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1、 浅谈隧道洞口地势险要施工 孙道军 黄忠摘要：从我国高速公路的发展现状来看，目前已经经历了近十年的发展历程。且公路的修建范围也呈现不断扩大的趋势。在这种背景下，许多条高速公路在路线上都需要穿过山地地区，其中的地形形式更是具有较高的复杂性，不仅包括了复杂的V型沟谷，更有悬崖峭壁类的地形。本文主要针对公路隧道口施工中地势险要的地区进行阐述，主要探讨其施工的重点和注意事项。关键词：隧道洞口；地质条件；施工工艺一、工程概况本文探讨的隧道名称为石界岭1号隧道，其地理位置位于汝州市的大峪乡石界岭村，从其周围的地理环境分析，其进口与S325省道比邻，公路覆盖区域经过了嵩山山区的南段，地貌类型为剥蚀丘陵。地形
2、的特点是，总体起伏度较大，但坡度较缓。通过测量可知，此隧道的最大埋深得到了56m，且挖掘形式為分离式。（测线间距指标：进口16.9m、出口18.9m），其中：左线起讫桩号为ZK27+477ZK27+918，长441m；右线起讫桩号为YK27+495YK27+914，长441m。设计时速为100km/h，隧道内作业施工时应用灯光照明，且通风情况为自然风。隧道类型属于短隧道，其进出口左右线洞门为端墙形式。隧址区位于熊箕盆地南部，区内隶属嵩山背斜，区内未见断裂分布。本隧道进口段位于半山坡处，设计洞底高程为386m。进洞口基岩出露，呈陡崖状，自然坡度50，下伏基岩以石英片岩为主，强-中风化，局部呈全风
3、化状，岩体局部较破碎，岩体产状29063。隧道出口段设计洞底高程约为378m，自然坡度30左右，根据地质调查材料，出口位置冲沟内，覆盖层较厚，主要以碎石土为主。局部基岩出露，多强风化，洞门基岩产状为29560，节理、裂隙较发育，工程稳定性较差，易发生崩塌等不良地质现象。二、洞口边坡及仰坡陡峭2.1 原设计本隧道的原设计洞门桩的编号为YK27+945，成？面的桩编号为YK27+510，其中，明洞工程的编号段范围是YK27+495至510。所采用的隧道挖掘方法为明挖法。洞门同为端墙式。关于成？面的开挖参数为，左侧边坡深度26m，明洞回填永久边坡18m，分属于三级坡和二级坡的范围。从支护形式上看，成
4、？面的边坡支护采用长度为5m的注浆小导管，间距规格100x100，联合应用钢筋网片和C20规格的混凝土，其中，混凝土喷涂厚度为10cm，而永久支护时，应用规格为M7.5的浆砌片石拱形骨架。详图见下图：2.2 现场实际地质情况通过专业的测量工具测量后，得出了以下几个方面的参数指标。首先，位于此隧道左侧的边坡自然坡度为40，而仰坡坡度为36。里程桩桩号为YK27+495，该路段的地质情况如下，土层结构包括了素填土层、可塑状坡积粉质黏土、全风化变粒岩以及呈砂土状的强风化变粒岩。在隧道两侧的边坡位置区域，有大量的淤泥需要清除并进行换填，且其边坡的坡脚处还存在少量渗水的现象。另外，分别在503处和510
5、处存在不同的现实情况。503处洞顶的覆盖层厚度达到了1.5m，510出的右侧的仰坡存在于一个小型的滑塌带中，且无支护措施。如若以原设计模式开展施工，则会在隧道的洞口段造成一个面积很大的开挖面，从而使得原有的山体边仰坡稳定度受到破坏。另外，对于左侧的东等区域而言，且左侧的洞顶位置上，喷射砼的永久边坡防护视觉效果不佳。而对于右侧而言，如进行小型开挖作业，则容易引起小型的坍塌现象，导致需要进行坡面防护的范围更进一步扩大。在这种背景下，安全快速的进洞并开展施工，避免坍塌现象的发生，就成为了决定隧道进洞施工效率的主要因素。2.3 变更方案基于上文对施工中所存在问题的分析，结合施工现场的实际情况，现以解决
6、问题为目的，将施工方案做如下的调整：（1）对1号隧道的进口处进行调整，调整主要对象是进口涌动的成？面。改变洞面桩号，变为YK27+503。（2）503至510段的隧道施工，改变施工模式，即变明洞为暗洞但在衬砌方式上保持不变，维持明洞结构的形式，初步支护方案以ZDK-1为参照。辅助设施中的大管棚区段变更为YK27+503至+520。（3在针对于大管棚区域的施工作业完毕后，则东等的浅地偏压段需要进行回填反压。注意回填土的选用，通常采用三合土或者灰土进行回填。为保证支护效果，可适当考虑采用地表注浆或小导管注浆的方式。最终确保拱顶的土体板结情况稳定。（4）对于仰坡的洞边区域的仰坡支护施工，可维持原有的
