公路隧道工程洞口施工工藝探討
——以G355蒙山至金秀公路屋廟山隧道為例

韋家華

（廣西路建工程集團有限公司，廣西 南寧 530001）

公路是我國交通運輸中的主要組成部分，對推動我國經濟建設做出了巨大貢獻。在實際操作中，受施工環境因素的影響，公路工程在遇到地形復雜的山區時，需要進行隧道施工，這也說明隧道施工是影響整個公路施工質量的重要組成部分。隧道洞口的施工，關乎整個隧道的施工是否能夠安全順利地進行，是保障隧道施工質量及施工周期的基礎和前提。深入分析公路隧道洞口的施工工藝，對保障公路施工項目的順利進行和安全施工具有重大意義。

1 工程概況

G355蒙山至金秀公路№1標段位于廣西境內，是連接梧州市蒙山縣和來賓市金秀縣的重要基礎交通設施，也是廣西普通公路國省道網規劃布局方案G355線福州至巴馬公路的一部分。路線全長為29.327 km，根據不同路段，設計速度為40～60 km/h，設計路基寬度為8.5～10 m，設計荷載為公路Ⅰ級，路面為瀝青混凝土。

屋廟山隧道位于金秀縣三合村，設計隧道為單洞雙向行車中長隧道，起止樁號K31+825～K33+242，設計長度為1 417 m，進洞路面設計高程約為722.55 m，出洞路面設計高程約為732.17m，最大埋深約為407 m。隧道平面采用圓曲線和直線的組合線形，縱面采用單向坡。考慮到行車舒適性及連貫性，并綜合評價了隧道建成后的運營及管理，結合現有線路的設計時速，設計時速為40km。

2 隧道洞口施工技術方案

屋廟山隧道洞口的施工流程如圖1所示。

圖1 屋廟山隧道洞口施工流程

屋廟山隧道進口下穿X647縣道，洞頂埋深只有7.5 m左右。在設計中已采用27 m長超前大管棚穿越縣道橫跨段落，且在鋼花管中插入鋼筋籠以增強管棚的剛度；縣道橫跨段落的洞身襯砌采用加強型襯砌S5-P（長約為20 m）。在施工過程中須加強洞頂沉降、圍巖變形、初支型鋼內力等的監控量測，并在K31+825～K31+865段二襯混凝土達到設計強度前禁止重型車輛在洞頂上方的X647縣道上通行或架設貝雷橋跨越隧道。隧道采用接長明洞的進洞方案，洞口段的施工工序如圖2所示。

圖2 洞口段施工工序

洞口施工前，通過修筑排水溝或者場地連接水溝，將溝谷流水進行排流，確保進洞施工安全。

2.1 截水溝、排水溝、水渠的施工

屋廟山隧道設置洞外排水溝、水渠、洞頂截水溝3種形式。在洞頂距離仰坡坡頂3～5 m的位置設置洞外排水溝或水渠，洞頂1.5 m處設置洞頂截水溝。截水溝采用C15素混凝土澆筑。采取測量放樣→開挖截水溝基坑→截水溝檢查→模板支護→截水溝現澆的施工工藝流程。

截水溝基坑的位置保證距離開挖邊線3～5 m外，主要開挖施工使用機械進行，然后配合人工進行輔助清理工作。需要注意的是，基坑的開挖必須嚴格按照施工圖紙進行，驗收合格后，方可進行澆筑作業。澆筑作業采用不超過5mm中砂骨料、含泥量在5%以下的現澆混凝土進行。為了保障施工質量，要求混凝土的坍落度在50～70 mm之間，因運輸、儲存等環節而導致參數不合格的混凝土一律不準使用，確?；炷恋暮鸵仔院土鲃有浴?/p>

