王志強(qiáng)，馮斌，熊忠皇

（中交路橋南方工程有限公司，北京 100000）

1 工程概況

隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，公路建設(shè)的區(qū)域逐步向山嶺重丘區(qū)偏移，越來越多隧道工程開工建設(shè)。在隧道洞口組合式支擋結(jié)構(gòu)施工時(shí)，易出現(xiàn)擋墻與墻背土體的連接強(qiáng)度弱、擋墻結(jié)構(gòu)滑移控制難、現(xiàn)場施工難度大等問題，嚴(yán)重影響隧道洞口組合式支擋結(jié)構(gòu)物的受力性能和建造質(zhì)量。

江西省龍南馬槽仔隧道為分離式長隧道，左幅隧道起訖樁號(hào)為Z2K124+455—Z2K126+305，長1850m，最大埋深約164m，位于Z2K125+460 附近；右幅隧道起訖樁號(hào)K124+475—K126+320，長1845m，最大埋深約164m，位于K125+480 附近。

龍南西隧道區(qū)地處構(gòu)造剝蝕低山地貌區(qū)，山勢總體呈南東走向，支脈、沖溝呈樹杈狀，地形起伏大。隧址區(qū)內(nèi)最高點(diǎn)位于隧道右側(cè)，標(biāo)高為550m，最低標(biāo)高約為233m 左右，相對(duì)高差約317m。進(jìn)洞口和出洞口均位于沖溝山腰部位，山體坡度較緩，土體整體性差、穩(wěn)定性安全控制難度大?，F(xiàn)場施工時(shí)，在洞口側(cè)設(shè)置了高度為10m 的鋼筋混凝土擋土墻，從采用直徑1.2m 的鋼筋混凝土抗滑樁同步作為擋土墻的基礎(chǔ)，抗滑樁頂部插入擋土墻高度0.5～1m。

為增強(qiáng)隧道洞口擋墻結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、提高現(xiàn)場施工效率、避免穩(wěn)定性問題發(fā)生，學(xué)者和工程技術(shù)人員進(jìn)行了有針對(duì)性的研究，如徐風(fēng)光[1]、葉飛等[2]、程剛等[3]、黃揚(yáng)[4]對(duì)隧道洞口設(shè)計(jì)形式及設(shè)計(jì)理論進(jìn)行了研究；王彬[5]、陳海等[6]、周羿霖[7]、李曉旭[8]對(duì)隧道洞口滑坡開展了穩(wěn)定性分析及治理研究；武強(qiáng)[9]、劉珂[10]、王琴等[11]、黃詒寶[12]對(duì)隧道口滑坡施工處理技術(shù)進(jìn)行了研究。

分析表明，現(xiàn)有研究成果主要針對(duì)支擋結(jié)構(gòu)選型或穩(wěn)定性評(píng)價(jià)，針對(duì)松散地層隧道洞口組合式支擋結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的研究較少。同時(shí)，現(xiàn)有工程措施和技術(shù)成果中，尚難解決松散地層土體穩(wěn)定性快速提升、施工安全性改善等技術(shù)難題，在擋墻與墻背土體的連接強(qiáng)度提高、擋墻的抗滑性能提高等方面尚存一定不足。

2 工程技術(shù)問題及施工難點(diǎn)

2.1 擋墻與墻背土體的連接強(qiáng)度弱

支擋結(jié)構(gòu)的擋墻和墻背土體連接強(qiáng)度弱，導(dǎo)致隧道洞口整體性差，易產(chǎn)生滑坡現(xiàn)象，不但會(huì)對(duì)工程建設(shè)的質(zhì)量與進(jìn)度產(chǎn)生不利影響，而且會(huì)造成一系列的安全影響，對(duì)工程建設(shè)效益和工期產(chǎn)生不利影響。

2.2 擋墻的抗滑性能差

隧道洞口組合式支擋結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量受墻底抗滑樁的施工工藝、混凝土配合比、現(xiàn)場施工效率、樁底的連接強(qiáng)度等影響顯著。隧道洞口支擋結(jié)構(gòu)仍存在抗滑能力弱、工程擾動(dòng)大、未能發(fā)揮邊坡巖土體自身強(qiáng)度等難點(diǎn)。

2.3 現(xiàn)場施工效率低

對(duì)于隧道洞口進(jìn)行混凝土支擋結(jié)構(gòu)施工時(shí)，混凝土澆筑面積大、工作空間狹小、構(gòu)件布置復(fù)雜等問題，影響隧道洞口組合式支擋結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量和施工效率。

3 隧道洞口組合式支擋結(jié)構(gòu)改善設(shè)計(jì)及特點(diǎn)

3.1 隧道洞口組合式支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

基于江西省龍南馬槽仔隧道為分離式長隧道洞口土體的基本情況，結(jié)合隧道洞口擋墻結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)和施工技術(shù)難點(diǎn)問題，對(duì)現(xiàn)場施工結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，圖1 為隧道洞口組合式支擋結(jié)構(gòu)。

圖1 隧道洞口組合式支擋結(jié)構(gòu)

