刍议高速公路隧道洞口浅埋段的施工技术

仲波

摘要：本文通过某高速公路隧道的实际工程案例，對隧道洞口浅埋段的施工技术进行了深入的分析与探讨，以供参考。

关键词：高速公路；隧道洞口；浅埋段

1工程概况

某高速公路隧道段，设计为双洞分离式隧道，隧道间距19.8m；左线长6521m，右线长6551m，隧道开挖断面较大。洞口为薄层残坡积粘土层及较厚层强风化花岗闪长围岩段，洞口段埋深为2～25m；隧道区位于侵蚀剥蚀高丘陵- 中低山区，地质构造存在5 条岩性接触带、2 条节理裂隙带及2 条断层；洞口表层为全风化- 强风化带，围岩为全风化花岗闪长岩，岩体较破碎，呈镶嵌碎裂结构。

2施工方案

总体上维持设计方案；明洞段采用拱部明挖，墙部暗挖施工方案；加强地表排水和边仰坡防护；洞口段设套拱、钢支撑及40 m超前大管棚注浆；进洞后改为超前小导管注浆；洞身开挖采用CD 法开挖，拱墙仰拱格栅钢架封闭成环支护，间距0.5m/榀；边墙设系统锚杆，钢筋网喷混凝土支护，厚度0.24 m；防水和衬砌采用原设计。

3高速公路隧道洞口浅埋段的具体施工

3.1 洞口段施工工序流程

地表排水与加固—明洞开挖与支护—超前支护—环向开挖—挂网喷混凝土—安装拱部钢架—复喷支护—开挖核心土—中槽开挖—边墙仰拱开挖———安装边墙仰拱钢—喷锚支护—监控量测—防水与二衬施工。

3.2 地表排水和边仰坡防护施工工艺及要求

3.2.1地表排水

由于地质松散，围岩裂隙，岩体极破碎，遇水后围岩的强度和稳定性必然降低，故必须采取有力的排水系统。在洞顶仰坡以外及边坡两侧设置混凝土截水沟和急流槽，并且沟底抹浆，防止大自然降水冲刷隧道边仰坡及地表水渗入地层。

3.2.2邊仰坡防护

对仰坡进行锚喷网加固。仰坡加固参数如下：锚杆：采用Φ22水泥砂浆锚杆，长度5m，间距1.2m×1.2 m梅花形布置，大致垂直于岩层走向安设于围岩内。钢筋网：φ6 钢筋网，网格尺寸20cm×20cm。施工时按4m×4m 加工好成网片，钢筋间点焊连接，每两片钢筋网搭接≥25 cm。

湿喷混凝土：采用混凝土湿喷机械手喷浆，总厚度10cm，锚杆锚入后喷5cm，挂网后再喷5cm。

3.3超前支护简要工艺及要求

洞口段利用洞口管棚及超前小导管来确保拱顶部分的稳定。

3.3.1 大管棚施工简要工艺及要求

采用C25 混凝土套拱作为管棚导向墙，套拱内埋设3 榀工18 型钢工字钢与管棚钢管焊成整体，拱部设一环长40 m的大管棚，环向夹角为144°。长管棚采用的是φ108 壁厚6mm 的热轧无缝钢管，管棚环向间距中至中为50cm，钢管轴线与衬砌外缘线夹角1～3°，管棚管加工成钢花管（注浆孔孔径为15mm，间距为20cm，呈梅花型布置），管内注0.5：1的水泥浆液，注浆压力0.5～1MPa。施工中根据现场情况，必要时可加大至2.0MPa。

工艺程序：施工准备→搭设钻孔平台→架立钻机→确定孔位→预设导向管→套管钻进→顶入钢管→取出套管→管内注浆→进入下道工序。

3.3.2 小管棚施工简要工艺及要求

在洞顶150°范围内设φ50 的超前小导管，小导管长5m，钢管环向间距50cm，纵向间距2.8m，在其前部钻注浆孔，孔径8mm，孔间距15cm，呈梅花形布置，前端加工成锥形，尾部长度100cm，作为不钻孔的止浆段，注浆采用0.5：1 的水泥浆液，注浆压力0.5～1MPa。

3.4 洞身开挖施工工艺及要求

待超前支护注浆强度达85%后，方可开挖。洞身开挖采用CD法，严格控制超欠挖，拱部、边墙超挖部分需采取措施（如留注浆管注浆等）回填密实，喷射混凝土必须密实，不得留有空洞。

