吳嘉源 蔡建偉

（中交一公局廈門工程有限公司， 福建 廈門 361000）

0 引言

高速公路是現(xiàn)代化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要內(nèi)容，隧道工程是高速公路修建中的重點(diǎn)工作，洞口淺埋段作為隧道工程中的難點(diǎn)，洞口淺埋段工程質(zhì)量直接影響隧道的正常使用，對(duì)我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)影響深遠(yuǎn)。

1 施工監(jiān)控量測(cè)

高速公路隧道開掘是公路鋪設(shè)中常見的工程，遍布公路所經(jīng)過的各個(gè)地區(qū)。受地區(qū)地質(zhì)條件與自然環(huán)境的影響，隧道開掘的施工條件存在較大的區(qū)別。在高速公路隧道洞口施工前對(duì)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件進(jìn)行詳細(xì)的勘察可以有效保證施工計(jì)劃于施工材料的合理性，在保證施工質(zhì)量的同時(shí)縮短工期，控制工程成本。

1.1 提前施工監(jiān)控測(cè)量

隧道洞口開掘之前要做好施工監(jiān)控測(cè)量工作，詳細(xì)掌握當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)狀況，查看支護(hù)工作的合理性與施工質(zhì)量。加強(qiáng)對(duì)排水施工的關(guān)注程度，尤其是兩側(cè)排水溝設(shè)計(jì)是否合理，排水溝輔砌抹面施工質(zhì)量是否過關(guān)，對(duì)于施工質(zhì)量出現(xiàn)問題的部位，要及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)，確保前期施工的合理性，避免鋼支護(hù)基底軟化影響工程的正常進(jìn)展。

1.2 動(dòng)態(tài)化施工監(jiān)控測(cè)量

動(dòng)態(tài)化施工監(jiān)控測(cè)量是保證施工進(jìn)程合理性的必要手段。施工進(jìn)程中要對(duì)實(shí)時(shí)對(duì)地質(zhì)變化與施工質(zhì)量進(jìn)行查看與評(píng)估，重點(diǎn)監(jiān)測(cè)各支護(hù)結(jié)構(gòu)受力變形狀態(tài)，當(dāng)受力變形較大，要進(jìn)行二次支護(hù)并對(duì)施工計(jì)劃及施工參數(shù)進(jìn)行合理修改，最大程度上保證隧道工程的穩(wěn)定性[1]。

1.3 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)

超前地質(zhì)預(yù)報(bào)常被運(yùn)用在施工環(huán)境較為復(fù)雜的區(qū)域。當(dāng)?shù)貐^(qū)地質(zhì)環(huán)境較為復(fù)雜時(shí)，施工進(jìn)程中常會(huì)出現(xiàn)意料之外的地質(zhì)變化，使原定施工計(jì)劃缺乏可行性。在地質(zhì)環(huán)境較為復(fù)雜的區(qū)域施工開始之前，要對(duì)施工進(jìn)程中所能接觸到的巖石進(jìn)行詳細(xì)勘察，記錄周邊構(gòu)造特殊的區(qū)域與較為脆弱的巖層，并借助專業(yè)軟件及人員分析施工方案對(duì)地質(zhì)環(huán)境造成的影響，設(shè)計(jì)最佳施工方案，避免統(tǒng)一的施工標(biāo)準(zhǔn)增加施工成本或造成隧道無法正常使用。

2 高速公路隧道洞口淺埋段施工技術(shù)

2.1 預(yù)注漿技術(shù)

洞口淺埋段為隧道施工中穩(wěn)定性相對(duì)較差的部分，在常需要進(jìn)行加固處理以保證隧道的使用價(jià)值與使用壽命。預(yù)注漿技術(shù)通過向巖體內(nèi)部注入化學(xué)制劑，對(duì)巖體的性質(zhì)進(jìn)行改變，在巖體破碎、巖體軟弱、巖體滲水性較強(qiáng)的地段有良好的加固作用。

首先，要充分了解圍巖的性質(zhì)與存在狀態(tài)，依據(jù)工程的需求合理選擇預(yù)注漿的材料。常見的配比模式與水、灰一比一，在特殊地區(qū)需要依據(jù)圍巖的性質(zhì)加入適宜的化學(xué)制劑，確保圍巖形成性整體性強(qiáng)、透水性弱的巖體。

