公路隧道洞口淺埋段施工技術(shù)研究

焦帆

山西路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司 山西太原 030006

1 項(xiàng)目背景

此公路工程項(xiàng)目的全線長度是5.307km，采用的是雙向四車道，設(shè)計(jì)的行車速度為80km/h。其中包含了一座長大隧道（類型是雙分離式），起訖樁號具體如下：右線，YK162+620--YK163+465，長度是1085m，隧道的凈空是10.35×5m；左線，ZK162+450--ZK163+541，長度是991m，隧道的凈空是10.35×5m。

2 洞口淺埋段施工技術(shù)

2.1 洞口邊坡開挖及錨網(wǎng)噴射混凝土

洞口邊坡開挖是隧道洞口淺埋段施工中的一項(xiàng)重要環(huán)節(jié)。首先需要開挖洞口邊坡與仰坡，且在坡頂區(qū)域建立截水溝，以免開挖面受到雨水沖刷而出現(xiàn)松動。根據(jù)設(shè)計(jì)方案要求的坡度實(shí)施開挖，但是挖掘階段必須保證洞口土體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，若是需要則可采用分級處理方式[1]。此外，隧道洞口邊坡開挖過程中應(yīng)安排專業(yè)技術(shù)人員實(shí)時觀測邊坡結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及沉降量。本公路隧道項(xiàng)目中為了能夠保證左側(cè)偏壓山體的安全性，則要在左側(cè)的邊坡翼墻區(qū)域開挖施工結(jié)束后，應(yīng)及時開始翼墻施工[1]。洞口邊坡開挖階段，選擇錨網(wǎng)對暴露圍巖實(shí)施封閉處理。通過風(fēng)鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔施工，然后將花管插入至孔洞內(nèi)，實(shí)施錨管注漿作業(yè)。在錨桿注漿施工完成之后，緊接著就要噴射混凝土，實(shí)施坡面封閉處理，以免雨水滲透、沖刷坡面。

2.2 套拱施工

從本質(zhì)上分析，套拱是管棚頂進(jìn)施工的基本導(dǎo)向與重要載體，同時套拱效果與孔口管的安裝精度直接關(guān)系到管棚頂進(jìn)精度。此公路隧道項(xiàng)目的長管棚套管施工劃分為2個階段：第一階段是將明洞的土石方開挖到套拱標(biāo)高以下1m位置，然后進(jìn)行管棚段套拱作業(yè)，以及實(shí)施長管棚鉆鑿[2]；第二階段是等到長管棚安裝施工結(jié)束之后，對開挖明洞土石方的下部進(jìn)行套拱。從管棚套拱施工方面分析，在混凝土澆筑之前必須認(rèn)真檢查孔口管，安排專業(yè)人員通過測量精準(zhǔn)定位孔口管位置與角度，而混凝土澆筑階段應(yīng)按照規(guī)定要求實(shí)施復(fù)核，若是出現(xiàn)了偏位，則應(yīng)立即優(yōu)化與調(diào)整，以防止鋼管頂進(jìn)過程中發(fā)生偏差。此隧道洞口管棚施工選擇的是潛孔鉆，在鉆孔階段必須認(rèn)真觀測洞內(nèi)轉(zhuǎn)巖現(xiàn)象，每次鉆完1孔之后就要及時頂進(jìn)1根鋼管，以絲扣方式有效連接鋼管接頭，而有孔與無孔鋼管采用循環(huán)安裝施工方式[2]。

2.3 管棚安裝及注漿

注漿孔的環(huán)向間隔距離是15cm，直線間隔距離是30cm，也就是每間隔15cm設(shè)置了2個注漿孔。其中無孔鋼管首節(jié)前壁需要錯鉆多個孔（直徑范圍是10mm至15mm），從而確保排氣出漿[3]。每一次沖孔施工結(jié)束之后，需要及時頂入鋼管。而相鄰的鋼管采用年錯開方式進(jìn)行接頭，同橫斷截面的接頭數(shù)量應(yīng)確保≤50%。所有孔首節(jié)鋼管的前端應(yīng)制作為錐狀，以順利實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向插入。在正式注漿施工之前必須展開液漿試驗(yàn)，確定液漿的最佳配合比，而注漿則以單管達(dá)到了設(shè)計(jì)要求注漿量為結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)注漿施工結(jié)束之后，必須及時將管中漿液清除干凈，選擇水泥砂漿（類型是M30）實(shí)施填充處理，從而提高管棚剛度與強(qiáng)度。此外，管棚和其他超前支護(hù)的搭接長度≥1m，且在管棚施工后按照規(guī)定要求開始養(yǎng)護(hù)作業(yè)。