2.2 邊、仰坡開挖及防護施工

屋廟山隧道明洞和洞門應在雨季之前完成，邊、仰坡的開挖必須按照自上到下的順序進行，且要在施工過程中做好支護工作，避免塌方。明洞段清方后的洞臉、兩側清方邊坡臨時支護，具體措施如下：在巖壁上釘入錨桿，在上面掛鐵絲網，然后噴射混凝土。具體數據如下：φ22藥卷錨桿，長度3.5m，間距1mx1m，梅花形布置；φ8鋼絲網，間距@20 cm×20 cm；C25混凝土，噴射厚度10 cm。邊坡應根據開挖后實際地質情況視邊坡的穩定性，增減注φ22藥卷錨桿（如圖3、圖4所示）。

圖3 屋廟山隧道進口端洞口防護設計圖

圖4 屋廟山隧道出口端洞口防護設計圖

施工時，要嚴格按照圖紙進行，測量放樣出洞口邊坡的開外線，標記出開挖范圍。

開挖施工采取人機搭配的施工方式進行，即機械進行主要開挖施工工作，人工配合進行整邊、修邊等輔助工作。開挖時，采取由上而下的順序進行，逐層施工，形成洞面。遇到地質結構復雜難以開挖的情況，如巨石、硬土層等，需要采取爆破施工進行地質松動處理。但在爆破施工時，為了保障周圍地質結構的穩定性，要盡量避免對其造成過大的破壞。根據周圍地質的實際情況確定炮眼的布置和裝藥量，切記勿過量裝藥。開挖后坡面應穩定、平整、美觀，沒有大面積凹凸區域。為了保障邊、仰坡的穩定性和安全性，要在施工過程中做好支護工作，并進行實時監測，發現問題及時停止施工進行處理。

邊、仰坡開挖施工完成后，要及時對暴露的施工面進行掛網、錨噴施工，具體施工工藝如下。

（1）錨桿施工及鋼網片掛設。錨桿孔的直徑略大于錨桿的直徑，約為1.5 cm，要保障錨桿能夠順利進入；孔位偏差±15 cm，采用鑿巖機進行鉆孔施工，并且要確保孔深度在錨桿有效長度以上且深度超長值在10 cm以下。錨桿孔施工完成后，立即進行清孔作業，然后方可進行錨桿的安裝固定。安裝前，必須對錨桿進行除銹、清污以及調直等工作。安裝時，在錨桿孔內進行灌漿，并將處理好的錨桿插入其中。錨桿插入后，若無砂漿溢出，則需要拔出錨桿重新灌漿，若有砂漿溢出則說明正常。

錨桿安裝固定好后，在巖面噴射一層混凝土，然后開始進行掛網作業。鋪設時，保障鋼筋網與巖面的間隙在3 cm之內，且要根據巖面的起伏進行相應調整。在錨桿上固定好鋼筋網后，還要進行焊接固定，焊接長度要大于鋼筋直徑的30倍。鋼筋網的網格間距、尺寸偏差控制在±1cm以下，要符合設計圖紙的相關要求。需要注意的是，鋼筋在使用前要進行相關的清理工作，保障鋼筋的清潔度。

（2）噴射混凝土。要做好混凝土噴射的準備工作，如清理雜物、檢查鋼筋網是否合格等，發現問題及時采取措施。準備工作完成后，開始進行混凝土噴射作業。需要注意的是，混凝土進料時要加入速凝劑；噴射作業時，必須保證厚度均勻，表面平整，保障施工質量。

混凝土噴射采取從上到下，分片、分段的施工原則，分段長度最大為6 m。作業時，噴頭垂直，并控制好噴頭與巖面之間的距離，不可太近也不可太遠，保持在0.6～1.2 m之間?；炷羾娚浜穸葹?0 cm，分兩次進行，第一次噴射的厚度要略低于第二次，本工程采用的方案是第一次厚度為4 cm，第二次厚度為6 cm，第二次噴射必須要在第一次噴射混凝土完全凝固后進行。最終完成的混凝土平均厚度必須在10 cm，最小厚度在0.5 cm。作業完成后，養護至少7d，發現表面有裂縫、脫落等情況時，需要采取相應的措施進行補救。

