◎趙博 中交路橋建設有限公司

1.工程概況

某高速公路隧洞呈城門洞型斷面，支洞樁號0+000～0+020段屬于埋深5～30 m的淺埋段。洞內圍巖以灰?guī)r夾薄層泥灰?guī)r居多，缺乏足夠的自穩(wěn)能力，以何種方法安全施工洞口淺埋段是工程中的重難點內容。

2.邊仰坡開挖和防護及地表排水

2.1 邊仰坡開挖和防護

以施工控制點為準，準確測放開挖軸線、邊線，明確開挖范圍。開挖采取機械作業(yè)為主、人工為輔的方法，按1:0.7放坡開挖，從上層開始，有序向下逐層開挖，開挖位置距離坑底30cm時，調整為人工作業(yè)的方法，保證開挖進尺的準確性。而后，及時澆筑墊層，維持土體穩(wěn)定，以免膨脹。

開挖后，隨即以噴錨的方法對仰坡做加固處理。錨桿選用長4m的φ20mm鋼筋錨桿，梅花形布置；配套尺寸為4m×4m的鋼筋網片，用點焊的方法穩(wěn)定連接網片。

噴射混凝土厚度按120mm的要求予以控制，作業(yè)要點有：

（1）錨桿打設到位后，初噴50 mm，掛網后噴射70mm。

（2）在砂層地段施工時，先將鋼筋網鋪設到位，再沿著環(huán)向壓緊，待鋼筋網具有穩(wěn)定性后，組織混凝土噴射施工。

（3）噴射期間存在混凝土塊或試塊脫落的現象時，及時將其清理干凈，在此前提下方可噴射混凝土。

（4）為檢驗在噴射混凝土后坡體的實際情況，于合適位置增設監(jiān)測點，經觀測后，明確坡體平面及豎向的位移量，記錄觀測數據，作為質量分析、問題處理的參考。

2.2 邊仰坡地表排水

邊仰坡局部巖體呈破碎狀，對水較為敏感，遇水后巖體的強度和穩(wěn)定性易下降。為此，在洞頂及邊坡兩側修筑M 7.5漿砌石排水溝，削弱降水的沖刷作用，也能夠阻止雨水滲流，以免流至邊坡內部。此外，于坡面預留排水孔，向其中插入φ50mm的PVC花管，外露10cm，起到引導水體流向的作用。

3.隧道洞口段大管棚的施工

洞口段的支護采取的是大管棚和鋼拱架的綜合型方案。套拱縱向長度2m，厚度40cm，用C25混凝土施工成型；內部按70 cm的間距依次設置3榀I18鋼拱架，彼此間用φ25mm鋼筋穩(wěn)定連接。

沿開挖輪廓線設壁厚6.0mm、直徑60mm的無縫鋼管，作為大管棚。管壁周邊按10 cm的間距依次設置外徑為8mm 的注漿孔，仰角控制在1°～2°，均遵循梅花型布置的原則。注漿材料選用水泥-水玻璃雙液漿，原材料為42.5普通硅酸鹽水泥、Ⅱ型水玻璃，漿液水灰比0.6∶1～1∶1，擴散半徑0.5m，在無縫鋼管設置到位且無誤后及時注入漿液。注漿壓力0.5～1.2MPa，具體視現場條件做靈活的調整。

4.隧道洞口淺埋段開挖施工技術

左洞出口段具有淺埋、巖土體破碎的特點，穩(wěn)定性欠佳，若直接于該處開挖，易由于巖土體坍塌而誘發(fā)安全事故。為此，以超前大管棚的方式做預支護處理，為開挖創(chuàng)設良好的條件。開挖踐行雙側壁導坑法的理念，采取的是機械為主、人工為輔的方案，將整個掌子面劃分為7個部分，富有秩序性地開挖。掌子面分區(qū)情況，如圖1所示。