（1）在墻底打設(shè)抗滑樁，并在墻底抗滑樁內(nèi)預(yù)設(shè)勁性錨管；在勁性錨管的頂端設(shè)置錨管頂板，并使錨管頂板嵌入后施工的混凝土擋墻內(nèi)；自墻面向墻背巖體內(nèi)引孔插設(shè)內(nèi)置錨管，并在內(nèi)置錨管的插入段設(shè)置錨固注漿體，另一端設(shè)置內(nèi)置螺母，形成橫向支撐連接體。

（2）在地基土體內(nèi)設(shè)置墻趾撐墩，并在墻趾撐墩的頂部設(shè)置撐柱底板及墻側(cè)撐柱，在縱向相鄰的墻側(cè)撐柱之間支模澆筑混凝土擋墻；通過內(nèi)置螺母及錨固螺桿將內(nèi)置錨管及墻側(cè)撐柱連接牢固，并在縱向相鄰的墻側(cè)撐柱端部設(shè)置螺管壓板。

（3）通過底板錨筋將撐柱底板與墻趾撐墩連接牢固，再在撐柱底板的上表面壓灌封閉注漿體，形成底部補(bǔ)強(qiáng)支撐結(jié)構(gòu)體；在混凝土擋墻的墻背與墻背巖體的間隙填筑輕質(zhì)填充體，并在輕質(zhì)填充體的頂面澆筑封閉蓋板或填筑封閉蓋板，減小墻背土壓力。

3.2 隧道洞口組合式支擋結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

（1）隧道洞口組合式支擋結(jié)構(gòu)在混凝土擋墻與墻底抗滑樁之間設(shè)置勁性錨管和錨管頂板，有效提升混凝土擋墻與墻底抗滑樁的連接強(qiáng)度，提升混凝土擋墻的抗滑性能。

（2）隧道洞口組合式支擋結(jié)構(gòu)通過錨固螺管和內(nèi)置螺管將墻側(cè)撐柱與墻背巖體連接牢固，有效降低墻側(cè)撐柱的布設(shè)難度。

（3）隧道洞口組合式支擋結(jié)構(gòu)在墻側(cè)撐柱的低端設(shè)置撐柱底板和墻趾撐墩，進(jìn)一步增強(qiáng)墻側(cè)撐柱和混凝土擋墻的穩(wěn)定性。

4 隧道洞口組合式支擋施工技術(shù)

4.1 隧道洞口組合式支擋施工技術(shù)要點(diǎn)

（1）根據(jù)隧道洞口組合式支擋的里程、高程，在洞口邊坡部位進(jìn)行放線，確定邊坡開挖邊線及土方開挖厚度。根據(jù)施工區(qū)域的匯水面積和降水情況，在墻頂和墻底分別挖設(shè)排水溝渠，并使排水溝渠與外部排水體系連通。

（2）洞口邊、仰坡開挖施工過程中應(yīng)嚴(yán)格控制坡度，并岸坡專門的安全員觀測邊坡土體的穩(wěn)定狀態(tài)；在開挖厚度較大的地方采用挖掘機(jī)輔助開挖與人工修坡相結(jié)合的方式進(jìn)行。

（3）開挖施工過程中，應(yīng)預(yù)先清除邊坡、仰坡上浮石、危石，開挖完成后，可借助外部測試裝置，對(duì)坡面凹凸不平處予以修整平順。

（4）邊坡開挖施工完成后，在邊坡土體的引孔位置沿坡面設(shè)置坡面支板及坡面導(dǎo)向板，并通過支板錨筋將坡面支板與邊坡土體連接牢固；將升降支架和升降平臺(tái)推移至內(nèi)置錨管鉆孔部位，調(diào)整升降支架及升降平臺(tái)的標(biāo)高后，采用引孔鉆機(jī)進(jìn)行坡面鉆孔施工。錨桿布設(shè)孔導(dǎo)向鉆設(shè)結(jié)構(gòu)如圖2 所示。

圖2 錨桿布設(shè)孔導(dǎo)向鉆設(shè)結(jié)構(gòu)

（5）采用坡面清孔裝置將鉆設(shè)孔洞內(nèi)的塵土清除；內(nèi)置錨管采用中空鋼管，并在內(nèi)置錨管的一端設(shè)置注漿孔，另一端設(shè)置連接螺紋；自外向內(nèi)將內(nèi)置錨管插入鉆孔內(nèi)，并對(duì)內(nèi)置錨管進(jìn)行注漿穩(wěn)固。隧道洞口組合式支擋施工如圖3 所示。

圖3 隧道洞口組合式支擋施工

（6）在地基土體內(nèi)挖孔施工墻底抗滑樁，并在抗滑樁背離隧道洞口側(cè)設(shè)置墻趾撐墩，在抗滑樁頂部設(shè)置勁性錨管；在墻趾撐墩的上部挖槽支設(shè)墻側(cè)撐柱，并使內(nèi)置錨管與墻側(cè)撐柱通過錨固螺管連接牢固；在勁性錨管的頂端設(shè)置錨管頂板，并在墻側(cè)撐柱與墻背巖體之間澆筑混凝土，形成混凝土擋墻。

