李兵兵

(山西路橋第二工程有限公司，山西臨汾 041000)

0 引言

由于國家的飛速進步，許多崎嶇不平的山地也修建了高速公路。為了讓高速公路起到它應(yīng)有的作用，設(shè)計人員放棄了以前的繞行辦法，而是采取修建短隧道群的辦法，這樣在項目施工過程中，就使得一些橋隧相接或者是進出口發(fā)生高坡現(xiàn)象，從而降低了隧道修建的安全性，也使高邊坡的牢固性達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求。因此，本文根據(jù)某項目的實際施工過程，對安全修建橋隧相接以及高邊坡的技巧進行整理研究，為此類隧道修建起到積極作用。

1 項目概述

某隧道屬于雙洞單向隧道，處于高速公路上部，左右兩洞距離大約7.8 m～30 m，左、右線洞口段處于緩和曲線上，左洞長745 m，右洞長807 m。左洞邊坡比較陡，角度約有90°，巖層奇形怪狀，植物較少，存在孤石。左洞單向鑿開?，F(xiàn)在，二次襯砌右洞工程已結(jié)束，左洞還有11 m未完成。按照目前具體的開鑿狀況分析，左洞未鑿的部分圍巖屬于風(fēng)化程度較大的石英砂巖，巖石整體性不強，裂縫以塊狀存在，其中有水滲入，屬于Ⅳ級圍巖。

2 隧道出口處圍巖的牢固性研究

因為隧道出口處的邊坡較陡，巖石整體性不強，巖層的角度幾乎為90°，巖層之間存在軟弱夾層，洞口下部的巖體會受到上方的下滑力。同時，此出口處是橋隧的相接部分，巖石在橋臺修建以及進行隧道炸開、開鑿、襯砌的時候，會受到相當(dāng)大的影響，使出口邊坡穩(wěn)固性降低，造成滑坡現(xiàn)象，影響施工與運輸。此隧道出口邊坡牢固性的影響因素可總結(jié)為:

1)橋臺修建的影響。

隧道出口處修建之前，已經(jīng)結(jié)束了橋臺和橋梁的建設(shè)。建橋臺的時候，實施出口邊坡的開鑿，降低了以下方圍巖給上部的力，縮小滑坡面積，從而加強巖體上部的下滑作用，降低了邊坡的安全性，增加了上方巖體滑坡的可能性。如圖1所示，橋臺修建過程中，進行 C，B，D 的開鑿，使得滑動面從 A，B，E，F(xiàn) 減少到 B，E，F(xiàn)，從而使山體的抗滑能力降低。

圖1 橋臺施工的影響

2)隧道炸開、開鑿的影響。

某些坡體由于隧道出口處圍巖炸開而振動，不僅擴張了已存在的節(jié)理、裂縫，也出現(xiàn)了新的節(jié)理、裂縫，同時還使巖體的軟弱夾層移位，導(dǎo)致上部坡體滑落。因為此時橋臺已建成，隧道開裂使橋臺發(fā)生震動，影響其穩(wěn)定性。除此之外，隧道的開鑿使應(yīng)力分布改變，洞邊圍巖由三維應(yīng)力變成二維，增加了松動圈的徑長，而且洞周圍凈空發(fā)生移位，洞室上方的巖體又發(fā)生滑移，擴張了裂縫，降低了坡體的牢固性，因而發(fā)生上部坡體的滑坡現(xiàn)象。

3)坡體風(fēng)化過度的影響。

由于施工的原因，影響了邊坡的巖體穩(wěn)定性，擴大了裂縫，巖石發(fā)生移位，往后運輸時，更促進了自然因素以及人為因素對邊坡風(fēng)化作用的影響，從而導(dǎo)致發(fā)生巖體滑落以及坡體震動的情況。

3 安全出洞建設(shè)技巧

3.1 施工策略

由于在隧道修建和經(jīng)常使用的過程中，可能會發(fā)生橋隧相接洞口高邊坡存在的事故，所以開工之前應(yīng)該注意以下三方面:

1)為了防止山體發(fā)生滑坡等一系列不穩(wěn)定現(xiàn)象，應(yīng)該確保五一村山體在進行隧道修建過程中盡量不受影響;

2)隧道炸開的過程中，盡量防止橋臺不受損害;

3)為了保證車輛以及橋梁不受傷害，應(yīng)避免隧道開通時高邊坡滑落碎石的現(xiàn)象發(fā)生。

對于此邊坡出現(xiàn)的牢固性事故，根據(jù)當(dāng)時的地理環(huán)境，考慮到隧道出洞的建設(shè)條件、施工技能，經(jīng)過精心的探討分析應(yīng)對策略，制作了以下方法:

1)利用塑料導(dǎo)爆管非電起爆、預(yù)裂炸開技能，設(shè)置新的主洞炸開參數(shù)。

2)拋棄隧道出口處的全部開鑿，應(yīng)用上臺階小導(dǎo)坑先行出洞的開鑿策略，根據(jù)連拱隧道中導(dǎo)坑設(shè)置小導(dǎo)坑斷面大小。