4.1 左導坑施工

可結合圖1，分析左導坑的施工要點：

（1）依據設計圖紙測量放樣，根據測放結果，組織①部左導坑上臺階的開挖作業(yè)，此環(huán)節(jié)以機械設備為主，現場作業(yè)人員根據現場情況適時用風鎬修邊，提高開挖的精細化水平。開挖后，盡快初噴C25混凝土，厚度控制在4 cm，起到封閉的作用。而后，依次設置尺寸為20cm×20cm的Φ8鋼筋網和I22b工字鋼鋼拱架，再設置I18工字鋼，作為支撐鋼拱架結構，起到臨時支護的作用。通過鋼板和螺母的共同應用，穩(wěn)定連接支護鋼架與初支鋼拱架。此外，于鋼架底部設2 根Φ42mm無縫鋼管，作為鎖腳鋼管，起到提升鋼架穩(wěn)定性的作用。待各類設施均設置到位后，復噴混凝土至28cm。開挖具有秩序性，單個循環(huán)的進尺取1.5m，按照此進尺要求有序進行。

（2）待①部開挖3m后，開始②部左導坑下臺階的開挖，此階段初噴4cm厚的混凝土。邊墻施工環(huán)節(jié)，按環(huán)、縱向間距均為1m的要求設置長度為4m的Φ42mm鋼管，而后以0.5MPa的壓力高壓注漿，得益于漿液的固結作用，保證加固效果。高壓注漿后，設Ⅱ部Φ8鋼筋網、鋼支撐拱架及鋼支撐，配套鎖腳鋼管，復噴混凝土至設計厚度。

4.2 右導坑施工

可結合圖1，分析右導坑的施工要點：

圖1 掌子面施工部分劃分示意圖

（1）左導坑②部施工量達到2個循環(huán)后，開始安排③部右導坑上臺階的施工，并按照與左導坑相同的方法設置支護結構。

（2）④部右側導坑下臺階開挖，而后按照與左導坑相同的方法設置支護結構。

4.3 中導坑施工

可結合圖1，分析中導坑的施工要點：

（1）右導坑下臺階施工9m后，安排中導坑上臺階⑤部的開挖作業(yè)，開挖后設Ⅴ部初期支護。初噴混凝土的厚度控制為4cm，采取此方法全面封閉開挖圍巖；而后，將鋼筋網、I22b工字鋼拱架設置到位，經檢測若位置無誤，將其與第Ⅰ、第Ⅲ部鋼拱架連接至一起，最后再對該整體裝置復噴C25混凝土，直至厚度達到28cm為止。

（2）中導坑上臺階施工量達到2個循環(huán)后，按照自上而下的順序安排⑥部的開挖作業(yè)。

（3）待⑥部開挖完成后，開挖⑦部。支護環(huán)節(jié)，先初噴Ⅶ部混凝土，厚度控制在4cm；再將鋼筋網、I22b鋼拱架設置到位，經檢查確認位置無誤后，對設置在Ⅱ、Ⅳ兩處的鋼拱架做連接處理，再對構成的整體復噴C25混凝土，厚度控制在28cm，全面封閉，增強支護效果。

5.一次支護施工

為給洞身開挖創(chuàng)設良好的條件，先采取超前錨桿支護措施。開挖后，聯合應用噴錨和增設鋼拱架的方法，保證支護的有效性。支護作業(yè)的基本思路是：先安排隧道開挖，進尺達到要求即可噴射混凝土，通過混凝土的應用，起到封閉巖面的作用；隨后，依次打設錨桿、架設鋼拱架、掛鋼筋網片；最后，復噴混凝土。

1）超前錨桿的設置。于頂拱135°范圍內設超前錨桿，外插角3°，外露長度50cm；根據錨桿尺寸，適當增加鉆孔的尺寸，以便錨桿有效置入鉆孔內；鉆孔后即可打設錨桿，再將注漿管插至孔底，回抽3～5cm，注漿時隨著漿液注入量的增加而緩慢退出，完成注漿作業(yè)（待孔口溢出漿液為止）。

2）初噴混凝土。初噴的目的在于及時封閉開挖后的巖面。施工中，開挖后及時清理殘留在受噴面的雜物，待其保持潔凈后，進入混凝土初噴環(huán)節(jié)，厚度至少達到40mm。在經過混凝土初噴后，提升開挖面的穩(wěn)定性，抑制洞身圍巖的變形。

3）隨機錨桿的設置。材料選用長度為2m、直徑20mm的錨桿，按1m的縱向間距布設在洞身拱部133°范圍內，錨桿與巖面呈垂直的空間關系；配套的錨墊板必須與巖面緊密貼合，保證錨固的有效性。