3.4.1 开挖方法及要求

隧道采用中壁法开挖。分为左、右导坑进行开挖，每侧导坑又分为两步台阶。为保护好围岩，围岩尽量采用机械辅人工开挖，每循环进尺按每榀钢架间距0.5m。中壁法开挖施工应符合下列规定要求：①初期支护完成后方可进行下一分部开挖。地质较差时，每个台阶底部均应按设计要求设临时钢架或临时仰拱。②各部开挖时，周边轮廓应尽量圆顺。③应在先开挖侧喷射混凝土强度达到设计要求后再进行另一侧开挖。④左右两侧导坑开挖工作面的纵向间距不宜小于15m。⑤当开挖形成全断面时，应及时完成全断面初期支护闭合。⑥中壁及临时支撑应在浇筑二次衬砌时逐步拆除。

3.4.2 中隔壁拆除

在CD 法中的一个关键问题是拆除中壁。据以往经验，中隔壁拆除时间应在全断面成环后，各部位位移充分稳定后，才能拆除。

3.5初期支护施工工艺及要求

（1）初喷：洞身开挖后，立即喷射第一层4cm 厚的混凝土进行封闭，减缓围岩的变形。

（2）系统锚杆：采用Φ25 正反循环中空注浆锚杆，环向间距1.0m，纵向间距1.0m，锚杆安设垂直于围岩，注M30 泥砂浆。注浆后安装锚垫板，锚垫板与岩面密贴，间距均为0.75m×1.0m（ 环×纵）。

（3）双层钢筋网：φ6 钢筋，间距20cm×20cm，钢筋网事先按2m×2m 规格制作成网片，初喷后再安装。

（4）钢架：采用格栅钢拱架，纵向间距0.5m，钢拱架全环按单元安装。初喷后安装钢架，拱墙仰拱封闭成环，安装时应加打锁脚锚杆；背后要用混凝土楔形垫块垫实；垂直于隧道中线，其倾斜度不大于2°，钢架与定位锚杆焊接在一起，各钢架之间用设纵向连接筋连接。

（5）复喷：锚杆、钢筋网、钢架施工后，进行喷射混凝土覆盖，每层喷射厚度5～6 cm至设计厚度24 cm。

3.6 监控量测

根据新奥法施工原理，监控量测是隧道施工的重要环节，施工中将围岩监控量测作为一道重要工序纳入到整个施工过程中。施工中必测项目：洞身净空水平收敛和拱顶下沉、洞口段地表下沉量测。浅埋地段地表下沉量测宜与洞内净空变化和拱顶下沉量测在同一横断面内横断面方向应在隧道中线两侧每隔2～5m 布设地表下沉测点，每个断面设置7～11 个点，测量范围在隧道开挖影响范围之内。地表下沉应与顶量测频率相同，按设计量测频率坚持观测，及时进行数据处理，绘制相关时态曲线，进行回归分析，反馈信息和提出相应对策。

3.7 防排水

结构防排水：“以排为主，防、排、截、堵相结合”综合治理原则。

防水：隧道采用复合式衬砌，初支喷混凝土封闭岩面裂隙，二衬模筑S8 防滲混凝土实现结构自防水；初期支护与二次衬砌之间设置复合防水层，EVA 防水卷材为1.2 mm 厚，土工布单位质量为300 g/m2。明洞防水除混凝土结构自防水外，在结构外铺设EVA 防水层+ 无纺布，回填土夯实，并在表面铺一层黏土隔水层。

疏排：在初支与二衬间沿隧道环向设置Φ50HDPE 单壁波纹管盲沟，隧道两侧墙底设置Φ10cm 双壁打孔波纹管纵向贯通全隧道，环向排水管均与墙底两侧纵向排水管相连，然后通过横向排水管将水引入两侧排水管或中央排水管排出洞外，路面水通过路缘通逢式排水沟排出洞外，与洞外的天沟、排水沟、截水沟形成完整的排水系统。沉降缝、施工缝防水：除施工缝外，在围岩类别变化部位预留沉降缝；在沉降缝用橡胶止水带防水，在施工缝处用遇水膨胀止水条防渗。

3.8衬砌

隧道洞口段采用加强衬砌，拱墙及仰拱均设置双层钢筋，拱墙采用C25 防水混凝土，仰拱采用C25 普通混凝土，二次衬砌采用移动式全液压模板台车和泵送混凝土整体浇筑。仰拱是保持隧道稳定的重要部分，应尽早施工，施工中采用仰拱栈桥引导交通，仰拱先于边墙施工，及早成环。

4结束语

综上所述，本工程隧道洞口浅埋段施工遵循了隧道浅埋段施工技术要求，施工洞口段的围岩浅埋段在施工中采用了超前支护、短进尺、弱爆破、强支护等手段，确保了隧道施工的进度和施工安全。

参考文献：

[1]汪正榜.高速公路隧道洞口浅埋段施工技术探析[J].交通建设与管理（下半月），2015（1）：153～155.

[2]楊舒淳.高速公路隧道洞口浅埋段的施工技术[J].工程建设与设计，2016（3）：85～87.