3)增強左洞主洞支護參數(shù)，按照巖體節(jié)理布局合理分布錨桿方向。

4)針對已經(jīng)開工的橋梁，通過土層掩蓋的方式予以維護，同時安裝橫向空眼降低炸開力度，從而確保橋臺的安全。

5)通過主動防護網(wǎng)和被動網(wǎng)同時使用的方式保護仰坡的安全。

6)適宜的增加明洞長度。

7)將相對位移的勘測點設(shè)置在隧道上部坡體、洞內(nèi)和橋臺處，測點設(shè)計在節(jié)理面、斷層面兩側(cè)和洞口不密實的覆蓋面周圍，每天做2次觀察。

3.2 炸破控制策略

通過預(yù)裂爆破進行開鑿，降低對圍巖的影響，使其穩(wěn)定性恒定，減小了其安全隱患。采用豎直中空楔眼掏槽、非電毫秒雷管(1段～15段)、32 cm×20 cm和25 cm×20 cm號巖石硝銨炸藥。周邊眼采用的是小直徑藥卷間隔裝藥、導(dǎo)爆索聯(lián)結(jié)，余下的炮孔應(yīng)用的是2藥卷連續(xù)裝藥、塑料導(dǎo)爆管傳爆。引爆方法是通過集束為中心的混合相連的引爆網(wǎng)絡(luò)、火雷管引爆、反向起爆。與洞身進行修建時的炮眼數(shù)比較，鉆孔數(shù)超了34個，周邊眼間距從洞身55 cm～60 cm減少至45 cm，根據(jù)進尺標(biāo)準(zhǔn)，炮眼深度設(shè)置成1 m。單孔容藥小于孔深的1/3。臺階分為2層，隔1 m一個節(jié)段，進行炸破工作，炸破之前采用袋裝砂壓住臨空面。為了達(dá)到良好的炸破效果，使其盡量不影響坡體圍巖的穩(wěn)定性，避免滑坡、橋臺錯動現(xiàn)象的發(fā)生，可以通過降低炮眼的深度，增加炮眼數(shù)量，降低單孔載藥量，預(yù)裂炸破等多種方法達(dá)到目的。

3.3 洞內(nèi)修建控制方法

此隧道周邊的圍巖屬于Ⅳ級，采取上下斷面臺階法修建，并且兩臺階間距達(dá)到正常施工的標(biāo)準(zhǔn)，可以有效降低開鑿隧道對坡體的影響。

隧道出口處屬于小距段，為了保證出洞的安全性，必須增強早期保護工作。利用錨噴進行早期支護，C20噴射混凝土有22 cm厚;22鋼格柵拱架相距60 cm;徑向錨桿采用L=300 cm的22藥卷錨桿和L=400 cm的D25中空注漿錨桿，錨桿以1.0 m×1.0 m(環(huán)×縱)以梅花形布局。超前支護應(yīng)用的是長450 cm、間距30 cm的雙層超前小導(dǎo)管。倘若洞內(nèi)圍巖比較碎，必須加固破碎部分的超前小導(dǎo)管和錨桿，按照掌子面的節(jié)理與損壞度進行分布，錨桿的方向應(yīng)該垂直于巖層的節(jié)理面。二次襯砌時，采取的是40 cm厚的模筑混凝土。

明洞應(yīng)按照地勢相對加長，明洞襯砌上部添加3 m厚C20混凝土，二次襯砌時，在符合設(shè)置要求的強度時，再分2層實施澆筑工程，外部鋪撒1 m厚砂起緩沖作用。洞門處的墻根按照地勢適當(dāng)進行增高、增厚。

3.4 高邊坡維護

汝城端仰坡利用SNS系統(tǒng)防護網(wǎng)對邊坡進行保護，從而避免隧道在開鑿時震搖使碎石滑落，導(dǎo)致橋梁和隧道的正常運輸安全受到威脅，其防護網(wǎng)分為面積大于10 000 m2的主動保護網(wǎng)和2道被動防護網(wǎng)(如圖2，圖3所示)。

圖2 主動防護網(wǎng)系統(tǒng)

圖3 被動防護網(wǎng)系統(tǒng)

防護網(wǎng)工作結(jié)束后，接下來就是對出洞、邊和仰坡的維修。防護網(wǎng)施工之前，必須先將坡面保護面積內(nèi)給修建安全造成安全隱患的碎石、碎土進行徹底清理，并處理不達(dá)標(biāo)的一些地勢。主動和被動防護網(wǎng)施工技能包括:

1)主動防護網(wǎng)。

a.錨孔方位。先進行邊坡地質(zhì)情況的勘測，盡可能的保證錨桿和基座與基巖的穩(wěn)定狀態(tài)。b.開挖錨桿孔?？咨钶^錨桿長5 cm，孔口開挖的深度應(yīng)大于錨桿環(huán)套長度的凹坑，并對孔內(nèi)進行清理。c.注漿的同時插入錨桿。利用強度大于M20的水泥砂漿注滿錨孔，插入錨桿同時旋轉(zhuǎn)幾圈，確保錨桿和漿液碰觸完全，養(yǎng)護時間多于3 d。d.設(shè)置縱、橫向支撐繩。采取張線器撐緊支撐繩，避免發(fā)生松動，撐緊后采用專用繩卡和錨桿外露套環(huán)在兩頭進行連接。e.設(shè)置鋼繩網(wǎng)。鋼繩網(wǎng)連接長度應(yīng)大于5 cm，鋼繩網(wǎng)和支撐繩間通過8 mm鋼繩連接，同時處于張拉狀態(tài)，縫合繩兩頭分別使用一個繩卡和網(wǎng)繩連接起來。f.安裝結(jié)束后做全面檢驗。

