高速公路隧道洞口淺埋段施工技術研究

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【摘要】通過對高速公路隧道洞口淺埋段施工技術的詳細分析，不僅研究了預注漿、預支護、錨網噴、洞口土方刷坡等提高和改善洞口圍巖自我穩定能力的加固技術，還探索了具體的高速公路隧道洞口淺埋段開挖的具體施工技術。希望通過這兩者施工技術的詳細研究，為廣大高速公路施工者提供一定的理論指導和幫助。

【關鍵詞】高速公路；隧道洞口；淺埋段；加固；開挖

1工程概況

以我國最具代表性的廈蓉高速為例，本文將對其隧道洞口淺埋段的施工技術進行詳細分析和探究。廈蓉高速，以廈門為起始點，具體經過江西省瑞金、贛州等地，可稱得上是我國西南方向上主要的附帶高速，編號為G76，總長為2211km。其中，江西瑞贛段的隧道施工是所有隧道施工中最具難度代表性的，該隧道屬于大斷面隧道，擁有三各車道，全長247.67延m/4道，長為5242m的隧道工程有1.5座，其隧道洞口的淺埋段由于地質條件非常差，導致施工過程中各種難題層出不窮。

2高速公路隧道洞口淺埋段加固技術分析

2.1預注漿技術

第一，針對穩定性較差的隧道洞口圍巖，需要在隧道施工階段，對其進行洞口地表的加固工作。首先，為了給疏干含水層提供最優條件，需要在即將開挖的隧道洞口頂部形成一個完整無損的成拱殼。然后，全部采用一次性全孔注漿的工藝技術對隧道洞口地表進行注漿。一次性全孔注漿工藝的使用可以有效地避免洞口地表出現塌孔現象。當出現嚴重塌孔現象時，就必須采用分段式的前進注漿方式進行隧道洞口地表的注漿施工，其注漿工藝的水灰比例為1:1的標準比例。而針對地表注漿區域施工中難以操作的部分，可以采用超前式帷幕注漿法進行地表加工施工。最后，當隧道洞面的整修技術完成后，需要將地面開挖1.5m左右，并在洞口進行漿墻澆筑，約澆筑2m。漿墻完成后，利用混凝土對注漿孔進行封閉，使其呈現環形向外的狀態。同時，需要根據地表水下漿液的不同，確定孔與其他孔之間的實際距離。第二，在地表注漿加固施工工作完成之后，為了充分保障工作面的穩定性，需要在工作面上設置特定的布置孔，并對其進行注漿固定。通常情況下，這種布置孔都要按照梅花形進行布置，且為1.5m×1.5m。同時，為了不斷提高開挖面的穩定性，使施工進度可以不斷加快。在鉆孔施工時，其巖土深度必須與注漿段保持高度一致，并采用錨桿將軟弱易散的地層連結為牢固的一體。需要格外的是，采用的錨桿必須是玻璃纖維的，且必須是抗拉強度極高的。最后，在進洞施工中，需要采用最快速度進行自主洞門，并在洞門修建完成后，對隧道的仰坡、邊坡等進行泛壓，使其形成相對穩定的支柱作用。同時，在洞口整個施工完成之后，需要對排水系統進行不斷完善，從而保證隧道邊坡的穩定性。另外，如果在隧道進洞的施工過程中采用的超前預支護技術不能充分其安全性。那么，就需要采用其他手段，如混凝土對開挖掌子面噴射封閉、豎直方向上臨時支撐、水平方向上旋轉噴射超前支護等，以確保施工過程的安全性。

2.2預支護技術

作為預支護措施中應用極其廣泛的方式，超前小導管在注漿加固施工中的應用也非常廣泛。但在通常情況下，超前小導管需要與鋼拱架進行相互配合才能正常使用。在隧道洞口的邊坡和仰坡封閉完成后，需要在洞面修整過程中正確安裝鋼拱架。對鋼拱架進行安裝時，使其盡可能貼近洞面，然后小導管經鋼拱架腹部順利穿出，直至頂入圍巖之中。這時將小導管尾部和鋼拱架進行焊接固定，使其形成穩定的預支護體系。與此同時，把漿液慢慢注入小導管內，而地表空隙則不需要進行格外注漿，因為管壁溢出的漿液就可以直接實現地表空隙注漿[1]。與超前小導管不同，大管棚主要是通過管棚注漿的方式對土體開挖進行支撐，同時利用混凝土鋼筋為其設置相應的護拱。在隧道洞口施工前，施工人員需要事先對斷面進行橫向和縱向的施工測量，從而設置出正確的護拱開挖輪廓線，并不斷進行人工修編。在對大管棚進行注漿加固時，由于洞口往往穩定性較差，采取的主要預支護手段就是洞口大管棚，使其緊貼地面，并快速修正出具有50cm間距的三榀型鋼拱架。與此同時，利用鋼筋進行焊接，使其成為一個導向鋼管[2]。其中，導向鋼管需長為100cm，其整體安裝方向在鋼支撐上必須與管棚的位置方向呈現高度一致的狀態。這樣，就可以利用混凝土對導向鋼管和鋼支撐進行包裹澆筑，從而形成一堵完整的導向墻。導向墻完成之后，需要用C20混凝土對周圍的仰坡面進行澆筑，以保障其穩定性。在管棚鋼管施工中，采用的是機械頂進的方式，利用絲扣連接的方法對鋼管進行節、段連接。同時，在連接導向管和鋼管時，采用的是高速凝結的水泥，使其堵塞做到絕對嚴密。需要注意的是，在此過程中，要額外設置進漿孔和排氣孔，具體的結構尺寸如圖1所示。其注射漿液的水泥漿水比為1:1的標準比例，實際壓力為2~3MPa。

