摘要：本文通過研究隧道工程相關(guān)文獻(xiàn)和案例，對大斷面及淺埋隧道洞口施工技術(shù)進(jìn)行分析，提出了在施工時(shí)需要考慮的技術(shù)保證條件，以及制定合理的施工計(jì)劃、施工原則等一系列相關(guān)措施。文章結(jié)合臨臨高速公路建設(shè)中的隧道工程項(xiàng)目，選取了合適的施工方法，結(jié)果對提高隧道工程施工效率和質(zhì)量提供了有力支持，并減少了隧道施工對周圍環(huán)境的不利影響。

關(guān)鍵詞：隧道工程；大斷面；淺埋施工；施工方案

中圖分類號：U455.4""""""""""""""""""""""""""""""" 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A"""""""""""""""""""""""""""""""""" 文章編號：1673?6478（2023）S1?0067?05

0 引言

在當(dāng)前，國家高速公路網(wǎng)的建設(shè)四通八達(dá)，眾多的工程項(xiàng)目在線路規(guī)劃中由于需要考慮生態(tài)環(huán)保、合理距離等因素，有些項(xiàng)目不得不以架橋、開隧的型式進(jìn)行線路的連接。其中，在隧道工程的建設(shè)過程中，大斷面及淺埋隧道洞口施工技術(shù)作為其中關(guān)鍵的一環(huán)，對于確保隧道的穩(wěn)定性、施工效率和安全性至關(guān)重要。

本文旨在對大斷面及淺埋隧道洞口施工技術(shù)進(jìn)行分析，包括施工前的技術(shù)保證條件及具體施工方案。通過選擇使用合理施工方法、充分考慮地下結(jié)構(gòu)和施工過程中的安全管理，可以有效地解決大斷面隧道洞口施工中的難題，確保工程質(zhì)量和安全性。

1 項(xiàng)目概況

車場隧道是臨臨高速公路建設(shè)項(xiàng)目中的其中一個(gè)隧道工程，該隧道項(xiàng)目地位于沂源縣車場村東800m處，為雙向六車道分離式中隧道。采用“新奧法”設(shè)計(jì)原理，項(xiàng)目以錨噴混凝土作為初期支護(hù)，以模筑防水混凝土作為二次襯砌的復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)。具體工程量如表1所示。

2 技術(shù)保證措施分析

2.1 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)的應(yīng)用

為保障施工的順利進(jìn)行和安全性，車場隧道的大斷面及淺埋隧道洞口施工主要采用了超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)。該技術(shù)的核心在于提前獲取地質(zhì)信息，預(yù)測可能的地質(zhì)問題，以采取相應(yīng)的措施來降低風(fēng)險(xiǎn)。

大斷面隧道在地質(zhì)條件復(fù)雜的情況下，需要更為精確的地質(zhì)預(yù)報(bào)。地質(zhì)勘探是基礎(chǔ)，通過地質(zhì)剖面分析、巖土力學(xué)性質(zhì)測試等手段，獲取詳盡的地質(zhì)數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)構(gòu)成了地質(zhì)預(yù)報(bào)模型的基礎(chǔ)，模型可以預(yù)測地層變化、巖溶帶等情況。與此同時(shí)，監(jiān)測與預(yù)警系統(tǒng)能實(shí)時(shí)監(jiān)測地下水位、地表位移及應(yīng)力變化，一旦異常情況發(fā)生，及時(shí)發(fā)出警報(bào)，為采取緊急措施提供了寶貴的時(shí)間[1]。

淺埋隧道洞口施工在地下水位、土層穩(wěn)定性等方面通過應(yīng)變測試和巖石力學(xué)分析，可實(shí)時(shí)監(jiān)測地下巖體的變形和應(yīng)變情況，判斷巖體的穩(wěn)定性，從而避免塌方等事故的發(fā)生。此外，結(jié)合災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估對可能出現(xiàn)的地質(zhì)災(zāi)害、涌水等風(fēng)險(xiǎn)問題，提前制定相應(yīng)的防范策略，來最大程度地減少可能出現(xiàn)的不利影響。

