不良地質公路隧道進洞關鍵施工技術研究

摘 ?要：近年來，我國高速公路建設發展迅速，通車總里程突破60000km。當前高速公路規劃逐漸走向山區，隧道建設逐年增加，隧道進洞成為公路隧道建設施工中的難點之一。本文結合黃千高速隧道工程，在洞口地質條件差的前提下，確定了“套拱+管棚+明洞”的進洞方案，并詳細介紹了相關施工工藝，從而既保證山體穩定、順利進洞，又保證工程順利開展。

關鍵詞：不良地質;公路隧道;進洞施工

中圖分類號：U445.4????文獻標識碼：A????文章編號：2096-6903（2019）07-0000-00

1 工程概況

黃山至千島湖公路設計等級為高速公路，隧道采用雙洞單向雙車道行車型式。葫蘆尖2號隧道進、出口均位于斜坡，隧道右線全長1780m（起訖樁號為K15+482～K17+262），左線全長1795m（起訖樁號為ZK15+481～ZK17+276）。

隧道進洞口段位于斜坡，圍巖級別為V級，根據現場工程地質調繪、物探資料、野外編錄、原位測試和室內土工試驗成果，隧址區地層為第四系全新統坡積物（）和青白口紀井潭組（Qnj）凝灰巖。

2 工程難點

1. 隧道洞口為青白口紀井潭組凝灰巖，巖層走向與洞軸線斜交、偏壓，全部屬Ⅴ級圍巖。巖石極破碎，強度較低，成洞條件差。

3 進洞施工關鍵技術

葫蘆尖2號隧道左右洞均采取單向掘進（從出口向進口）施工。進洞前，首先施作洞頂截、排水溝等排水設施，洞口臨時邊仰坡采用錨網噴進行防護，洞口偏壓段、V級加強襯砌洞口段根據具體地形地質條件以超前注漿大管棚作為預支護，加固地層確保安全進洞。

3.1 洞口邊仰坡施工

組織復測并控測布網，按照“零”開挖進洞原則將洞口位置準確定位。在開挖洞口邊仰坡時需要對洞內施工情況和需求進行充分考慮，做好洞口施工現場的合理布置。

3.1.1 地表防排水

洞頂按設計要求人工開挖并施作洞頂截水天溝，確保洞口可以順暢排水，不會出現積水問題。做好截水溝設置，通常設置在洞口邊、仰坡開挖線外5～10m左右，避免洞臉遭受雨水沖刷。同時需要將沉降觀測樁埋設于坡頂上部，對下沉情況進行定時監測。

3.1.2 邊坡開挖

做好截排水系統后，人工配合挖掘機根據實際進洞需要開挖邊仰坡，邊仰坡的開挖坡度隨原地面的坡度改變而改變，確保坡面平順并與原地形成為一體。裝載機配合自卸車運渣，人工配合刷坡。

3.1.3 邊仰坡防護

（1）邊坡錨噴支護。人工配合修整邊坡達到設計要求，邊仰坡施工Φ22砂漿錨桿，間距1.5m×1.5m呈梅花形布置，掛設Φ8鋼筋網片，噴C20混凝土，厚度10cm。葫蘆尖2號隧道左線進口仰坡另增設Φ25自進式中空注漿錨桿，間距2.0m×2.0m。

3.2 洞口套拱

葫蘆尖2號隧道出口設置2m長、0.8m厚的洞口套拱。為了避免套拱進漿需要封堵好導向管兩端。

3.3 超前大管棚

進出口端洞口段暗洞圍巖屬于強-中風化地質，為了保證施工質量安全需要進行Ⅴ級支護，支護形式為超前大管棚。待套拱混凝土強度達設計及規范要求，方可實施管棚鉆孔工作。隧道洞口段拱部設1環長L=30m、直徑Φ108超前大管棚的超前支護預加固措施進洞。

3.3.1 工作平臺與導向墻

大管棚施工前先開挖洞臉明洞土石方到隧道拱角處留置工作平臺，然后再開挖面設導向墻。導向墻長度2m，厚度80cm，使用C25混凝土澆筑，內設4榀I20a工字鋼架;導向墻內部設置φ133壁厚4.5mm導向鋼管，長度2m，外插角1°～3°，共37根。

3.3.2 鉆孔及注漿

超前大管棚鉆孔采用專用管棚鉆機，最高水平鉆進高度4.5m，單根鉆桿長度3m，主臂可垂直360°回轉。此機械設備主要利用的是頂驅的回轉和沖擊作用，在軟弱圍巖中同時回轉鉆進套管和鉆具。鉆進穿孔采用的是大扭矩回轉套管，將孔向的精度和鉆深能力都大大提升。為了可以將鉆具絲扣便捷地加緊和卸擰，在鉆架上特意配置了兩度液動夾頭，可以有效降低勞動強度。設備中帶有液動注水泵可以實現清孔和排渣，節省了清孔工作。