4）鋼拱架的設置。初噴混凝土后，按0.5～1m的縱向間距設I18鋼拱架，用隨機錨桿和鎖腳錨桿固定，并復噴混凝土。

5）鋼筋網片的設置。網片尺寸2 m×2 m，材料為直徑8 mm 的鋼筋，網片間以點焊的方式連接。根據巖面的起伏程度，適時調整網片的姿態(tài)，使其與巖面緊密貼合，間隙不超過20mm。

6）復噴混凝土。以分層的方式有序復噴，每層厚度不小于40mm，直至總厚度達到120mm為止。復噴后，檢測混凝土的回彈率，要求邊墻的該值在15%以內，拱部以25%為宜。

7）施工期間的監(jiān)測。為保證施工安全，在施工期間加強監(jiān)測，及時掌握現場的實際情況，采取針對性的處理措施，以防安全事故的發(fā)生。一次支護后，設圍巖收斂、沉降監(jiān)測斷面，用于監(jiān)測圍巖的實際情況?？紤]到淺埋段地質條件的特殊性，沉降監(jiān)測斷面的間距加密至2～5m，各斷面設4～8個點，由專員按照設計頻率定期觀測，完整記錄各項觀測數據，基于數據繪制動態(tài)監(jiān)測曲線，用于直觀判斷被監(jiān)測部位的實際情況，做到及時發(fā)現問題、準確分析問題、有效處理問題。

6.混凝土跟進襯砌的施作

若變形監(jiān)測結果顯示隧洞圍巖有明顯的變形現象，在經過一期支護和加強支護后仍難以有效保證隧洞圍巖的穩(wěn)定性，此時有必要及時跟進二期混凝土襯砌，在此設施的輔助下，增強支護效果。施工現場存在不良地質時，易威脅到施工的安全性，因此需采取針對性的安全支護措施，以此來解決不良地質對施工造成的影響，例如大管棚超前支護則具有可行性。開挖后，安排錨噴封閉，適當加密網片，在原噴射混凝土的基礎上靈活增加混凝土的厚度，通過多項措施的有效落實，營造安全的施工環(huán)境。

7.高速公路隧道淺埋段的施工監(jiān)控量測

7.1 提前施工監(jiān)控測量

在進行隧道洞口開挖工作前，需將施工監(jiān)控測量作業(yè)做好。認真檢查支護作業(yè)的質量并判斷支護作業(yè)是否合理，同時應當盡可能的了解施工地的地質情況，以便隧道洞口開挖工作的順利進行。排水工程對于隧道而言是非常重要的，它關系到在隧道投入使用后，遇到雨水天氣時的排水能力。隧道兩側排水溝的質量決定整個隧道工程的排水能力，所以應當認真檢查排水溝輔砌抹面的施工質量。

7.2 動態(tài)化施工監(jiān)控測量

采用動態(tài)化施工監(jiān)控測量可以使隧道開挖工程步驟更加合理，在開挖作業(yè)過程中可以實時檢查施工的質量，并根據挖進過程中地質的變化進行作業(yè)方式的調整。在監(jiān)測易變形的支護結構時，可以根據它的變形程度，判斷是否需要進行二次支護處理，以確保隧道工程的穩(wěn)定性。

7.3 超前地質預報

在施工環(huán)境較為復雜的區(qū)域可以使用超前地質預報，對需要施工作業(yè)的區(qū)段地質進行勘察，同時對施工難度較大的區(qū)域中各類巖層進行記錄，使用高新技術設備對記錄數據進行分析。進而設計合理的施工方案，確保施工順利進行以及不會破壞生態(tài)環(huán)境，符合綠色施工的原則。

8.結語

綜上所述，隧洞淺埋段的地質條件較差，施工期間的安全隱患較多，文章經過有關于工程實例的分析后，提出隧道洞口淺埋段的關鍵施工技術，闡述具體的作業(yè)要點，希望所提內容可作為類似工程的參考，以便在后續(xù)的工程實踐中，憑借科學可行的施工技術順利完成隧道洞口淺埋段的施工作業(yè)。