超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)是將地質(zhì)學(xué)、巖土工程學(xué)、監(jiān)測技術(shù)等領(lǐng)域的專業(yè)知識相互交融，實(shí)施多學(xué)科的交叉協(xié)作，在不斷變化的地質(zhì)條件下，得出科學(xué)的預(yù)測結(jié)果，是保障人員安全和工程質(zhì)量的有力手段[2]。

2.2 支護(hù)襯砌技術(shù)的工藝保證措施

初期支護(hù)時(shí)，鋼架需緊貼掌子面，仰拱初支緊跟下臺階，V級段落仰拱初支封閉成環(huán)距離掌子面不大于40m，Ⅳ級段落仰拱初支封閉成環(huán)距離掌子面不大于50m，Ⅲ級段落仰拱初支封閉成環(huán)距離掌子面不大于90m。

二次襯砌采用12.1m長全斷面鋼模整體式液壓襯砌臺車，臺車經(jīng)監(jiān)理單位驗(yàn)收合格后方可投入使用；采用混凝土輸送泵泵送作業(yè)，由下向上，對稱分層，先墻后拱灌筑，入模傾落自由高度不超過2.0m，機(jī)械振搗。該方法能有效提高二襯混凝土實(shí)體和外觀質(zhì)量。隧道二襯臺車分層分窗結(jié)構(gòu)如圖1所示。

為避免傳統(tǒng)二襯澆筑工藝出現(xiàn)拱頂不密實(shí)、脫空甚至厚度不足等現(xiàn)象，有效提高二襯混凝土澆筑的實(shí)體質(zhì)量，該隧道以二襯拱頂帶模注漿工藝進(jìn)行施工，如圖2所示。施工中根據(jù)圍巖揭示，選擇科學(xué)的施工工法結(jié)合改進(jìn)施工工藝，確保施工安全[3]。

2.3 不良地質(zhì)技術(shù)控制保證措施

在應(yīng)對不良地質(zhì)條件的控制技術(shù)中，從地質(zhì)勘察、預(yù)測到隧道設(shè)計(jì)優(yōu)化，再到預(yù)防性地質(zhì)處理和施工方法選擇，每個(gè)環(huán)節(jié)都關(guān)注地質(zhì)情況。制定完善合理的施工工序，是工程能夠在不良地質(zhì)條件下有序推進(jìn)、高效完成保證。

防排水作業(yè)是在不良地質(zhì)條件下保證隧道施工安全的重要措施。通過地下水位控制、灌漿封堵、防滲層施工等手段，減少涌水和滲透問題。預(yù)測與監(jiān)測地下水流動，采用灰漿帷幕、凍結(jié)法等物理屏障，有效控制地下水影響。建設(shè)排水系統(tǒng)、抽水降水等保證施工環(huán)境干燥。制定應(yīng)急預(yù)案，保障人員安全。這些措施協(xié)同作用，確保隧道工程在不良地質(zhì)條件下穩(wěn)步推進(jìn)[4]。

該項(xiàng)目通過巖體分析、支護(hù)結(jié)構(gòu)選擇、地下水控制和監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的應(yīng)用，確保施工過程的穩(wěn)定性和安全性?？刂崎_挖參數(shù)，適時(shí)調(diào)整施工策略，加強(qiáng)底板處理，保障工程穩(wěn)定。在不良地質(zhì)條件下，支護(hù)結(jié)構(gòu)及作業(yè)通過錨桿支護(hù)、噴射混凝土、巖錨支護(hù)等手段，保持巖層穩(wěn)定。支護(hù)方案的制定和施工作業(yè)計(jì)劃的安排，確保支護(hù)結(jié)構(gòu)的合理布置和施工質(zhì)量。

3 施工方案

大斷面及淺埋隧道洞口施工，必須遵循安全第一、合理順序施工、適用施工方法等原則，這是確保施工安全的首要條件，也是確保工程計(jì)劃順利實(shí)施和問題完善解決的主要抓手。