2.3 孤石處理

根據現場孤石位置相應上提截水溝位置，保證截水溝攔截地表徑流，防止影響孤石穩定性。進口端左洞孤石分布較為集中，同時體積、傾角較大，處理方案選擇完全消除方式。進口端右洞孤石分布范圍較廣，且粒徑不一，自山腳至山頂均存在不同程度分布，選擇全部消除處理方式施工難度極大，同時存在較大安全風險且影響后續隧道套拱及洞口管棚施工。綜合上述因素，根據多方現場踏勘研究及方案比選決定，對隧道洞口短路基頂部至隧道開挖明暗交界面區域孤石全部采取消除處理。對明暗交界面位置沿山體溝谷往上坡面的具有明顯向下滾動趨勢的孤石同樣采取解除處理的方式。對沖溝溝槽區域的孤石采用C25砼灌注加固，在底部設置C25現澆擋墻進行反壓防護，同時在隧道左側輪廓線以外采用108鋼花管豎向注漿加固。為了確保施工的安全，施工全過程按要求設置觀測點，對孤石區域進行沉降位移監測。

2.4 超前長管棚施工

為了保障施工的安全性，屋廟山隧道洞口段采用超前長管棚預支護，具體工藝如下。

2.4.1 鉆孔

①鉆孔時，鉆機必須保持與孔口管平行。②鉆孔的直徑要略大于管棚直徑，通常為2～3 cm，以便管棚能夠順利插入。③鉆進時做好實時監測，確保鉆孔不產生傾斜情況。④給孔位做好編號，按先單后雙的順序進行鉆孔作業，防止串孔、漏風。

2.4.2 加工及安裝管棚鋼管

（1）30 m長管棚鋼管安裝順序：由3 m+6 m+6 m+6 m+6 m+3 m=30 m和5×6 m=30 m兩種組成間隔布置，管棚與鋼管的連接長度要在15 cm以上，連接方式為絲扣連接。

（2）鋼管上要設置直徑1 cm、間距15 cm的注漿孔，并以交錯的方式進行開孔。需要注意的是，管口段2.5 m范圍不設注漿孔。

2.4.3 注漿

管棚注漿的參數要根據實際情況進行試驗確定，漿液為添加水泥漿液5%的水玻璃。注漿時，要確保漿液擴散半徑保持在50 cm以上。

2.5 洞門施工

隧道進口的洞門為端墻式，出口的洞門為削竹式。在明洞澆注、洞頂回填完成后，立即施工，其施工采用大塊鋼模作為內外模進行混凝土澆筑施工，以確保洞門外立面美觀，同時要將洞門的排水接入到順端墻背后的排水溝，確保排水系統無誤。

（1）基坑開挖。因基坑小，且有部分在邊坡上開挖，擬采用人工配合機械開挖，按設計要求，明洞地基以及端墻地基的承載力分別要保持在250 kPa以上和350 kPa以上，如達不到要求，需進行基底處理。

（2）模板安裝。采用拼裝式鋼模板，螺栓連接，模板拼裝前，必須進行模板的清理工作，確保模板不生銹、無污物，表面清潔干凈，并涂刷一層脫模劑，保障脫模的順利進行。待混凝土強度超過2.5 MPa后，進行脫模作業，脫模時間一般要超出混凝土澆筑完成的12h以上。

（3）混凝土澆筑。混凝土宜分層澆筑，分層厚度控制在30 cm為宜，布料時需來回移動泵機出料口，避免趕漿。根據現場實際情況選擇振動棒的直徑以及振搗方式，具體為：選擇直徑φ50mm的振動棒以30 cm間距振搗，然后用直徑φ35 mm的振動棒振在模板和鋼筋附近以15 cm間距進行復振搗。需要注意的是，在模板附近振搗時，要控制振搗器距離模板保持在其有效作用半徑的一半以上?；炷翝仓戤吅?，進行至少7d的灑水養護。

