楊永龍，呂中玉

(廣西路橋工程集團有限公司，廣西　南寧　530001)

耿家屋基隧道淺埋偏壓洞口段施工方案探討

楊永龍，呂中玉

(廣西路橋工程集團有限公司，廣西南寧530001)

楊永龍(1976—)，男，助理工程師，主要從事公路隧道、橋梁項目施工管理工作。

摘要：文章以貴州省某高速公路耿家屋基隧道進口端淺埋偏壓段施工為例，針對不良地質(zhì)條件，介紹了三臺階留核心土開挖方法結(jié)合超前大管棚、徑向小導(dǎo)管注漿輔助施工的淺埋偏壓洞口段施工方案，為今后公路隧道施工處理類似工程情況提供參考。

關(guān)鍵詞：公路隧道；淺埋偏壓；施工方法

0引言

公路隧道洞口段一般情況下地質(zhì)條件均比較差，主要體現(xiàn)在圍巖強風化，土質(zhì)較松散，覆蓋層較薄，偏壓，邊坡陡峭等，自穩(wěn)能力差，容易發(fā)生塌方、冒頂、邊坡滑塌等地質(zhì)災(zāi)害，給隧道施工帶來很大的難度和安全風險。本文以貴州省某高速公路耿家屋基隧道進口端淺埋偏壓段施工實例，介紹了一種安全通過隧道洞口段不良地質(zhì)的施工方案，對公路隧道進口段淺埋偏壓不良地質(zhì)條件安全施工有很好的參考價值。

1工程概況

貴州省某高速公路耿家屋基隧道左洞ZK214+155~ZK215+970，長1 815 m；右洞K214+145~K216+050，長1 905 m；屬中隧道，最大埋深約317 m，設(shè)置為分離式。隧道設(shè)計為雙向四車道高速公路，設(shè)計速度：80 km/h；隧道建筑限界凈寬為10.25 m，凈高為5 m。隧道位于峰叢谷地區(qū)，地形起伏較大，標高在1 826.6~2 174.9 m之間，最高海拔2 238.0 m。隧道區(qū)地形起伏較大，坡面較陡，坡面植被發(fā)育；洞身段峰叢發(fā)育，峰頂多呈渾圓狀，山脊近東西向展布，丘脊窄陡，斜坡地表植被發(fā)育。

2洞口段地質(zhì)地貌

基隧道右洞進口端K214+155~K214+195段40 m 均為淺埋偏壓地段，該段隧道埋深經(jīng)現(xiàn)場地表實測為0.83~8 m，見圖1；隧道左側(cè)圍巖最薄處為7.38 m。該段圍巖為第四系坡殘積土，圍巖為強風化灰，呈黃色、灰褐色，夾雜碎石、塊石，碎石主要為灰?guī)r，穩(wěn)定性較差。

圖1　耿家屋基隧道進口端洞口實測斷面圖

3淺埋偏壓洞口段施工方案

該隧道洞口淺埋偏壓段采用三臺階留核心土開挖方法結(jié)合超前大管棚、徑向小導(dǎo)管注漿輔助施工的施工方案。超前支護參數(shù)為：外徑為φ108mm、壁厚為6mm、長40m的熱軋無縫鋼管管棚，環(huán)向間距40cm。初期支護參數(shù)為：φ25mm中空注漿錨桿，長3.5m，間距60cm×120cm；C20噴射砼26cm；I20b工字鋼拱架，間距60cm；φ6.5mm鋼筋網(wǎng)片20cm×20cm。靠山體側(cè)拱肩至拱腳設(shè)5m長的φ42×4mm徑向注漿小導(dǎo)管，間距為60cm×60cm；二次襯砌為C25鋼筋混凝土50cm厚。

圖2　三臺階開挖步驟圖

3.1　洞口段開挖方法

針對隧道進口段圍巖淺埋偏壓、自穩(wěn)能力差的特點，為了確保施工安全，在洞口段采取三臺階留環(huán)形核心土法開挖：第Ⅰ級臺階開挖高度約4.4m，先開挖①部環(huán)形部位，開挖面留3m長左右的核心土，即②部分，以增加掌子面的穩(wěn)定性。第Ⅱ級臺階長度留5m左右，先拉中槽再交錯開挖④部位；開挖高度控制在2m，臺階底部為起拱線標高。第Ⅲ級臺階及時跟進，先開挖中槽⑥部分，再交錯開挖⑦、⑧部分完成初期支護接腿。最后開仰拱初期支護⑨部分。按開挖順序①至⑨進行開挖，具體步驟如圖2所示。開挖環(huán)形臺階，每級臺階開挖控制進尺為0.6m，以能架立一榀鋼拱架為宜；主要采取機械開挖，挖掘機開挖并把洞渣直接裝車運出，局部塊石采取松動弱爆破輔助，周邊欠挖的部分采用人工用手持風鎬進行局部修整。開挖后立即噴射4cm厚的噴射混凝土封閉裸露圍巖。這一步對這種自穩(wěn)性差的圍巖非常重要，及時噴射混凝土進行封閉可以立即提供一定的支護力，阻止圍巖破壞性變形的發(fā)展，對穩(wěn)定掌子面圍巖非常有利。初噴混凝土后緊接著進行打錨桿，掛鋼筋網(wǎng)，立60cm間距I20b工字鋼鋼架和復(fù)噴噴射砼作業(yè)；盡快完成初期支護作業(yè)。必須組織好現(xiàn)場，保證工序的連續(xù)性，禁止開挖后拱腳懸空，長時間不接工字鋼拱架。每級臺階的上下連接處拱腳必須及時打設(shè)鎖腳錨桿，并加工U型箍焊接工字鋼拱架與錨桿，保證其連接牢靠。