3.1 進(jìn)洞前準(zhǔn)備工作

（１）技術(shù)準(zhǔn)備

在熟悉施工圖紙的基礎(chǔ)上，對圖紙中的問題進(jìn)行匯總，并完成施工圖審核。重點(diǎn)要準(zhǔn)備好隧道進(jìn)出口聯(lián)測工作以及洞頂?shù)某两涤^測點(diǎn)布設(shè)。

（２）施工準(zhǔn)備

在機(jī)械設(shè)備進(jìn)場并報(bào)監(jiān)理工程師驗(yàn)收后，需要對原材料及材料半成品進(jìn)行相關(guān)的試驗(yàn)檢測，并保證檢測結(jié)果能滿足設(shè)計(jì)及有關(guān)規(guī)范要求，方可進(jìn)入下一道工序。

3.2 洞口施工方案

3.2.1 洞口截水天溝施工

開始施工時(shí)，先進(jìn)行洞口截水溝的施工，以保證后續(xù)施工不受降雨天氣的影響，確保施工安全和進(jìn)度。具體操作需按設(shè)計(jì)施工圖測放出洞口段邊、仰坡開挖輪廓線，在距仰坡頂開挖輪廓線不小于5m范圍內(nèi)設(shè)置天溝，如圖3所示。

截水天溝的設(shè)計(jì)方案要根據(jù)洞口地質(zhì)條件、當(dāng)?shù)貧夂蚯闆r和洞口特點(diǎn)進(jìn)行制定，要充分考慮排水能力、通暢性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，目的是確保在各種情況下都能夠迅速將水排出，不影響洞口施工。此外，還要制定維護(hù)保養(yǎng)計(jì)劃，定期清理排水口，防止雜物堵塞影響排水效果，有效防止雨水涌入洞內(nèi)，保障隧道主體工程的施工安全和有序進(jìn)行[5]。

3.2.2 明洞段開挖

按照測設(shè)的洞口段左右邊坡開挖線放坡開挖，明洞段邊仰坡坡度1∶0.5，洞口路塹段邊坡坡度1∶1～1∶1.25，分層開挖至設(shè)計(jì)高程，如圖4所示。

明洞的開挖涉及開挖順序、支護(hù)、水平控制、排水等多個(gè)方面。一般采用挖掘機(jī)油錘配自卸汽車采用自上而下分梯段進(jìn)行開挖，開挖順序需要根據(jù)地質(zhì)條件和計(jì)劃確定，以最小化地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)，保障施工有序進(jìn)行。為了確保邊坡的平順和穩(wěn)定，盡量避免超、欠挖和對邊坡的過大擾動，如需爆破開挖，可采用松動爆破來控制對周圍巖體的擾動。臨時(shí)邊仰坡使用人力配合機(jī)械進(jìn)行修整平順，每層開挖深度控制在3～4m的范圍[6]，選擇適當(dāng)?shù)闹ёo(hù)結(jié)構(gòu)，如巖錨、噴射混凝土、鋼架等，確保巖體的穩(wěn)定性，避免坍塌。開挖過程中須嚴(yán)格控制開挖參數(shù)，避免過快引發(fā)崩塌，同時(shí)處理遇到的巖層問題，保障順利開挖[7]。

3.2.3 臨時(shí)邊仰坡防護(hù)

開挖邊坡支護(hù)在分層開挖過程中逐層進(jìn)行，上層的支護(hù)要保證下一層的開挖能夠安全順利進(jìn)行。未完成上一層的支護(hù)，嚴(yán)禁進(jìn)行下一層的開挖。臨時(shí)開挖面邊仰坡及明暗挖處直立掌子面采用錨噴支護(hù)，錨桿采用22mm、長度為4m的砂漿錨桿，間距呈1.5m×1.5m梅花形布置，噴射混凝土采用10cm厚的C25網(wǎng)噴混凝土，鋼筋網(wǎng)采用8mm，網(wǎng)格尺寸20cm×20cm，如圖5所示。

