浅埋富水山岭隧道洞口段施工技术浅析

摘要：在隧道进出洞施工过程中，施工对围岩的扰动较大，围岩和支护结构的稳定性差，须选取合理的开挖方法、足够的支护强度和必要的辅助加固措施，才能保证隧道进出洞施工安全。《设计规范》及《施工规范》均作了洞口位置规范性要求，强调“早进洞、晚出洞”，尽量避免对山体的大挖大刷。在保持边、仰坡稳定的前提下，提倡自然进洞，让隧道洞口周围的植被得到妥善保护，　维护原有的生态地貌。

关键词：浅埋　富水 隧道 洞口段 施工技术

通过对山岭隧道的现场实地调查，隧道洞口段常存在以下特点：

1、隧道洞口段接近地表，受长期自然侵蚀作用，地质条件复杂，岩体风化严重，结构松散破碎，强度较低。洞口位于低洼地段时，隧道洞口经常处于堆积体或滑坡体上，其自身稳定性较差；或者隧道洞口地质条件尚好，但地形陡峭，因长期风化作用，洞顶上方可能存在危石，也有可能发生崩坍。

2、隧道洞口处地形条件较复杂，当隧道线路与地形等高线正交时，隧道进洞的地形条件最好，洞口边坡刷坡量小，隧道结构受力对称，此时需要重视隧道洞口仰坡的稳定性；当隧道线路与地形等高线斜交时，洞口地形条件对隧道进洞施工很不利，往往一侧边坡开挖量较大，边坡稳定性需要特别重视，可能需要设置明洞。对于极端的情况，如洞口局部范围线路与地形等高线近似平行，此时需要设置大拱脚的明洞，或者在较低侧设置桩基础。

3、隧道洞口段常位于堆积体或滑坡体上，存在大范围的卵石层或黏土层，特别常见土夹石地层和明显的地质分界面，当分界面与隧道线路走向和岩层走向处于不利组合时，给进洞施工带来较大安全隐患。隧道洞口局部若处于冲沟底部，则极可能存在季节性水流，地下水较丰富，这些都给隧道进洞施工带来困难。

隧道与高边坡连接、桥隧相连，特别是在陡坡、软岩、浅埋、偏压、富水或者雨季施工等不利条件下，安全进洞问题更为突出。按照《公路隧道施工技术规范》的“早进洞、晚出洞”施工原则组织实施，但施工过程中往往由于刷坡拉槽引起山体边仰坡失稳，甚至出现大滑坡。按照“早进洞，晚出洞”的施工原则规范施工，合理选择洞口位置和进洞方案，正确安排施工顺序，并借助一些辅助施工措施提前进洞，就能有效解决洞口的工程病害问题，保护洞口生态环境和边仰坡稳定，降低洞口防护成本。

一、借助辅助施工措施“早进洞”

辅助施工措施如超前大管棚、超前锚杆、回填稳定土、注浆加固等形成稳定土体，有助于进洞。辅助施工措施的核心关键在以下几点：

施工中尽量减小对原地表植被的破坏，以保护土体稳定；

减少开挖量，特别是避免山体清方大开挖；

采取自上而下分层开挖，先支护、后开挖，以减少高边坡威胁；

开挖时，除非必要，一般不采用爆破作业，如必须采用爆破作业，只能采取局部松动爆破，且严格控制装药量。

隧道洞口存在地层滑坡、崩塌、泥石流等自然灾害时，应先治理，再进洞；

二、正确安排施工顺序

合理的施工顺序是进洞成败的关键，先采用必要的辅助施工措施，加固稳定好洞门土体后，再开挖进洞，可保证安全，有效避免洞门变形或坍塌的发生。实践证明，这些措施对保障进洞安全是非常有效的。施工顺序如下：

