公路隧道洞口蓋挖法施工技術分析

馬亞軍

(山西交通建設監理咨詢集團有限公司，山西 太原 030000)

1 工程概況

1.1 隧道概況

某高速公路項目中，包含隧道工程的結構，其設計形式為上下獨立雙洞四車道分離的隧道結構形式，總長度尺寸為1 224 m，是長隧道的形式，通過燈光進行照明，采取機械通風的方式保障隧道內的安全性。

1.2 工程地質條件

1)氣象。經過當地的氣象部門查詢歷史觀測資料發現，該隧道建設所處地區的氣候環境為溫帶大陸性季風氣候，山區地帶的每年降雨平均為488.6 mm，主要在6～8月，歷年最大降雨量為616.3 mm，最小則為224 mm。

2)地層巖性。隧道施工區域內巖性層分布范圍比較廣，山谷、山麓的地帶主要是第四系覆蓋，以砂礫石、砂黏土材料為主。

2 隧道蓋挖法施工技術

2.1 排水措施和植被防護

該隧道項目的左線以單上坡的形式存在，出口部位以單下坡的形式開挖作業，需要重視原地表結構的監控和檢查，以隨時了解隧道施工的地質條件，為工程質量的提升起到一定的促進作用。因為出口部位的掘進施工屬于單向下坡的形式，隧道洞外部的截排水施工屬于仰坡開挖的形式，需要在進洞前進行完善處理，邊仰坡坡頂在設計中可以利用截水溝、排水溝組合的方式避免自然降水給洞體結構產生嚴重的沖刷和影響。為了避免突然降雨等不良天氣的影響，防止土基受到沖刷的作用而產生嚴重的危害，應該在現場安裝直徑在5 cm以內的軟管，以提升總體的排水效果。在現場開挖施工的兩側空間位置上，考慮到項目開挖施工環節的地形變化趨勢，按照要求設置直徑20 mm、長度3.5 m的鋼筋錨桿結構，然后應用強度在C20以上的混凝土進行掛網噴射作業，形成強度性能較高的保護層結構。為了避免作業人員受到損害，仰坡平臺周邊需要設置防落石護欄，以達到安全性的標準。

2.2 開挖、支護邊坡、仰坡

洞口邊、仰坡部位開始施工前，根據設計方案的要求布置開挖邊線，復查后符合工程的技術標準要求，同時將開挖面存在的渣土全部清理干凈。開挖施工按照先上部、后下部的要求進行，人員和機械配合施工，不能有垂直作業的情況，并且把開挖出來的渣土運輸到施工現場外部。如果開挖環節發現邊坡穩定性較差，禁止超挖、欠挖，也不能有其他導致不穩定的因素。從本次隧道項目來看，挖掘機是主要的施工設備，不會使用爆破等擾動較大的開挖作業方式。邊仰坡施工環節，按照施工工藝的要求加強防護處理。仰坡土石方結構的施工，首先，需要在洞口下臺階分界線標高以及成洞的位置上，制作成洞口臺階的形式，然后進行噴錨支護施工；其次，進行余下隧道開挖施工，保證核心土預留合理，確保掌子面土結構達到穩定性的標準。開挖作業結束后，因為左側拱腳承載性能不足250 kPa，所以需要做好拱架底基坑的加固施工，通常會選擇換填的方法。

2.3 護拱施工

按照設計方案的標準要求，分析隧道輪廓、二次襯砌、防水層等結構部位的沉降量參數，綜合分析后確定使用護拱開挖輪廓線的形式。開挖作業前，需要檢測各項結構的數據信息，然后開始斷面放點，以保證開挖深度合格，同時保證人員與機械聯合作業施工，以分層、分段為主要的施工方式，機械開挖到護拱內輪廓線10～20 cm后撤出，然后再通過人工開挖的方式直到最終完成整體施工。選擇使用M30砂漿做好護拱坡面的抹面處理，然后進行拱架支護施工，外模支立結束后及時澆筑作業；對于沒有覆蓋層的結構部位，需要設置拱架，同時應用縱向鋼筋、錨筋等方式進行拱架的固定處理，并且采取掛網錨噴施工。拱腳應該達到支墊結實的要求，且要設置鎖腳錨桿在基礎部位，同時在拱腳部位進行支架焊接施工；拱腳上緣直接錨固到巖體結構內，確保支撐牢固、穩定。

