洞門混凝土的強度與洞身相同。洞門工程的施工可采用與洞身施工平行作業的方式進行，洞門的施工要避開雨季。在進行洞身襯砌混凝土施工的同時可連同洞門混凝土整體澆筑；在洞門工程完工后要進行表層覆土植草木進行綠化處理，做到人文景觀和自然景觀有機統一，使其與自然環境更加協調。

4 實施效果驗證

本隧道工程在進洞施工技術上采用此項施工技術開挖進洞。該隧道洞口地質差，為Ⅴ級圍巖，不穩定、易坍塌。地處黃土溝谷梁峁區，隧址區內地形起伏較大，黃土沖溝發育，洞體地表地形較為破碎且該地區干旱少雨，植被貧乏，生態環境極為脆弱，破壞后較難恢復。該隧道進出口施工場地狹窄，進出口段全部為Ⅴ級圍巖，其中進、出口地層均為第三系中可塑～硬塑粉質粘土組成，洞門采用整體式混凝土結構，洞口最小埋深約8 m～66 m。出口進洞采用零仰坡開挖法，已順利快速地進入正洞身，安全通過洞口段軟弱圍巖。進度快、效益高、質量好，受到業主的好評，取得了良好的經濟、社會和生態效益。