3.2.4 噴混凝土施工

錨噴支護(hù)噴射混凝土，分初噴和復(fù)噴二次進(jìn)行。初噴在邊仰坡開挖完成邊仰坡尺寸檢查合格后立即進(jìn)行，以盡早封閉暴露巖土面。復(fù)噴混凝土在錨桿、掛網(wǎng)完成后進(jìn)行，盡快形成錨噴支護(hù)整體受力，以及時(shí)防護(hù)邊坡。

噴射混凝土必須按分段、分片、由下而上的順序采用混凝土濕噴機(jī)械手進(jìn)行，每段噴射長度不超過6m，厚度控制在6cm以下，噴射的同時(shí)每1～2m插入長度比設(shè)計(jì)厚度大5cm鐵絲，作為施工控制用。噴嘴與巖面的距離為80～150cm，太近太遠(yuǎn)都會增加回彈量；噴射方向盡量與受噴面垂直，噴前先找平受噴面的凹處，再將噴頭呈螺旋形緩慢均勻移動，每圈壓前面半圈，繞圈直徑約30cm，力求噴出的混凝土層面平順光滑。一次噴射厚度不超過10cm，若需噴第二層，時(shí)間間隔為15～20min。車場隧道明洞邊仰坡初噴厚度按4cm進(jìn)行，復(fù)噴厚度為6cm在錨桿、鋼筋網(wǎng)完成后進(jìn)行[8]。

3.2.5 邊坡錨桿

邊坡錨固采用長度為4m的22mm砂漿錨桿，以1.5m間距垂直于坡面呈梅花形進(jìn)行布置。

砂漿錨桿在初噴混凝土后施作。錨桿采用HRB400型、22mm的鋼筋制作。其施工工藝流程如圖6所示。

鉆孔前根據(jù)受噴面情況和設(shè)計(jì)間距布置孔位，并做標(biāo)記據(jù)以鉆孔，鉆孔機(jī)具采用氣腿式鑿巖機(jī)；鉆孔直徑大于鋼筋直徑15mm，孔距誤差不大于15cm；孔深誤差不大于±5cm[9]。

3.2.6 套拱施工

大管棚施工前需先施作混凝土套拱，套拱采用C30混凝土澆筑，套拱長2m。套拱內(nèi)共設(shè)4榀 工20b工字鋼拱架，每環(huán)布設(shè)49個(gè)10mm孔口管，單根長2m，如圖7所示。

根據(jù)洞口邊仰坡刷坡線開挖土體至洞頂以下2m處位置，開始預(yù)留核心土環(huán)形開挖，核心土作為管棚施工平臺。開挖完成后進(jìn)行套拱基礎(chǔ)施作，其設(shè)置須符合圖紙要求且承載力滿足設(shè)計(jì)要求。進(jìn)行作業(yè)前，基坑的碴體雜物、風(fēng)化軟層和積水清除要干凈。套拱采用型鋼鋼架支設(shè)模板采用模筑C30混凝土澆筑[10]。

為保證管棚施工精度，套拱內(nèi)設(shè)置4榀工20b鋼架，間距60cm，鋼架外緣設(shè)置152mm壁厚為10mm的導(dǎo)向管，導(dǎo)向管與工字鋼間要焊接牢固，并用16mm的Ω形鋼筋將導(dǎo)向管箍住雙面焊接在鋼拱架上，焊接長度不小于5倍鋼筋直徑。導(dǎo)向管安裝過程中必須使用測斜儀量測導(dǎo)向管的偏斜度，確保導(dǎo)向管的外插角為0.5～2度，即最后一榀拱架上導(dǎo)向管需要墊高1.3～5.2cm，如圖9所示。

模板安裝前將導(dǎo)向管管口封堵密實(shí)，防止?jié)仓炷吝^程中出現(xiàn)堵塞導(dǎo)向管的現(xiàn)象。套拱澆筑完成后對導(dǎo)向孔進(jìn)行編號并做標(biāo)記。

