劉曉飛

（廣西路建工程集團有限公司，廣西 南寧 530001）

改革開放以來，在我國經濟快速發(fā)展的同時，我國的交通基礎建設也得到了大幅度提升，尤其是近年來我國的大規(guī)模交通基礎項目令世界矚目，如2018年通車的港珠澳大橋。我國山區(qū)由于地理環(huán)境復雜，導致經濟發(fā)展比較落后，道路交通建設就顯得異常重要，但山區(qū)地形復雜，給公路施工帶來了很大的難度，經常涉及隧道的各種施工技術難題[1]。隧道洞口段淺埋地層情況曲折復雜，其構造風化巖層較深埋隧道也更嚴重破碎，導致在開挖過程中的拱效應不容易形成[2]，存在隱患，如果操作不當，極易發(fā)生洞口塌方、地表沉陷、滑坡等破壞現象[3]。因此，在隧道施工的過程中只有將潛在威脅施工安全因素考量周全，才能保障洞口施工安全。

1 工程概況

觀音山隧道位于廣西寧明縣峙朗鄉(xiāng)長橋村觀音山森林公園。隧道設計為分離式隧道，觀音山隧道位于寧明縣東南方向約15km，左線起止里程為ZK29+272～ZK34+062，長為4 790m，右線起止里程為YK29+256～YK 34+076，長為4 820 m，為小凈距隧道，大致呈東北-西南走向。隧道設計為單洞單向雙車道，采用三心圓的拱形斷面，開挖尺寸凈寬為12．80 m、凈高為10．15 m。愛店端洞門處于傍山側坡地區(qū)，其中左線位于外側，覆土淺。

觀音山隧道為特長隧道，左線2395m，右線2410m，愛店（出口）端雙口組織施工。負責施工范圍，雙洞Ⅲ級圍巖2 565 m，占總長的52．9%；Ⅳ級圍巖1 972 m，占總長的41．4%；Ⅴ級圍巖281 m，占總長的5．7%，最長連續(xù)長為812 m。出口端均為端墻洞門，左線明洞段為7 m，右線明洞段為10 m。

2 隧道洞口工程施工工藝流程

觀音山隧道出口端洞口上覆蓋層較薄，屬于淺埋偏壓路段，洞口段采取“零開挖”方式施工。洞口及坡面防護流程如圖1所示。

圖1 隧道洞口工程施工工藝流程圖

隧道洞口工程施工必須嚴格按照圖1所示的工藝流程進行，需要注意的是，截水溝施工需要在保證不影響下道工序的基礎上提前進行施工；洞口邊仰坡施工主要進行分級施工，及時支護；洞口擋土墻的施工必須嚴格按照圖紙進行；明洞襯砌可在洞內施工正常后及時施工。

3 隧道洞口邊仰坡施工方案

3.1 總體思路

觀音山隧道愛店端根據現場及設計給出施工條件，計劃右洞先施工，當右洞達到安全步距后左洞開始掘進。

施工工藝流程：清表→洞口排水工程→邊仰坡開挖→邊仰坡防護。

3.2 施工準備工作

施工前，必須做好準備工作，包括圖紙會審、技術交底、測量復核、超前地質預報、監(jiān)控量測等工作。

項目總工組織相關人員進行圖紙會審，并要做好詳細的會審記錄，在會審完畢后提交相關部門和單位，包括設計、現場監(jiān)理和業(yè)主。設計單位不許對相關問題進行澄清或修改，并給予書面答復。

技術交底采用三級技術交底制度，并嚴格執(zhí)行。

第一級技術交底是技術部門向項目總工程師進行交底，其內容包括明確施工方案中的主要內容、重點工序和施工方法，對可能發(fā)生的狀況和問題進行預防措施的制定。

第二級技術交底是項目總工程師向施工管理人員進行交底，其內容主要包括施工的詳細技術要求、質量要求、數據要求、精度要求，施工方法、工序、工種配合，安全操作要求等。

第三級技術交底是現場施工管理人員向作業(yè)操作人員進行交底，主要是對項目總工程師的交底進行細化，確保施工的各項要求都能夠順利達標，保障施工質量。

3.3 施工方法

（1）清表。積極推廣“零開挖”進洞理念，避免對山體的大挖大刷，減小對自然地貌的破壞。隧道洞頂截水溝以外植被禁止砍伐破壞，保護好生態(tài)環(huán)境，減少對山體的擾動[4]。在進行洞口土方施工時，必須將地表植被草木等植物清除，保障施工的順利開展。據設計圖紙中的數據，確定邊界點、坡度等，進行施工放樣，然后用石灰粉等畫出邊、仰坡開挖輪廓，輪廓線必須嚴格按照圖紙要求精確測定。同時，要根據施工現場的實際情況修筑好運輸通道，以便施工車輛等順利出入。開挖作業(yè)時，對坡積亞砂土、殘坡積砂質黏性土等土質直接用挖掘機采取自上而下的順序開挖，為了保障安全施工，嚴禁重疊開挖或從坡地開挖，開挖的土方用裝載機或者挖掘機裝土，自卸車運輸至廢土場。愛店端洞口段是淺埋偏壓段，以左洞為最，施工順序為先左洞后右洞。最后清理坡面上的浮泥、虛渣，并修整坡面凹凸不平的地方。