2.3錨網噴和洞口土方刷坡技術

針對邊坡、仰坡開挖過程中的暴露圍巖，可以對其進行錨網噴體系封閉。在封閉前，需要事先預留出梅花形的輸水孔，同時，在坡面上利用風鉆機進行鉆孔施工，鉆孔直徑應為60mm，長為3.5m。鉆孔清理結束后，再用直徑為50mm的PVC花管進行鉆孔插入，并為其設置10cm的外漏部分。混凝土施工結束后，便進入錨管施工階段。在錨管施工中，需要采用無縫鋼管進行加工，鋼管直徑為42mm，長為3m。在鋼管上鉆取溢漿孔時，需要在鋼管尾端放置墊板，并將錨管采用梅花形的布置方式進行設置，其間距設為1.5m×1.5m。利用錨管進行注漿時，必須對直徑為8mm的鋼筋進行加工，制作成網格大小為20cm×20cm的鋼筋網。在施工中，需要以最快的速度對洞口進行刷坡施工。首先，需要對邊坡和仰坡進行防線操作，并在坡頂設置相應的截水溝。這樣就可以讓洞口的坡面免受雨水、水流等沖刷。然后，根據具體的施工設計要求，從上往下地對洞口坡度進行分層開挖。在開挖過程中，需要及時設計相應的施工防護措施。例如,在土方開挖時,可利用挖掘機；在軟石打眼時,可以使用風鉆機；在小藥量松動挖掘時，可以采用爆破。由于洞口的實際坡度需要以土石穩定性作為基本確定因素，因此，在必要的時刻，可以在施工中設置相應的分級臺階。同時,為了加強洞口邊坡的穩定性，還應在合適的地點和位置對分級臺階進行位移增加和沉降量測點的增加。

3高速公路隧道洞口淺埋段開挖技術分析

在具體的高速公路隧道洞口淺埋段施工過程中，為了充分保證施工的安全性能，需要針對不同的施工階段采取科學正確的開挖方法。同時，在洞口段的施工中，嚴禁利用全斷面的爆破法進行施工開挖。其根本原因是全斷面的爆破會嚴重擾動圍巖，大幅度增加洞口坍塌的風險。通常情況下，人們常用的施工方法有兩種，即：核心預留臺階法和雙側壁導坑法。核心土預留臺階法最常用的地方是四級軟弱圍巖和五級軟弱圍巖的施工。在其施工過程中，需要對核心土進行預留，其臺階通常設為3~5m的長度。對上臺階進行開發時，需要采用弱爆破開挖的方法，如風鉆機鉆孔等。而對下臺階進行施工時，則需要采用預留核心土的方法，在下臺階工作面進行循環進尺為0.8~1.5m的弱爆破開挖。而雙側壁導坑法主要用于穩定性較差的洞口段圍巖施工。在具體施工時，需要采用松動爆破開挖的方式將隧道兩側的導坑先挖出來，導坑長度有實際情況和地質情況決定，通常情況為5m或5m以上。在這個過程中，還需要人工、挖掘機等進行協調配合施工。同時，導坑的施工必須在正洞的正上方5m處進行，并且在開挖結束后必須做好支護措施，以充分確保機構的穩定性。開挖前除了積極做好監控工作和測量工作，還要實時掌握相關支護的變形情況。同時，要格外注意地質的超前預報。在排水系統的施工中，還需要對兩側的臨時排水溝進行壓迫處理，對其不斷進行鋪砌抹面，防止鋼支護基底出現軟化現象。

4結語

本文通過具體工程的隧道洞口淺埋段施工，詳細闡述了加固技術和開挖技術在具體施工過程中的進行步驟和注意事項。因此，在具體的隧道洞口淺埋段施工中，需要對加固措施、開挖方法等進行靈活應用，以充分確保施工人員等能夠安全順利地進入洞內，保證洞口施工的安全性。

【參考文獻】

【1】汪正榜.高速公路隧道洞口淺埋段施工技術探析[J].交通建設與管理,2015(2):153-155.

【2】黃瑞芳.基于高速公路隧道洞口淺埋段施工技術研究[J].黑龍江交通科技,2014(11):122.

作者：楊舒淳 單位：香港大學