2.4 套拱施工作業

測量放線人員工作完成后，經過監理人員進行數據審核與控制，符合設計方案才能開挖施工。套拱應用的是C25混凝土施工，尺寸為2 m×0.7 m。套拱的內部需要使用18號的工字鋼進行固定處理，并且在孔口的部位上應用直徑為20 mm的鋼筋進行結構固定處理，每一根鋼筋的長度尺寸為75 cm，達到結構穩固性的標準。另外在作業環節中，需要工作人員做好現場的管理工作，減少不安全問題出現。

2.5 護拱管棚施工

管棚的支護施工以無縫鋼管為主要的施工材料，沿著拱部結構環形設置，其長度符合設計標準的要求，且環向間距設定為40 cm，仰角為2°，注漿作業施工的壓力控制為0.5～1.0 MPa。按照施工工藝標準進行現場施工，各個施工工序和環節都有專人進行質量檢查，只有達到質量標準后，才能進行后續的作業施工，以保證整體結構的性能合格。需要注意的是，在進行護拱管棚施工階段，還需要考慮整體強度問題，要時刻觀察管棚的變化情況，一旦出現異常時則需要停止施工。

2.6 回填至護拱頂部

蓋挖施工環節，一般都會存在積水或者外部流水侵蝕的影響，為了防止這些問題的發生，可以在現場應用降低邊坡高度參數的方式，有效地減少安全隱患，將原先的護拱開挖施工部位進行回填施工。土石回填作業階段，結合現場的具體情況，選擇機械聯合人工的方法開展現場施工，以達到安全性的要求。最好不要選擇使用大型機械設備進行施工，可以通過輕量級的設備按照兩側對稱回填作業。在回填施工全部結束后，逐步完善護拱兩側的排水設施，保證降雨可以引流出去，達到現場安全性的要求。

2.7 分段蓋挖土方,接長護拱至仰拱底

在現場選擇使用三段法進行施工，按照圍巖結構的形式可以選擇使用預留核心土的開挖施工方式，先進行A段的開挖施工，從外到內逐步地緩慢進行。臺階法的施工，需要在施工環節隧道的左右兩側設置距離不超出5 m的要求。開挖施工階段，在外模的位置上應用直徑為22 mm的鋼筋實施焊接處理，保證護拱的結構形成弧形結構，可以實現模板結構的固定處理，保證結構的強度合格。在前期支護施工環節，需要使用錨桿、鋼筋網、工字鋼等結構組合形成整體，然后利用混凝土的噴射施工以達到結構整體性的標準。混凝土噴射施工階段，通過預埋標志釘進行控制，通常來說厚度控制在26 cm左右，應按照自下到上的順序進行，逐步進行噴射作業。在下臺階部位的開挖施工中，根據上述工藝進行，逐步加長到護拱底部。

2.8 逐段施作業仰拱及回填

正洞和仰拱在施工中，綜合分析現場的具體條件，通過機械的方式進行，不能選擇使用爆破等擾動較大的方式。下臺階和仰拱開挖作業施工，保證長度符合技術標準，短進尺可以實現早成環封閉。仰拱開挖施工時，會存在較多的浮渣和積水，要做好清理施工；嚴格控制混凝土澆筑質量，在支護形成整體結構后，才能達到穩定性的標準。現場測量放樣的工作也非常的重要，這是挖掘機工作的基礎，一次性開挖到規定尺寸，然后做好廢渣的清理處理。循環進行仰拱部位的接頭鑿毛處理，根據設計標準實施仰拱鋼筋支護作業，同時預留和邊墻襯砌連接筋，經過檢查符合要求后，上報監理工程師進行檢查，合格后辦理現場簽證，并且組織混凝土運輸車運輸，開展現場澆筑作業，焊接鎖腳錨桿、系統錨桿等，形成整體結構。

2.9 二次襯砌施工

模板臺車應用前，需要做好各項測量工作，定位達到精度的要求；混凝土襯砌施工環節，應該使隧道工作面符合要求；人行道、車行道在襯砌部位上，連接需要達到平滑性的要求；襯砌作業階段，做好全面的放線控制，保證后續結構的連接達到平順度的要求，提高整體結構的性能，能夠達到襯砌美觀性的標準；襯砌環節，預埋件、洞室的位置達到精度的要求；二次襯砌施工環節，通過激光斷面儀進行全面的檢查，保證質量符合工程要求。

3 結 語

公路隧道洞口蓋挖施工很重要，可以消除安全隱患問題，提高施工速度，環保價值也比較高。因此，在后續對于蓋挖法施工技術的應用要深入研究，通過優化技術方案技術提升蓋挖法施工技術的應用效果，以提升隧道工程項目的建設質量。

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