其次，進(jìn)行注漿實(shí)驗(yàn)。注漿實(shí)驗(yàn)開展的主要目的為優(yōu)化注漿配比與調(diào)整注漿方式。常規(guī)模式下，注漿的初始?jí)毫?yīng)控制在0.5-1MPa，最大壓力應(yīng)在2MPa 以上，且持續(xù)時(shí)間超過10min。實(shí)驗(yàn)面的選擇要具有足夠的代表性，實(shí)驗(yàn)進(jìn)程中要詳細(xì)記錄注漿量、擴(kuò)散半徑等各項(xiàng)參數(shù)，為后續(xù)方法改良與注漿工作提供指導(dǎo)。

再次，地表注漿工作，地表注漿常采用全孔一次性注漿，避免坍孔現(xiàn)象的發(fā)生。當(dāng)局部地區(qū)出現(xiàn)坍孔現(xiàn)象時(shí)，可采取跟管鉆孔的方式；當(dāng)出現(xiàn)大范圍坍孔時(shí)，可采取分段施工方式進(jìn)行注漿；若地區(qū)條件無法進(jìn)行地表注漿，可采取超前帷幕注漿法，在洞面整修完成的基礎(chǔ)上于洞口處澆筑漿墻[2]。

最后，地表注漿結(jié)束后，需要重新打孔進(jìn)行工程質(zhì)量檢測(cè)。同時(shí)，在工作面以1.5m 間距的梅花樁形式再次注漿，并通過設(shè)置玻璃纖維錨桿的方式連接、固定軟弱地層，提升洞口淺埋段的穩(wěn)定性。同時(shí)，在施工進(jìn)程中若發(fā)現(xiàn)洞口無法滿足工程質(zhì)量需求，可向表面噴射混凝土以封閉開挖面，提升洞孔區(qū)域的水穩(wěn)定性。

2.2 洞口土方與錨網(wǎng)噴施工

施工進(jìn)程中，若發(fā)現(xiàn)隧道挖掘口坡度較大或水土流失較為嚴(yán)重，需要及時(shí)進(jìn)行刷坡工作，避免洞口被流水沖刷，使洞口階段施工無法順利開展。

第一，依據(jù)洞口的坡度完成仰坡放線工作，同時(shí)合理對(duì)坡頂流水進(jìn)行規(guī)劃，以水道挖掘的方式將流水導(dǎo)向合理的位置。在現(xiàn)階段施工條件下，刷坡工作多為從上至下開展，受工程效率與施工人員安全的影響，開掘工作多采用挖掘機(jī)等大型器械，輔以定向爆破等特殊施工手段。挖掘工作的最終指標(biāo)需要依據(jù)坡體土石的穩(wěn)定性來確定，施工進(jìn)程中常需分設(shè)臺(tái)階，并設(shè)立觀察點(diǎn)以確定挖掘的進(jìn)度。

第二，錨網(wǎng)噴施工。挖掘結(jié)束之后，常需對(duì)裸露的巖層進(jìn)行處理，防止巖石滾落影響隧道的正常使用。常見手段為利用錨網(wǎng)噴技術(shù)獎(jiǎng)裸露的巖層形成半封閉的體系，減少使用進(jìn)程中體積較大的石子滾落。需要注意的是，錨網(wǎng)噴技術(shù)使用之前需要預(yù)留疏水口，減少流水對(duì)巖層的破壞。利用風(fēng)鉆機(jī)在坡面的合理位置鉆孔，通常要求為直徑60mm，深3.5m。鉆孔完成后，需要對(duì)空隙進(jìn)行清理，并在其中插入疏水管。在鉆孔進(jìn)程中，需控制空隙間距在1.5m 左右，呈梅花樁性布置。