2.4 超前支護(hù)

當(dāng)套拱與管棚注漿施工結(jié)束之后，隧道洞口段巖層經(jīng)過注漿處理能夠有效增強(qiáng)其穩(wěn)定性，等到注漿強(qiáng)度符合規(guī)定基本要求之后，需要展開明洞土石方與仰拱開挖，以確保洞口圍巖區(qū)域的安全施工。此公路隧道工程項(xiàng)目中的洞口段圍巖級別是VI級，巖層表現(xiàn)較為破碎，所以洞口段的管棚后端采用“鋼拱架+超前小導(dǎo)管”方式進(jìn)行超前支護(hù)[3]。

3 施工控制要點(diǎn)

3.1 砂漿錨桿施工

根據(jù)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)規(guī)定基本要求選擇選擇φ22mm砂漿錨桿，并保證其具備較強(qiáng)的錨固力。同時以抽樣方式檢驗(yàn)錨桿的抗拔力，其中每100根檢驗(yàn)的數(shù)量≥2根。隧道洞口邊坡與仰坡防護(hù)選擇的是φ3.5mm砂漿錨桿支護(hù)，應(yīng)保證錨桿間距符合設(shè)計(jì)規(guī)定要求。選擇風(fēng)鉆實(shí)施鉆孔，確保鉆孔方向和坡面的夾角是90°。當(dāng)清孔施工結(jié)束之后應(yīng)立即塞入錨固劑，并頂進(jìn)錨桿，詳細(xì)施工流程見圖1。

圖1 錨桿施工流程

3.2 布設(shè)鋼筋網(wǎng)

采用直徑是6mm的圓鋼編制鋼筋網(wǎng)（具體規(guī)格是20cm×20cm），通過加工廠將其制作成片。在正式進(jìn)行施工之前需要將鋼筋網(wǎng)綁扎成為網(wǎng)格形狀，等到錨桿與初噴混凝土施工結(jié)束之后進(jìn)行鋼筋網(wǎng)覆蓋，確保其與坡面實(shí)際情況相契合，同時在支護(hù)的巖面上預(yù)留20cm保護(hù)層。

3.3 噴射混凝土

噴射混凝土施工采用的為噴漿機(jī)。需要在洞口外進(jìn)行混凝土拌制，然后通過運(yùn)輸車把制備的混凝土運(yùn)輸至工程現(xiàn)場，在噴射頭位置摻入速凝劑，最后利用噴漿機(jī)實(shí)現(xiàn)混凝土噴射作業(yè)。施工必須緊貼開挖面，以有效控制圍巖暴露時間，當(dāng)開挖結(jié)束之后應(yīng)立即封閉巖面，防止圍巖出現(xiàn)變位以及巖石松動掉落。混凝土噴射應(yīng)進(jìn)行2遍，第1遍應(yīng)選擇開挖后進(jìn)行混凝土噴射（厚度是3cm），短時間之內(nèi)實(shí)現(xiàn)初期支護(hù)總體受力，以免圍巖出現(xiàn)變位；當(dāng)錨桿與掛網(wǎng)安裝結(jié)束之后，則開始進(jìn)行第2遍混凝土噴射，具體順序是從下至上，若是巖面不平整，則要先噴射凹處并進(jìn)行找平。若是巖層較為松軟，則噴射施工必須緊跟作業(yè)面，初次噴射順序是從上至下，復(fù)噴順序是從下至上。在混凝土噴射階段應(yīng)嚴(yán)格控制噴射速度，確保連續(xù)、緩慢、均勻，也可結(jié)合具體狀況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

4 結(jié)語

公路隧道洞口淺埋段具有特殊性，應(yīng)高度重視洞口淺埋段的安全施工。本文結(jié)合公路隧道工程項(xiàng)目實(shí)際情況，綜合分析了隧道洞口淺埋段施工技術(shù)，有效保證了洞口安全施工，也為類似工程施工提供了參考與借鑒。