為盡早實現(xiàn)初期支護封閉成環(huán)，改善初期支護受力狀態(tài)，根據(jù)隧道施工“短進尺、強支護、早封閉和勤量測”的原則，在第Ⅲ級臺階施工到長度10m左右時，立即開挖仰拱5~8m，施工仰拱底初期支護，并進行仰拱混凝土澆筑；使得洞口初期支護封閉成環(huán)。

3.2　洞口段輔助施工方法

該隧道洞口段采用108大管棚作為進洞輔助措施。由于洞口段偏壓側(cè)地勢陡峭，故對此段存在的偏壓采取在洞內(nèi)增加注漿小導(dǎo)管加固右側(cè)圍巖的措施，加固長度為整個偏壓淺埋區(qū)，加固范圍為拱腳至拱肩。

在洞口設(shè)置管棚超前支護，管棚采用外徑為φ108mm、壁厚為6mm、長40m的熱軋無縫鋼管。管棚環(huán)向間距40cm，鋼管前端呈尖錐狀，管壁四周鉆四排φ15mm壓漿孔，注M30水泥砂漿。管棚在進行此段隧道開挖前完成。管棚注漿現(xiàn)場施工見圖3。

圖3　洞口管棚注漿施工示例圖

由于該段隧道為偏壓淺埋洞口段，圍巖強風化、穩(wěn)定性差，為了增加該段圍巖的自穩(wěn)性，在右洞K214+155~K214+195段右側(cè)拱肩至拱腳增設(shè)5m長的φ42×4mm鋼花管注漿，間距為60cm×60cm。注M30水泥砂漿。這兩個輔助施工工序的關(guān)鍵是要控制好大管棚和小導(dǎo)管注漿，必須保證注漿飽滿，壓漿的過程中嚴格監(jiān)督，防止施工現(xiàn)場漏壓。

3.3　方案實施效果

采取三臺階留核心土開挖方法結(jié)合超前大管棚、徑向小導(dǎo)管注漿輔助施工的施工方案成功地通過了耿家屋基隧道右洞洞口淺埋偏壓軟弱圍巖段，施工過程安全，地表、初期支護無異常變形、無裂縫出現(xiàn)。在該段施工過程中的監(jiān)控量測表明拱頂沉降值控制在3cm左右。取得了比較好的施工效果，確保了耿家屋基隧道安全進洞。

4結(jié)語

本文以耿家屋基隧道右線進口偏壓淺埋軟弱圍巖段施工為工程背景，對公路隧道淺埋偏壓軟弱圍巖段施工進行了探討，可得出以下結(jié)論：

(1)采用三臺階留核心土開挖方法結(jié)合超前大管棚、徑向小導(dǎo)管注漿輔助施工的施工方案能安全地穿過淺埋偏壓隧道軟弱圍巖段。在開挖過程中要嚴格控制開挖進尺，逐榀施工，做到短進尺、強支護、早封閉和勤量測；及時進行仰拱施工，封閉成環(huán)。

(2)超前大管棚、徑向小導(dǎo)管輔助施工措施，注漿必須嚴格控制，保證注漿飽滿；該輔助施工對拱頂以及拱腰側(cè)的加固效果非常明顯。

參考文獻

[1]JTJ042-94，公路隧道施工技術(shù)規(guī)范[S].

[2]王夢恕.地下工程淺埋暗挖技術(shù)通論[M].安徽：安徽教育出版社，2004.

Discussions on Construction Plan of Gengjia Wuji Tunnel Shallow-buried Bi-as Entrance Segment

YANG Yong-long，LV Zhong-yu

(Guangxi Road and Bridge Engineering Group Co.，Ltd.，Nanning，Guangxi，530001)

Abstract：With the shallow-buried bias segment construction of Gengjia Wuji Tunnel entrance part of an expressway in Guizhou as the example，and regarding the poor geological conditions，this article intro-duced the shallow-buried bias entrance segment construction program of three-steps excavation meth-od by retaining the core soil，and in combination with advanced large pipe shed and small catheter ra-dial grouting assisted construction，thereby providing the reference for dealing with similar engineering situations in future highway tunnel construction.

Key Words：Highway tunnel；Shallow-buried bias；Construction methods

收稿日期：2015-02-08

文章編號：1673-4874(2015)02-0034-03

中圖分類號：U453.1

文獻標識碼：A

DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2015.02.009

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