2.3 預(yù)支護(hù)施工

預(yù)支護(hù)施工是隧道工程中較為重要的步驟，對(duì)工程的順利進(jìn)行有重要影響。常見的預(yù)支護(hù)工程種類繁多，超前小導(dǎo)管為隧道洞口淺埋段施工中最為常用的預(yù)支護(hù)技術(shù)。施工進(jìn)程中需預(yù)先對(duì)洞口及施工面進(jìn)行休整，確保其整體呈拱形，保證隧道的穩(wěn)定性及美觀度。休整完成后，需要緊貼洞口表面鋪設(shè)鋼制拱形支架。將預(yù)先布置好的小導(dǎo)管與鋼架焊接在一起，增強(qiáng)支護(hù)結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定性。同時(shí)，經(jīng)由小導(dǎo)管進(jìn)行再次注漿，使?jié){液溢出充填地表空隙處，增強(qiáng)隧道洞口表面的穩(wěn)定性。

大管棚注漿是隧道施工中必備的支護(hù)方式。操作方式與超前小導(dǎo)管類似，通過鋼架與管道的連接形成穩(wěn)定的加固結(jié)構(gòu)提升隧道洞口的穩(wěn)定性。與超前小導(dǎo)管不同的是，大管棚注漿在加固結(jié)構(gòu)鋪設(shè)完成后需以混凝土澆筑的方式構(gòu)建導(dǎo)向墻。需要注意的是，鋼管結(jié)構(gòu)搭建過程為分段進(jìn)行，要借助絲扣、速干水泥等材料將鋼架結(jié)果固定成為一個(gè)整體[3]。同時(shí)，導(dǎo)向墻澆筑進(jìn)程中要預(yù)留排氣孔與入漿孔。

2.4 隧道洞口淺埋段開掘技術(shù)

現(xiàn)代施工條件下，技術(shù)與設(shè)備的快速發(fā)展使可運(yùn)用與隧道工程的開掘技術(shù)較為豐富，但在施工技術(shù)選擇時(shí)要充分參考地質(zhì)條件與工程需求。尤其在穩(wěn)定性較差的隧道洞口部位，整體爆破與大規(guī)模挖掘均會(huì)極大降低洞口的穩(wěn)定性，導(dǎo)致隧道坍塌。核心預(yù)留臺(tái)階法與雙側(cè)壁導(dǎo)坑法為實(shí)際施工中經(jīng)常使用的洞口淺埋段開掘技術(shù)。

核心預(yù)留臺(tái)階法主要針對(duì)施工部位巖層較為軟弱，常規(guī)施工手法易導(dǎo)致圍巖破損較為嚴(yán)重。施工前需要對(duì)施工部位進(jìn)行詳細(xì)規(guī)劃，明確標(biāo)定核心土的位置與體積。預(yù)留核心土標(biāo)定的上臺(tái)階長(zhǎng)度應(yīng)以4-6m 為最佳。在上臺(tái)階開掘進(jìn)程中，可先用風(fēng)鉆機(jī)進(jìn)行位置標(biāo)定，而后采取定向弱爆破的手段。下臺(tái)階施工進(jìn)程與上臺(tái)階大體相同，預(yù)留核心土的尺寸應(yīng)為1m 左右。

對(duì)于地質(zhì)環(huán)境較為復(fù)雜，隧道建設(shè)附件圍巖易發(fā)生物理、化學(xué)變化的區(qū)域。雙側(cè)壁導(dǎo)坑法為較為優(yōu)秀的施工選擇。雙側(cè)壁導(dǎo)坑法以松動(dòng)開挖的方式進(jìn)行洞口開掘，在施工進(jìn)程中優(yōu)先依據(jù)工程需求標(biāo)定洞口范圍，并通過導(dǎo)坑的運(yùn)用避免開掘進(jìn)程中對(duì)圍巖的誤碰，減少施工進(jìn)程對(duì)圍巖的影響。需要注意的是，為最大化保護(hù)作用，導(dǎo)坑挖掘進(jìn)程常采用人工挖掘，同時(shí)挖掘深度應(yīng)大于6m，為機(jī)械挖掘進(jìn)程提供更好的標(biāo)準(zhǔn)，保證圍巖的穩(wěn)定性。

3 結(jié)論

隧道洞口淺埋段工程是高速公路建設(shè)中的重點(diǎn)部位。施工隊(duì)在施工進(jìn)程前要對(duì)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)環(huán)境進(jìn)行詳細(xì)的勘察與分析，并結(jié)合實(shí)際地質(zhì)條件與工程需求合理選擇施工方式、調(diào)整施工參數(shù)，使隧道口淺埋段工程合理開展，提升隧道的穩(wěn)定性。