7、施工设计概念时，但要注意相应的排水设施的加强。另外，需在洞口的两侧应用盲沟进行水流的引导排泄。（5）洞口施工和边坡区域的开发施工开始前，需要对洞顶、洞口边仰坡防护措施进行进一步的加固。（6）隧道进口的挖掘深度不得超过30m，且应在明洞的洞口二衬砌作业完成后进行挖掘，以确保洞口施工的安全。三、洞顶冲沟以及危岩3.1 原设计石界岭1号隧道右线进口明洞桩号为YK27+495YK27+510，总长度为15m按照Z0方式实施支护。在明洞洞顶右侧（行车方向右侧）边坡未采取防护措施。3.2 现场实际地质情况在隧道的右线进口区域为山凹处，且此桩号所在区域的地质实际情况为：（1）土质类型包括了坡积粉质黏土、全风
8、化变粒岩、砂土混合碎块状强风化变粒岩，岩体破碎情况严重，结构松散，其表层覆盖一层崩裂土，呈现节理与愈合裂隙发育状态。节理间距最短0.5m，最长1.5m，街里面粗糙程度较高，一泥钙质填充。节理形式为卸荷节理。此节理形式的主要特点是如遇阴雨天气，则容易发生山体滑坡。威胁行车安全。（2）在地表的坡面状态方面，其陡峭程度较高，洞顶53m处还存在孤石，如常年不作处理，在风雨侵蚀下易发生滑落造成危害。3.3 变更方案针对上文所提到的上述情况，提出如下的施工方案变更计划。具体内容为：YK27+495YK27+503段采用明洞暗做；YK27+503YK27+481.5段的明洞施工做加长处理，加长长度以21.5
9、m为宜。相关的支护形式维持原状。洞门区域在破土施工前做好截、排水沟的施工便道设置。一方面注意保护原有的自然环境。另一方面避免对周围已有的稳定自然环境造成破坏。四、浅埋洞口偏压施工4.1 针对于浅埋隧道的施工，应当本着少刷坡或不刷坡的原则，对支护工作提前进行，在支护作业形式上，采用人工结合机械设备的方式进行开挖施工。支护操作过程中，可应用的支护方式有型钢、锚杆、钢筋网以及喷砼，本次支护采取以上方式混合联合应用的方式。施工区域的所在的浅埋隧道，其隧道的覆盖层相对较薄，无法形成自承体系，且围岩区域在压力的作用下容易变形。因此，具体施工时需要控制好变形情况。构。具体施工方案如下：4.1.1 地表注浆：
10、地表注浆的操作目的在于增强土体的连接性，宜采用小导管进行注浆操作，导管长度参照拱部开挖线，同时，注浆操作的悬挂牵引作用，还能够使得土层的稳定性提高。4.1.2 反压墙施工关于挡土墙的施工，标准要求下，墙的基地承载力应大于0.35Mpa，且挡墙的尺寸应合理规划。开挖顺序，基础开挖到墙身浇筑。其中，基坑深度维持在2m，基础挡墙浇筑模式为一次性浇筑，墙身浇筑应当把握时间，减少温差，可在基础面加入石笋设置，提高其粘结力。4.1.3 超前長管棚设于洞口，环向间距50cm，均采用节长3m、6m108*6mm热扎无缝钢管，用长15cm的丝扣连接。钢管设置于衬砌拱部，管心与衬砌设计外轮廓线间距大于30cm，平
11、行路面中线布置。整体误差不得超过20cm，接头数不得高于50个，接头处需错开至少1m的距离。另外，可通过水泥砂浆填充提高刚度。施工工序为：施工管棚操作平台安装套拱钢架安装133mm导向管套拱模板安装C25套拱混凝土浇筑管棚钻孔制安108mm钢管管棚注浆。五、洞口施工总结在新奥法理论的支持下，初期支护在隧道施工中的重要作用是非常显著的，且二次衬砌施工主要是为了解决饰面问题和安全储备问题。所以，应当对施工中的初期支护和超前支护工序格外进行重视。另外，应当意识到各类因素是互相影响和制约的关系，应当从综合角度看问题，具体可借鉴经验如下：（1）以早进晚出为原则，降低扰动边坡的几率。尽早完善边坡区域的排水
12、系统。尽量与路基施工、场地布置、便道施工和桥涵工程统一规划。（2）结合施工现场情况，对洞口边缘、仰坡区域以及面坡区域进行有效防护，确保其稳定。减少仰坡范围内的渗水、冲刷等现象的发生几率。如果坡面防护的形式应用的是喷锚或砌石的形式进行护面操作，则应当注意对其所在的坡顶、坡脚区域进行适当的绿化。（3）针对偏压和浅埋隧道，可通过地表注浆施工、大管棚施工、以及反压墙施工做好相关区域的二次衬砌施工。控制好衬砌操作的时间。适当增加衬砌的和厚度和配筋，在衬砌配筋操作时，应当注意配筋和衬砌厚度加强的适当性。（4）基于预防险情的目的，针对危岩区域和崩塌体区域应当实施相应的安全防护处理，以保证正常行车的安全。参考文献：1公路隧道交通工程设计规范（JTG/T D 71-2004）S.北京：人民交通出版社，2005.2公路隧道施工技术规范（JTG F602009）.S.人民交通出版社，2009.3赵强. 浅谈公路施工中喷锚网技术的应用J. 科技咨询导报， 2007， （26） .（作者单位：南京同力建设集团股份有限公司） -全文完-