（7）依據(jù)現(xiàn)行規(guī)范和設(shè)計(jì)要求，對(duì)澆筑的隧道洞口組合式擋墻進(jìn)行保濕養(yǎng)護(hù)，并同步檢測墻體預(yù)留排水孔的工作情況，確保墻體浸濕養(yǎng)護(hù)和墻背無積水問題。

4.2 隧道洞口組合式支擋施工安全保障措施

（1）隧道洞口部位的施工地質(zhì)情況復(fù)雜，已發(fā)生塌方、高處墜落、物體打擊等安全事故，對(duì)此，應(yīng)形成專門的安全預(yù)警機(jī)制和成立應(yīng)急救援小組，并明確應(yīng)急救援小組各成員的責(zé)任和分工。

（2）在洞口開挖施工時(shí)，應(yīng)預(yù)先對(duì)上部土體進(jìn)行噴漿支護(hù)，噴漿厚度不小于5cm，用以固化淺層松散土體，防止發(fā)生淺層滑坡、塌方問題，并確保下部作業(yè)人員的安全。

（3）在擋墻土體開挖施工時(shí)，設(shè)置專門的安全監(jiān)測員，做到邊開挖邊觀測，及時(shí)發(fā)現(xiàn)淺層可能發(fā)生的滑塌問題，對(duì)預(yù)報(bào)給下部作業(yè)人員，避免開挖作業(yè)人員承受物體打擊傷害，提升作業(yè)過程中的安全性。

（4）由于洞口邊坡土體較為松散，開挖作業(yè)時(shí)容易出現(xiàn)塌方病害，因此在現(xiàn)場開挖作業(yè)時(shí)，應(yīng)盡量采用小型機(jī)械作業(yè)，并預(yù)留足夠的安全防護(hù)空間，為作業(yè)人員留下足夠的安全逃生通道。

（5）現(xiàn)場作業(yè)人員應(yīng)按照相關(guān)安全施工規(guī)范要求進(jìn)行施工作業(yè)，必須按規(guī)范要求做好安全防護(hù)，嚴(yán)禁冒雨作業(yè)和雨后趕工作業(yè)。

（6）強(qiáng)化施工現(xiàn)場安全排水體系建設(shè)，并應(yīng)設(shè)置專門的排水溝渠，確保墻背水體、外部降水均能快速排除，做到施工現(xiàn)場無明水。

（7）錨桿的質(zhì)量、長度，噴混凝土的質(zhì)量、厚度，以及鋼架的安裝位置、間距等嚴(yán)格按設(shè)計(jì)施工，施工期間，應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)控量測，如發(fā)現(xiàn)量測數(shù)據(jù)有突變或異變時(shí)，應(yīng)立即采取應(yīng)急措施。

（8）坡面鉆孔前，首先檢查工作面是否處于安全狀態(tài)，施工作業(yè)平臺(tái)是否牢固，有無松動(dòng)的巖石，如有松動(dòng)的巖石及時(shí)支護(hù)或清除。

（9）施工營地內(nèi)產(chǎn)生的生活污水、運(yùn)輸車輛檢修、沖洗產(chǎn)生的含油污水，應(yīng)通過預(yù)設(shè)的臨時(shí)沉淀池進(jìn)行凈化處理，對(duì)雜物應(yīng)分類堆放，加強(qiáng)施工期環(huán)境管理等措施，有效減緩施工污水對(duì)地表水體的影響。

（10）施工時(shí)，不在管控區(qū)范圍內(nèi)設(shè)置棄土場和施工營地等大臨設(shè)施，加強(qiáng)施工環(huán)境管理，施工污廢水經(jīng)沉淀池處理后盡量循環(huán)使用，嚴(yán)禁將施工廢水、廢渣直接排入水里。

5 結(jié)語

受諸多不確定性因素影響，復(fù)雜地質(zhì)隧道洞口組合式支擋結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量和工期一直是工程施工控制的難點(diǎn)。文章針對(duì)復(fù)雜地質(zhì)隧道洞口組合式支擋結(jié)構(gòu)施工的難點(diǎn)問題，進(jìn)行了有針對(duì)性的技術(shù)研究，得到了以下結(jié)論。

（1）系統(tǒng)梳理了現(xiàn)有研究成果，對(duì)復(fù)雜地質(zhì)隧道洞口組合式支擋結(jié)構(gòu)的工程技術(shù)難點(diǎn)進(jìn)行了分析。

（2）基于工程技術(shù)問題及施工難點(diǎn)，進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，形成了一套較為完善的復(fù)雜地質(zhì)隧道洞口組合式支擋結(jié)構(gòu)，闡明了改善結(jié)構(gòu)的技術(shù)特點(diǎn)。

（3）提出了錨桿布設(shè)孔導(dǎo)向鉆設(shè)結(jié)構(gòu)，形成了隧道洞口組合式支擋施工技術(shù)，提出了施工安全保證措施，提高了隧道洞口擋墻和錨管的施工質(zhì)量。