（2）洞口排水施工。按測量平面位置和高程數據挖出截水溝溝槽；清除溝底虛土，并夯實；先按設計要求澆筑30 cm厚的溝底砼，次日安裝溝身模板，澆筑溝身砼。洞口截、排水溝應按計劃要求在雨季之前完成。截水溝迎水面不得高于原地面，對溝背回填應密實。截、排水溝墻身上拉桿孔應用M10砂漿進行填充密實，避免水從拉桿孔滲漏。

（3）洞口開挖施工。觀音山隧道進洞施工根據隧道進洞施工標準化要求，貫徹零開挖的理念，禁止大刷大挖，盡量減少隧道施工對原有地貌的破壞。

洞口土方采用人工配合機械開挖，在開挖的過程中，為了避免超挖、少挖等情況，需要實時動態(tài)對邊坡坡率進行檢查。在保障邊坡率符合設計要求的同時，也要保障邊坡和仰坡平順。

洞口的土石方開挖工程同樣是要采取自上而下的順序，為了保障安全施工，嚴禁重疊開挖或從坡地開挖。根據洞身的開挖方法，本次洞口土石方開挖采用的是環(huán)形預留核心土開挖法，在開挖施工的過程中要避免整體滑動現象的產生。

洞口處自然邊坡較穩(wěn)定，洞口邊坡表層為厚約1．0 m的第四系殘坡積黏土，結構松散，下層為厚24～30 m的強風化砂巖夾泥巖，巖體破碎，工程地質性質差。施工前需將上方不穩(wěn)定巖塊清理并做好洞口鎖口。

在進行地質較差的洞口段施工時，要將滑坡、坍塌等因素充分考慮在內，制定合理的施工措施和開挖前的防護措施。為了避免滑坡、坍塌等情況的發(fā)生，需要將坡率適度放緩，保持在1∶0．75～1∶1．00的范圍內即可，在保障施工安全的同時要保障邊、仰坡的穩(wěn)定性。

（4）邊、仰坡防護施工。為了確保施工的順利進行和施工安全，隧道洞口的開挖施工必須采取隨挖隨護的措施，逐級進行。洞口開挖后，必須先完成洞口排水系統的施工方可進洞施工，同時避免雨季施工，確保施工安全。

隧道明洞基礎承載力設計要求大于350 kPa，在開挖至設計基坑底時應進行承載力檢測，若是不滿足設計要求，應采用基礎加固、基礎換填C15混凝土等措施進行地基處理，保證地基穩(wěn)定。

洞口邊、仰坡防護采用明洞坡面，邊、仰坡防護采用直徑25 mm、長度4．0 m的中空注漿錨桿、間距梅花形布置@100 cm×100 cm、網格20 cm×20 cm的直徑8 mm鋼筋網及10 cm厚的C25噴射混凝土進行支護。

鋼筋網必須在開挖初噴3 cm后進行綁扎，安裝；鋼筋網片必須初噴面緊貼，與巖面最大間隙不超過30 mm，并要和小導管焊接或綁扎牢固；鋼筋搭接長度不小于30 d（24 cm），并不小于一個網格長邊尺寸。

采用濕噴法噴射坍落度80～120 mm的混凝土；在噴射砼施工前，由試驗室根據設計強度進行配合比設計。砼的噴射作業(yè)必須采用自下而上的順序按照分片、分段、分層次進行，原則上噴射作業(yè)的分段長度要保持在6 m之內，混凝土的噴射厚度為5～6 cm，變角處的厚度為7～10 cm，并且必須保障噴射厚度均勻。在進行混凝土噴射作業(yè)時，起始風壓達到0．5 MPa才能進行施工，為了便于壓實混凝土，噴射作業(yè)時要保持速度適當，并根據實際情況實時調整風壓。作業(yè)時，為了獲取最大壓實和最小會彈，噴射的角度要盡量接近90°，噴嘴的距離要調整適當，以0．6～1．5 m范圍為適宜，根據實際情況進行調整；噴射作業(yè)采用環(huán)形圈的方式進行，一圈壓半圈緩慢移動，盡量避免斷開，環(huán)形圈以橫向40～60 cm、高15～20 cm為宜。為了保障施工質量，噴射作業(yè)完成后，進行質量檢查，如發(fā)現質量問題必須及時糾正。

3.4 洞口邊、仰坡施工控制措施

觀音山隧道左線出口地形左薄右厚，埋深為3．29～53．63 m，地形坡腳為20°～30°，形成淺埋偏壓，洞口邊坡表層為厚1．0 m的第四系殘坡積黏土，結構松散，下為厚24～30 m的強風化砂巖夾泥巖，巖體破碎，工程地質性質差，開挖易導致崩塌失穩(wěn)。