（4）洞門墻面裝飾。為避免隧道洞身長期施工過程中損壞，洞門墻面的裝飾，擬在全隧道各項工程基本完成后才最后施工。施工順序如下：搭架→清洗→鑿毛→裝飾→清理。腳手架擬采用鋼管架及門式鋼架，施工中注意搭設牢固；墻面裝飾要保證均質密實、內實外美，無裂縫、空鼓、座漿飽滿、砌縫平直、圓順，墻面平整。

2.6 明洞施工

屋廟山隧道的明洞在蒙山端，長度為10 m。施工前，做好準備工作，主要是保障排水系統暢通，確保施工安全。洞與仰坡同時開挖，采取分層作業的方式從上到下進行，并做好隨挖隨護工作。

開挖過程中，需要根據實際情況確定挖掘方式，包括地質、地形等，通常采用人機搭配的方式進行，即機械主要挖掘，人工配合輔助清理。在部分機械無法到達的陡峭地帶則選擇完全由人工開挖，挖至符合設計要求后，清理坑內雜物，排出積水。

承載力檢測合格后綁扎明洞仰拱鋼筋，立端頭及仰拱頂面模板（端頭模板一次立到仰拱填充高度），仰拱混凝土達到設計強度后，拆除模板，然后進行仰拱填充混凝土的澆筑，仰拱及填充混凝土強度達到設計強度100%且齡期≥7 d后開始明洞拱圈襯砌施工。

屋廟山隧道的明洞外模以及擋頭板模板用的是木模搭配鐵皮，內模用的是襯砌臺車。進出口端墻式洞門與明洞同時澆筑，利用臺車和鋼模組合施作。洞門砼澆筑完成拆模后在不影響質量前提下，可對洞門砼進行整修裝飾，確保出露部分線形流暢、外觀美。洞門施工時注意留滴水線。

明洞回填。明洞拱腳至隧道輪廓起拱線以上4m范圍內進行混凝土回填，選用C15混凝土，然后在混凝土上回填碎石土。作業時要嚴格按照相關規定進行，控制兩側回填土的高度，差距保持在50 cm之內；碎石土回填黃夯實后，在上面回填黏土，厚度為30 cm左右，主要作用為隔水，并與邊、仰坡做好搭接和封閉工作，確保不滲漏。若回填作業采用機械進行，必須確保拱圈混凝土強度達標，并采用人工回填夯實，高度超出拱頂至少1.0 m后，然后機械才能入場施工。

3 隧道洞口施工注意事項

在進行隧道洞口施工的過程中，除了要嚴格按照設計圖紙進行，還要把握施工工藝要點和難點。為確保施工質量和施工安全，還需要采取以下幾項措施：將環保的理念貫徹在隧道進洞施工的全過程，采取一切措施減少對周邊環境的影響，盡可能降低對原有地貌的破壞程度；洞口施工根據當地的氣候情況進行調整，避開雨雪等惡劣天氣，進暗洞位置可根據實際情況調整；施工過程中應隨時監測、檢查邊仰坡的變形形態，一旦發現有安全隱藏存在或者趨勢，則應立即停止施工并制訂應對方案，保證施工安全；邊仰坡開挖不得掏底開挖或上下同時進行，當地質條件不良時應采取有效措施穩定邊仰坡；成洞面要求必須保留核心土；明洞澆筑時要檢查洞口與外墻面的狀態，二者應該相互協調；洞口段基底地基容許承載力如小于300 kPa，則采用C15混凝土換填基底；洞口施工的過程中，如果出現滑坡、坍塌等特殊情況，必須制訂相應的方案并執行。同時，將坡度適當放緩，增加現場作業的安全性。

4 結語

通過以上對G355蒙山至金秀公路屋廟山隧道洞口施工工藝的分析可以看出，公路隧道洞口的施工工藝環環相扣，相輔相成，其中任何一環出現問題都有可能影響其他環節，從而影響整個洞口的施工。因此，在公路隧道洞口的施工過程中，必須嚴格按照設計圖紙進行，把握施工技術要點，克服難點，確保在工期內能夠安全完成施工作業任務，提高施工質量，從而讓公路項目在投入使用后提高安全穩定性能，減少交通事故的發生，為我國的經濟發展做出貢獻。