公路隧道“零进洞”施工工艺探讨

摘要：本文以某高速公路隧道工程为例，详细阐述了隧道“零进洞”施工工艺要点，即在隧道进洞时采用超前管棚注浆等先进技术手段，通过利用超前管棚预支护，未开挖仰坡，未破坏原始地貌，成功实现了零开挖进洞。

关键词：公路隧道；零进洞；施工工艺

中图分类号：U455.4

文献标识码：A

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引言

近年来，随着高等级公路向内地山区的延伸发展，隧道工程逐渐成为高等级公路施工建设中质量控制和评定的重要环节，隧道进洞是隧道施工的第一道工序，其设计及施工方案的选择，直接影响到工程施工准备期的长短和下一步的施工质量、费用和安全环保工作。

在传统的隧道施工中，一般要求在洞口先开挖成“仰坡”，再进行大范围防护，在保证隧道洞口稳定的前提下再掘进施工。这一传统的方法不但破坏了山体的自然平衡、扩大了征地范围、增加了施工成本，而且对隧道洞门区域内的生态环境造成了不可恢复的破坏，对一些自然景观造成致命的伤害。

“零进洞”也就是“零开挖”，通过采取特殊的开挖方法和正确的支护措施，使隧道在最小的工作面实施安全进洞，在进洞过程中结合洞口的地形条件，采取必要的加固措施，减少或不开挖边仰坡，形成附合自然，改变自然的洞口，最大限度地减少洞口施工对自然仰坡原始植被的破坏程度。这一方法大幅度减少了隧道洞口土石方开挖量和堆弃量，避免了因为水土流失对林地造成的污染，保护了天然植被。在“零进洞”施工过程中遵循的原则是“少破坏、多保护，少扰动、多防治”。

2　隧道地质概况

某高速公路隧道地处低山丘陵区，地势陡峻，沟谷纵横，以“V”型沟谷为主，地势坡体表面植被良好，林木茂盛。隧道穿越主要围岩级别为Ⅲ级围岩，岩石类型为微风化英安岩、钾长花岗岩，岩石节理裂隙不发育，岩石完整呈大块状砌体结构。地表水主要为常年流水山区河流；地下水为基岩裂隙水，分布于沿线的丘陵和中、低山区，涌水量小。

隧道洞口段为强一弱风化英安岩，以弱风化层为主，节理较发育，岩体呈碎石、碎块状，有裂隙滴水、渗漏，稳定性较好，围岩级别为V级。

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“零进洞”施工工艺

3.1工艺流程

制作管棚钢架测设中线及水平基点钻管棚钢管孔眼打设管棚钢管环向掏槽开挖断面安设钢拱架套拱混凝土浇注中部开挖向前分层掘进架设钢架喷射混凝土

3.2超前管棚支护施工

用φ42钢管搭设工作平台，复测隧道中线、拱顶及拱脚水平基点，沿坡面画出管棚轮廓线，在管棚轮廓线钻孔安装φ120(L=2.0m)用作超前注浆管棚钻孔导向管，随后套打d989超前注浆导管并注浆。

管棚超前支护采用外径~89mm、壁厚6ram的热轧无缝钢尖管，钢管前端呈尖锥状，尾部焊接cp8加劲筋，管节长5～9m，管壁四周钻2排ψ8mm压浆孔，压浆孔间距15cm。每节用长15cm的丝扣连接，管棚长度为15m，管环向间距40cm。施工前采用φ120钢管按超前导管设计位置，沿隧道周边以1～3°外插角打人围岩，作为导向孔口管，用于控制φ89超前导管钻孔方向及高程，从而有效地控制导管围岩注浆加固范围，防止洞身开挖超欠挖。

施工要点：施工时应用全站仪量测钢管钻进的偏斜度及倾角，确保钻孔方向准确。钢管接头应错开，避免钢管接头在同一断面。

注浆采用1:1水泥浆，注浆压力控制在1.0～2.0Mpa，终压2.0Mpa，终压维持时间一般为5～10min。注浆参数应在施工中不断调整，以尽量保证钢管之间浆液充填饱满，形成稳定壳体。

超前管棚布置见图1、图2。

3.3工字钢钢拱架安装

待管棚注浆液达到设计强度后，采用挖掘机清刷洞身范围内边坡松散土层，重新测量放样，画出套拱轮廓线，环向开挖套拱弧线，并按山体自然坡度(1:1)斜向安装118工字钢钢拱架，通过五榀钢拱架逐渐调整到竖直安装，钢拱架间距拱部为50cm，拱脚为200cm，在拱架落脚处增设两根ψ22 L＝4.0m锁脚锚杆，确保拱架稳定。

具体拱架布置见下图。

隧道洞身环向系统锚杆为ψ5中空注浆锚杆，L=4.0m，@75×100cm；拱架锁脚锚杆采用ψ22 L＝4.0m砂浆锚杆；钢架与系统锚杆和管棚牢固连接，钢架间纵向连接采用ψ20L＝1.0m的钢筋连接。

此种方法施工选择，鉴于拱部埋深较浅，岩体对拱架的正压力较小，而拱脚进洞里程开挖长度较长，直接开挖后洞身侧压力较大，为防止边墙开挖后失稳坍塌，故斜向安装钢拱架，通过管棚、钢拱架及C25套拱砼稳固围岩，从而有效地防止坍塌。

3.4套拱混凝土施工

钢架架设完毕后，沿设计混凝土外边缘(考虑15cm预留沉降量)安装套拱内模、端模及外模。拌和站集中拌制C25喷射混凝土，由混凝土运输车运送混凝土到洞口，采用模喷混凝土的方法施工。

4　结束语

该山区高速公路原始植被良好，隧道工程通过采用以上介绍的“零进洞”施工工艺，未开挖仰坡，最大限度的保护了原始地貌，节约了施工成本，取得了理想的效果，为其它隧道工程的洞门施工提供了宝贵的经验。

参考文献

[1]交通部.公路隧道施工技术规范[M].北京：人民交通出版社，1994