針對出口的邊、仰坡施工應按照以下要求進行控制：①施工前，先做截水溝；②優(yōu)先施工淺埋偏壓段邊、仰坡防護。③開挖一級支護一級，每級開挖高度不超過1．5 m，開挖后立即組織進行注漿錨桿鉆孔作業(yè)，錨桿為直徑25 mm、長度4．0 m的中空注漿錨桿、間距梅花形布置@100 cm×100 cm，初噴3 cm C25噴射混凝土，再進行鋪掛直徑8 mm間距為20 cm×20 cm的鋼筋網，最后復噴C25噴射混凝土至設計要求厚度（10 cm）。

4 隧道洞口淺埋偏壓施工方案

4.1 總體思路

淺埋偏壓段歸為優(yōu)先施工項，施工過程中每日做好沉降觀測，并嚴格執(zhí)行一定頻率的檢測。

4.2 施工技術要點

（1）加固邊、仰坡。為了避免洞頂上方地面水流下滲，需要在邊、仰坡加固前進行洞頂截水溝的鋪砌，做好洞口排水，避免由于地層壓力增加而導致洞口安全受到影響[5]，確保洞口的穩(wěn)定性和安全性。

邊、仰坡面的開挖線必須嚴格按照設計圖紙精確測定。開挖時采取人工與機械配合的方式進行，開挖完成后要對坡面進行修整、刷齊，然后掛網噴厚度為3～5 cm的混凝土，從而讓巖面更加牢固；最后進行加固巖體工作，采用打錨桿、注漿的方式，錨桿長為4 m，注漿壓力為2 MPa以上。

（2）偏壓擋墻施工。觀音山出口偏壓段坡度陡峭，地質松散，左側為山體沖溝，受雨季影響大，根據設計給出地勘資料顯示，在出口段巖體接力裂隙發(fā)育，巖體破碎，穩(wěn)定性差，并且地下水較發(fā)育，開挖后以淋雨狀出水為主；扁壓的危險和隱患突出。因此，在進行偏壓墻施工時應避開雨季，同時設置好監(jiān)控點，便于施工監(jiān)控。

擋墻墻體采用C35鋼筋混凝土，與山體的回填采用C15混凝土，防護采用直徑8 mm鋼筋網（噴射10 cm C25砼）+直徑25 mm中空注漿錨桿進行防護；提高整體穩(wěn)定性，共同受力。

（3）回填土。明洞拱圈采用分散受力設計，其厚度為60 cm；為了增加防推的穩(wěn)定性，拱頂采用透水性較好的砂土進行回填，加高其覆蓋高度，回填土的高度保持在設計值高度以上。

（4）注漿加固。由于出口端隧道地質情況復雜，受到雨季影響較大，因此在雨季到來后，地層壓力變大，鋼拱受力逐漸增大。因此需做好超前支護施工，在地質不穩(wěn)定段落按設計要求，打2排上、下間距為60 cm，縱向間距為2．4 m，長為4．5 m，搭接長度大于1 m的42 mm×4超前小導管，并加壓注漿加固，保證結構的穩(wěn)定性。

（5）洞口淺埋段施工。由于受到施工的擾動，淺埋段土層的穩(wěn)定受力圈在施工后很難形成，因此在洞口淺埋段施工時通常會采用一些輔助方法，如超前錨桿、長管棚、超前小導管、注漿加固圍巖等。結合觀音山隧道的地形、地質等情況，選用“超前長管棚+注漿施工”的方法。

超前長管棚是在隧道開挖輪廓線外圍打一排鋼管，管內注漿加強剛度，管外由注入漿液的擴散半徑連成一整體，形成棚架，觀音山隧道管棚的技術參數如下：熱軋無縫鋼管@108 mm×6 mm，環(huán)形布眼39孔，孔距40 cm，利用水泥凈漿（添加含水量為5%的35波美度水玻璃）進行注漿。

4.3 操作要求

①套拱套管施工，準確放樣套管，復核檢查保證其角度（路線縱坡+仰角）在設計規(guī)范內。②施工過程中，為了保證鋼管的方向正確，對頂入管的斜度采用測斜儀進行量測。③為了避免坍塌、卡鉆、縮孔等情況的出現，鉆機的鉆進速度需要根據施工過程中的地質條件及斷層的破碎情況進行動態(tài)調整。④注漿加固施工過程中，注漿填充率和擴散半徑分別控制在5%和31．5 cm。同時適當調配現場水玻璃濃度等，以保證注漿質量。⑤為了檢查注漿效果及分析地質情況，在拱頂及拱腳處預留取芯孔，同時由取芯孔取得的巖芯還可以作為洞身開挖和其他孔鉆取的參考。

5 結語

對于淺埋偏壓隧道洞口段的施工來說，偏壓問題是需要解決好的最關鍵問題，需要嚴格按照設計圖紙的要求結合施工現場的地質條件、自然條件及水文情況，制訂最佳的施工方案。觀音山隧道洞口淺埋偏壓段工程實踐表明，本次工程采用的施工技術能夠在保障工期、質量和安全的基礎上，確保項目的經濟、環(huán)保，這也說明本次工程施工采用的技術措施是比較成功的。