3.2.7 管棚施工

采用管棚鉆機(jī)鉆孔，鉆孔中要經(jīng)常用測斜儀量測鋼管鉆進(jìn)的偏斜度，以準(zhǔn)確控制鉆機(jī)軸線方向，使鉆機(jī)以0.5～2度的外插角前進(jìn)。每鉆完一孔立即安設(shè)一根鋼管，共鉆設(shè)49孔。鉆至設(shè)計(jì)深度后，膠皮軟管通至孔底，用高壓風(fēng)清孔，將孔內(nèi)破碎的巖屑、土塊的吹至孔外。

利用鉆機(jī)將108mm鋼管分節(jié)頂入，直至設(shè)計(jì)長度。鋼管接頭采用絲扣連接，絲扣長度15cm，接頭相互錯(cuò)開。相鄰兩管要選用4～6m的管節(jié)合理配置，兩段之間可采用套管連接并進(jìn)行固定，并保證隧道縱向同一斷面內(nèi)的接頭數(shù)不大于50%，如圖10所示。

鋼管頂進(jìn)后，進(jìn)行二次清孔，確保鋼管內(nèi)沒有土塊。鋼筋籠由3根22mm主筋和42mm鋼管固定環(huán)焊接而成，將鋼筋籠送入管棚內(nèi)，直至設(shè)計(jì)長度，如圖11所示。

4 結(jié)論

大斷面及淺埋隧道洞口施工技術(shù)是地下工程領(lǐng)域中的重要研究方向，其對于保障隧道工程的質(zhì)量、安全和效率具有關(guān)鍵作用。大斷面及淺埋隧道洞口施工技術(shù)需要綜合考慮地下結(jié)構(gòu)與地表相互作用、施工方法選擇和安全管理等方面的問題。通過科學(xué)合理地應(yīng)用相關(guān)技術(shù)和措施，可以克服隧道洞口施工中的難題，確保隧道工程的成功建設(shè)。

參考文獻(xiàn)：

1. 何才文， 李娟. 高速公路隧道工程施工技術(shù)應(yīng)用[J]. 建筑技術(shù)開發(fā)， 2021， 48（11）： 47?48.
2. 曹德扶. 高速公路隧道工程施工技術(shù)應(yīng)用分析[J]. 運(yùn)輸經(jīng)理世界， 2020（14）： 39?40.
3. 劉渺. 渝昆高鐵某隧道洞口段穿越破碎帶安全施工技術(shù)案例分析[J]. 河南科技， 2023， 42（09）： 84?87.
4. 潘佳東， 陸海鋒. 城市隧道洞口段施工風(fēng)險(xiǎn)源分析與控制措施研究?以溫嶺市五洋路隧道工程為例[J]. 工程技術(shù)研究， 2023， 8（08）： 25?27.
5. 唐瞻鵬， 零銀珠. 淺埋偏壓隧道洞口進(jìn)洞施工技術(shù)與質(zhì)量控制分析[J]. 西部交通科技， 2022（09）： 126?129.
6. 馬亞軍. 公路隧道洞口蓋挖法施工技術(shù)分析[J]. 四川建材， 2022， 48（06）： 156158.
7. 左磊， 李箐. 高速公路隧道洞口淺埋段施工技術(shù)分析[J]. 運(yùn)輸經(jīng)理世界， 2020（08）： 90?91.
8. 楊勇. 偏壓淺埋隧道洞口施工技術(shù)分析[J]. 運(yùn)輸經(jīng)理世界， 2020（05）： 97?99.
9. 唐浩峰. 大斷面市政隧道洞口段設(shè)計(jì)與施工技術(shù)分析[J]. 低碳世界， 2019， 9（07）： 259?260.
10. 李智峰， 吳錕. 分析隧道洞口與明洞工程施工要點(diǎn)[J]. 黑龍江交通科技， 2018， 41（12）： 175?176178.