2)被動防護網(wǎng)。

a.實施當(dāng)場定位。當(dāng)場放線長度應(yīng)按照地勢的突兀度加長3%～8%。b.基坑開鑿、鉆鑿錨桿孔。存在掩蓋層的地方先鑿開掩蓋材料，再決定錨桿插入基巖深度，鑿出錨桿孔。c.預(yù)埋錨桿和灌注混凝土。針對巖體基礎(chǔ)，先將錨桿放進去再灌注混凝土;針對混凝土基礎(chǔ)，應(yīng)先灌注混凝土再進行錨桿的設(shè)置。d.基座的設(shè)置。澆筑混凝土2 d結(jié)束后，把基座帶進地腳螺栓，固定螺帽。e.鋼柱和上拉錨繩的設(shè)置。先把鋼柱置于基座上，在鋼柱頂端掛座和錨桿上安裝上拉錨繩的掛環(huán)，調(diào)節(jié)鋼柱和基座的位置并確定好，繃緊上下錨拉繩進行最終定位。側(cè)拉錨繩設(shè)置同上。f.設(shè)置上下支撐。應(yīng)先設(shè)置好上支撐繩，隨后進行下支撐繩的設(shè)置，第二根下支撐繩的設(shè)置和第一根方式相同，方向相反，然后在離減壓環(huán)40 cm的地方通過一個繩卡連接2根底部支撐繩，進而構(gòu)成2根交叉的雙支撐繩構(gòu)造。g.安裝鋼繩網(wǎng)。用繩卡將鋼繩網(wǎng)暫時與上下支撐繩連接?？p合繩按單張網(wǎng)周長1.3倍下料，從防護系統(tǒng)一端中點開始，一半順時針、另一半逆時針縫合。當(dāng)達(dá)到下支撐繩時轉(zhuǎn)向另一張網(wǎng)并與支撐繩纏在一起，確保左右側(cè)縫合繩頭重疊1 m。h.安置格柵。將格柵掛于鋼繩網(wǎng)內(nèi)側(cè)，將外側(cè)折到網(wǎng)的外側(cè)15 cm，用扎絲固定;格柵底部沿斜坡向鋪設(shè)0.5 cm。格柵網(wǎng)間疊加0.1 m，用扎絲固定在鋼繩網(wǎng)上，節(jié)點間距應(yīng)該小于1 m。

3.5 大橋的維護

因為古橋村大橋已經(jīng)徹底竣工，為了確保在隧道爆破的過程中石頭不至于滾落下來，所以采取以下措施進行橋梁的安全保障工作:

1)針對臺背選取機制砂來回填，從而減小爆破對橋臺的作用力。

2)橋面通過黏土來覆蓋，覆蓋層厚度應(yīng)該大于80 cm，長度在10 m以上。

3)針對會遭到滾石襲擊的墩柱通過圓柱墩模板和平模進行遮擋、覆蓋。

4)為了確保橋臺安全性，在隧道左洞小導(dǎo)坑貫通后、主洞挖通之前，在離古橋村高架左線郴州岸臺尾30 cm處設(shè)置兩排橫向空眼，空眼寬度為13 m，孔深到隧道開挖邊界線下部以下50 cm，縱橫間距為50 cm×30 cm。空眼必須給予覆蓋保護措施。

4 結(jié)語

本文描述了橋隧相連處高邊坡隧道施工過程中可能出現(xiàn)的邊坡失穩(wěn)等問題，通過對洞內(nèi)施工安全、邊坡和橋臺保護等方面采取相應(yīng)的安全出洞施工技術(shù)措施進行避免:

1)通過SNS柔性防護網(wǎng)對高邊坡進行主動和被動防護;

2)把光面爆破與預(yù)裂爆破技術(shù)有機融合，少藥量、多循環(huán)爆破，降低其對邊坡以及橋臺的振動作用;

3)將全斷面開挖改為臺階法開挖，同時提高早期支護參數(shù)的強度。事實證明，通過上述措施，可以有效防護邊坡以及橋臺的安全，保證隧道施工以及運營正常進行。

［1］ 譚 丹.淺析高速公路橋隧連接工程中的隧道洞門施工技術(shù)［J］.華章，2012(10):26-28.

［2］ 鄭 光，許 強，杜宇本.高陡巖質(zhì)橋隧工程邊坡穩(wěn)定性評價及工程支護措施［J］.成都理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2011(4):53-54.

［3］ 張 劍.山區(qū)高速鐵路隧道間橋隧連接結(jié)構(gòu)探討［J］.鐵道工程學(xué)報，2011(8):89-90.