高速公路隧道洞口淺埋段施工技術(shù)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(shù)的詳細分析，不僅研究了預(yù)注漿、預(yù)支護、錨網(wǎng)噴、洞口土方刷坡等提高和改善洞口圍巖自我穩(wěn)定能力的加固技術(shù)，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(shù)。希望通過這兩者施工技術(shù)的詳細研究，為廣大高速公路施工者提供一定的理論指導(dǎo)和幫助。

【關(guān)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(shù)進行詳細分析和探究。廈蓉高速，以廈門為起始點，具體經(jīng)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(zhì)條件非常差，導(dǎo)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(shù)分析

2.1預(yù)注漿技術(shù)

第一，針對穩(wěn)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(yōu)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(shù)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(xiàn)塌孔現(xiàn)象。當出現(xiàn)嚴重塌孔現(xiàn)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(qū)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(shù)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(xiàn)環(huán)形向外的狀態(tài)。同時，需要根據(jù)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(wěn)定性，需要在工作面上設(shè)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(wěn)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(jié)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(wěn)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(tǒng)進行不斷完善，從而保證隧道邊坡的穩(wěn)定性。另外，如果在隧道進洞的施工過程中采用的超前預(yù)支護技術(shù)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(zhuǎn)噴射超前支護等，以確保施工過程的安全性。

2.2預(yù)支護技術(shù)

作為預(yù)支護措施中應(yīng)用極其廣泛的方式，超前小導(dǎo)管在注漿加固施工中的應(yīng)用也非常廣泛。但在通常情況下，超前小導(dǎo)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(dǎo)管經(jīng)鋼拱架腹部順利穿出，直至頂入圍巖之中。這時將小導(dǎo)管尾部和鋼拱架進行焊接固定，使其形成穩(wěn)定的預(yù)支護體系。與此同時，把漿液慢慢注入小導(dǎo)管內(nèi)，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(xiàn)地表空隙注漿[1]。與超前小導(dǎo)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(shè)置相應(yīng)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(shè)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(wěn)定性較差，采取的主要預(yù)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(dǎo)向鋼管[2]。其中，導(dǎo)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(xiàn)高度一致的狀態(tài)。這樣，就可以利用混凝土對導(dǎo)向鋼管和鋼支撐進行包裹澆筑，從而形成一堵完整的導(dǎo)向墻。導(dǎo)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(wěn)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(jié)、段連接。同時，在連接導(dǎo)向管和鋼管時，采用的是高速凝結(jié)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(shè)置進漿孔和排氣孔，具體的結(jié)構(gòu)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(wǎng)噴和洞口土方刷坡技術(shù)

針對邊坡、仰坡開挖過程中的暴露圍巖，可以對其進行錨網(wǎng)噴體系封閉。在封閉前，需要事先預(yù)留出梅花形的輸水孔，同時，在坡面上利用風(fēng)鉆機進行鉆孔施工，鉆孔直徑應(yīng)為60mm，長為3.5m。鉆孔清理結(jié)束后，再用直徑為50mm的PVC花管進行鉆孔插入，并為其設(shè)置10cm的外漏部分?；炷潦┕そY(jié)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(shè)置，其間距設(shè)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(wǎng)格大小為20cm×20cm的鋼筋網(wǎng)。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(shè)置相應(yīng)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(jù)具體的施工設(shè)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(shè)計相應(yīng)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(fēng)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(wěn)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(shè)置相應(yīng)的分級臺階。同時,為了加強洞口邊坡的穩(wěn)定性，還應(yīng)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(shù)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(xué)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(fēng)險。通常情況下，人們常用的施工方法有兩種，即：核心預(yù)留臺階法和雙側(cè)壁導(dǎo)坑法。核心土預(yù)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(yù)留，其臺階通常設(shè)為3~5m的長度。對上臺階進行開發(fā)時，需要采用弱爆破開挖的方法，如風(fēng)鉆機鉆孔等。而對下臺階進行施工時，則需要采用預(yù)留核心土的方法，在下臺階工作面進行循環(huán)進尺為0.8~1.5m的弱爆破開挖。而雙側(cè)壁導(dǎo)坑法主要用于穩(wěn)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(cè)的導(dǎo)坑先挖出來，導(dǎo)坑長度有實際情況和地質(zhì)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(xié)調(diào)配合施工。同時，導(dǎo)坑的施工必須在正洞的正上方5m處進行，并且在開挖結(jié)束后必須做好支護措施，以充分確保機構(gòu)的穩(wěn)定性。開挖前除了積極做好監(jiān)控工作和測量工作，還要實時掌握相關(guān)支護的變形情況。同時，要格外注意地質(zhì)的超前預(yù)報。在排水系統(tǒng)的施工中，還需要對兩側(cè)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(xiàn)軟化現(xiàn)象。

4結(jié)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(shù)和開挖技術(shù)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(yīng)用，以充分確保施工人員等能夠安全順利地進入洞內(nèi)，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(shù)探析[J].交通建設(shè)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(shù)研究[J].黑龍江交通科技,2014(11):122.

作者：楊舒淳 單位：香港大學(xué)