1、洞顶截水沟开挖砌筑及洞口排水施工；

2、边仰坡刷坡开挖；

3、掌子面封闭，采取必要辅助施工措施加强支护

4、开挖支护进洞

三、实例分析

灯火寨隧道进口位于福建省漳州市角美镇田里村境内。洞口段（左线ZK20+633，右线YK20+640）为浅埋富水V级围岩段。

3.1　工程地质情况

进洞口山坡坡率较缓，不存在明显偏压，主要由强风化凝灰岩和坡积土组成，仰坡上部为厚1.70-6.20m厚的残坡积土，下部全、强风化岩层，岩体节理裂隙极发育，岩体极破碎，为极软岩，仰坡稳定性较差，易产生局部滑塌或掉块现象。

3.2　水文地质情况

本区气候属南亚热带海洋性季风气候，温暖湿润多雨，四季不甚分明，每年5至9月为雨季，11月至次年3月为旱季，7至9月为台风季节。进口段降雨时孔隙水发育，平时水量较少，雨季淋雨状出水。

3.3　按照“早进洞，晚出洞”的施工原则，合理安排施工顺序

3.4　边仰坡支护

本例中边仰坡采用锚、网、喷支护。坡面成型后，采用人工风钻钻锚杆孔，孔径不小于40mm，角度与坡面垂直，深度3米，钻孔完毕后清孔，采用注浆机注浆，安装锚杆，铺设钢筋网，网片与锚杆焊接或绑扎在一起，最后采用湿喷机喷射C20砼至设计厚度。

3.5 套拱基础及套拱施工

1．套拱基础开挖后人工进行清理，将基底浮碴、杂物清理干净，采用木板安装基础模板，基础宽1.2米，高0.5米，长度与套拱相同为2米。

2.　套拱施工

（1）立拱

3.6　管棚钻孔、安装、注浆

1、钻孔

钻孔采用管棚钻机进行，钻机平台的高度根据钻机的可调控范围以及钻孔顺序进行确定，由于钻机钻孔顺序按高孔位向低孔位进行，平台位置相应自上而下进行逐步降低，以满足钻孔需要，钻机钻孔的孔径为115mm。左线大管棚长度18米，右线大管棚长度30米。

2、管棚的安装

1）成孔后要立即清孔并下管，以免因坍孔造成孔内堵塞而无法顺利安装。

2）管棚分钢管及钢花管，施工时先打设钢花管并注水泥浆液，然后打钢管，以便检查钢花管的注浆质量。

3、注浆

（1）钢花管管棚安装完成后进行注浆，浆液采用水灰比为1：1的水泥双浆液（添加5%水玻璃），注浆顺序原则上由低孔位向高孔位进行。首先对钢花管进行注浆，注浆压力取0.5～2.0MPa，根据实际情况调整注浆参数，取得管棚注浆施工经验，注浆结束后采用M30水泥砂浆充填钢管。

（2）由于管棚间距较小，为避免注浆时发生串孔造成相邻钢花管孔堵塞，原则上成一孔就注浆，同时可以让浆液在松散的岩层中进行扩散填充，将破碎的岩层固结，有利于相邻孔在钻孔时减少掉块，避免发生卡钻或掉钻、掉钎现象，有利于加快施工进度。

3.7　双侧壁导坑法开挖支护

洞口段为V级围岩浅埋段，左线长18米，右线长30米，里程为根据实际地形，考虑先进右洞，后施工左洞，左右洞掌子面距离错开35米以上，以减小左右洞施工相互影响，确保施工安全。开挖方式采用双侧壁导坑法开挖支护，先行开挖两侧导坑，再对其余部分采用二步或三步开挖。

结语

通过超前大管棚、注浆加固仰坡土体等辅助施工措施，提早进洞，能大大减少对洞口自然坡面的扰动和破坏，完整保留地表植被，避免大挖大刷引起的边仰坡坍塌等工程病害，有效保护洞口自然环境，保证洞口安全，节约建设成本；特别是对进出口地表较浅，地质和水文条件较差的隧道洞口施工具有一定的推广和借鉴价值。

参考文献：

[1]　交通部.　公路隧道设计规范（JTG　D70-2004）　人民交通出版社，2004

[2]　交通部.　公路隧道施工技术规范（JTG　F60-2009）人民交通出版社，2009

[3]　交通部.　公路工程质量检验评定标准（JTGF80/1-2004）　人民交通出版社，2004