采用KBY-50/70雙液注漿機開展注漿作業，漿液由水泥拌合機和TBW50/15 混漿機拌制。

3.4 明洞施工

3.4.1 明洞開挖

洞口前段明挖，采用挖掘機開挖，局部巖石段采用弱爆破開挖，自卸汽車運土，人工配合刷坡，并隨開挖隨防護，開挖前在開挖邊坡線以外5m設置坡頂防排水系統，并應盡量避開雨季施工;洞口前明挖配合進洞施工方法采用臺階法開挖。鑒于洞口段均為Ⅴ級圍巖，因此按Ⅴ級圍巖開挖順序施工，如圖1所示。

（1）開挖①步時需要充分做好臨時防護措施，②③步開挖要間隔一定距離依次完成，同時也要充分做好防護措施。

（2）澆筑Ⅳ步拱墻鋼筋混凝土并且完成防水層施工。

（3）拆模工作要在混凝土強度達到設計強度70%以上后方可進行，并且回填部分工作面。

（4）按照⑤步開挖、Ⅵ步仰拱鋼筋砼澆筑及Ⅶ步仰拱填充的順序依次完成施工作業。

（5）Ⅷ步回填分層完成直到達到設計厚度后進行封頂，封頂采用黏土層。

3.4.2 仰拱及洞口基礎施工

開挖后處理好基底，測量基底承載能夠滿足規定標準后，可以進行仰拱施工和混凝土填充施工。在仰拱混凝土終凝后，填充澆筑混凝土。施工中采用的是C30自防水鋼筋混凝土。采用弱爆破施工方式開挖基礎，運輸車輛為自卸汽車。在安裝鋼筋前，需要進行水平、中線點的測量放樣，做好鋼筋的定位設置，然后將鋼筋安裝到位，保證正確處理好鋼筋的位置。

在穩固的地基上設置好明洞和洞門側基礎設施，嚴格按照設計要求進行基礎埋設寬度和深度的設置，如果兩側側壁存在軟硬不均勻或者松軟的地基，需要首先做好加固處理才能進行基礎施工。

3.4.3 拱墻二襯砼澆注

采用C30自防水鋼筋混凝土進行明洞拱圈襯砌施工，混凝土澆筑為整體臺車完成。泵送混凝土入模并且采用拆入式振搗器進行振搗，嚴格控制好振搗過程，不得存在漏振或者過振的情況，當表面出現了浮漿可以停止振搗。

3.4.4 防水層施工

澆筑完成明洞混凝土后做好混凝土強度檢測，當強度100%達到設計要求后可以在明洞拱圈外設置保護層，通常為3cm厚度的M10砂漿。在充分做好混凝土施工后才能進行防排水施工，避免后期水的滲入影響施工質量安全。通常采用雙層土工布結合EVA防水板的方式作為防排水層。

3.4.5 明洞回填

在完成洞門施工且混凝土強度達到設計的強度后需要進行明洞回填施工作業。首先需要用粒徑不超過10cm的土石方回填兩側，然后做好洞口的防護處理以及排水處理。土石方填筑按照從下到上對稱分層的方式回填。回填過程中要保證回填土分層夯實，可以采用機械和人工相互配合的方式完成夯實工作，這種方式能夠保證夯實效果，提高工作效率。在夯實過程中每層的厚度應當控制在0.3m以內，要保證壓實度超過90%，做好兩側回填高度的控制，要盡量保證高度一致，高差控制在0.5m以內，如果有必要，可以采用臺階狀施工方式，此時的回填高度不能超過5m。要良好地搭接好黏土隔水層和邊仰坡，保證緊密封閉，用噴砼圓弧做好搭接處的過渡處理。施工中需要注意保護好防水層。在完成明洞回填后，及時防護好洞口、洞頂和坡面的綠化，從而提高回填體的穩定性，保證工程的施工質量。

4 結語

在公路隧道施工中，需要不斷提高施工技術水平，加強施工過程管理，合理配置相關資源，并且對施工中的重難點和細節加強控制，嚴格按照施工流程操作，最終建設良好的工程項目。本文以具體工程案例為研究對象，在分析工程難點的基礎上，重點針對隧道進洞施工技術進行探討，分析了邊仰坡施工、洞口套拱、超前大管棚和明洞施工具體施工方法，希望能夠為同行提供一定參考。

參考文獻

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收稿日期：2019-10-11

作者簡介：周志強（1985—），男，吉林臨江人，本科，工程師，研究方向：隧道施工技術管理。

Research on the Key Construction Technology of the Tunnel in Bad Geology

ZHOU Zhiqiang

（China Railway 16th Bureau Group Fourth Engineering Co.Ltd.， ?Beijing ?101400）

Abstract：In recent years， China's highway construction has developed rapidly， with a total mileage of 60，000km. At present， highway planning is gradually moving towards mountainous areas， and tunnel construction is increasing year by year. Tunnel entry has become one of the difficulties in highway tunnel construction. This paper combined with the Huangqian high-speed tunnel project， on the premise of poor geological conditions at the entrance， determined the "jacket + pipe shed + open hole" entry plan， and introduced in detail the relevant construction technology， so as to ensure the stable and smooth entry of the mountain Hole， and ensure the smooth progress of the project.

Key words：unfavorable geology;highway tunnel;entrance construction