基于严重偏压地形下隧道半明半暗进洞技术研究

杜时波

(贵州桥梁建设集团有限责任公司，贵州 贵阳 550001)

基于严重偏压地形下隧道半明半暗进洞技术研究

杜时波

(贵州桥梁建设集团有限责任公司，贵州 贵阳 550001)

就高速公路隧道施工概况进行阐述，对隧道洞口进洞施工方案设计进行合理分析，提出严重偏压地形下的隧道半明半暗进洞技术，以促进高速公路施工顺利完成。

严重偏压地形；隧道；半明半暗；进洞技术

1 高速公路隧道施工概况

本文介绍的高速公路施工工程是位于某个山区，其设计标准是单洞两车道，设计速度是80 km/h，高度是11 m左右，开挖跨度是13 m左右，高速公路隧道右洞的起止长度是YK20+000到YK22+320,全长为2 320 m左右。在实际施工时，采用的设计方法是新奥法，其中，在隧道的西侧有一个沟谷，隧道是沿着沟谷穿过垭口的，出口段所在的曲线段径长R为1 850 m，纵坡是单向坡，占比为3%，自然坡度是45°，整个施工现场的地质条件较差，围岩是V级，因而出现较多风化的砂岩，是粉细粒结构，并且，拱部已经属于第四系残坡积层，岩石强度为185 kPa，如果是雨季是施工，可能出现涌流状的地下水，因而在开挖洞室时，岩体是没有自稳能力的。所以，在实际施工过程中，如果不采取合适的支护措施，则洞顶、侧壁都很可能出现坍塌现象。

2 隧道洞口进洞施工方案设计和隧道半明半暗进洞技术的应用分析

2.1 施工方案设计分析

根据以往隧道进洞施工的情况来看，隧道洞周边需要有一定面积的覆盖层，才能顺利进入到隧道洞中，因此，隧道进洞面的开挖长度必须不低于YK22+305，才能确保施工过程的安全性。隧道洞口的临时边坡高度在50 m左右，因此，需要使用大管棚进行支护，其型号为108，壁厚是8 mm，每根的长度是24 m，每根大管的间距在30 cm和50 cm之间，并且，一个环向设置的根数是35根。但是，在洞内爆破开挖产生的震动、自然降水等因素的影响下，洞口边坡可能出现垮塌现象，需要采区恰当的施工技术，才能避免洞口被堵塞、失稳等，从而保障施工人员、施工设备等的安全。

根据实地勘察的数据来看，YK22+305处的边坡坡口到隧道中线的平均距离在38 m左右，因此，在按照施工要求操作的情况下，坡口外6 m左右需要合理设置截水沟，从而大大提高施工难度。在这种情况下，隧道洞口施工与边坡防护施工会产生矛盾，如果继续采用喷射混凝土的方式施工，则可能给生态环境、水土、道路美观度等带来极大影响，并且，其可能增加施工成本、引发落石与坍方等地质灾害，所以，这种施工方式已经不提倡使用。

2.2 半明半暗进洞技术的应用

在进行高速公路隧道的施工时，如果出现偏压地形的情况下，施工人员则将靠山内侧的路基边坡高度降低，那么靠山体外侧的隧道通常会出现“露天”现象。因此，为了避免这种情况出现，施工设计采用的是人工补做护拱的方式施工，以便隧道施工可以顺利进行。对隧道进口的地质情况进行全面分析后发现，按照其地表就读、边坡高度的相关数据进行计算得出，护拱拱脚到比较坚实的坡体上、洞顶到这个地方的高度都不超过5 m，因此，YK22+312到YK22+305这一段隧道施工采用半明半暗进洞技术。

2.3 半明半暗进洞技术的施工工序

(1)对边坡进行少量的开挖施工，并逆作进行边坡的防护，以同时进行开挖施工、防护。在进行边坡开挖时，通常采用人工方式与机械设备相结合的方式，如果出现岩体较大或孤石情况，则需要对其采取微震爆破施工，是比较常见的扇形掏槽炮眼的布置方式。边坡的防护一般采用锚、喷和网相结合的方式，其中，喷射混凝土的厚度在10 cm左右，特别是护拱长度不长、护拱脚在隧道中线靠山外侧的情况下，锚杆防护发挥着无可代替的作用。在上述情况下，锚杆的长度应尽量调整、适当增加，并采用长度为4.6 m的锚杆，将其布置为100 cm×100 cm的梅花形，才能在锚杆防护范围适当扩大的基础上，提高隧道进口施工的安全性。在这个过程中，需要注意的是喷锚网防护的主要是隧道洞州外的边坡部位，洞内的坡面一般看作具有一定稳定性，只需要适当进行防护便可，即通过C20喷射5 cm左右的混凝土，则可以达到封闭洞内表层的目的。

(2)耳墙和护拱的具体施工。在本文的隧道施工工程中，护拱的耳墙厚度是60 cm左右，并且，其型号是C25的钢筋混凝土结构，内部预埋有I20a型的钢拱架，纵向间距为60 cm左右。在详细分析后发现，护拱中这个钢拱架的位置和隧道初期支护钢拱是一样的，它们之间的连接采用的是型号为20的二级钢筋，并且，护拱位置的钢拱架两侧采用的型号为8的钢筋网来填铺。在护拱的上部边缘和下部边缘处，布置有型号为22的二级钢筋，并呈现环向分布，每根箍筋之间的距离在30 cm左右，其型号为12，并与护拱的外侧主筋保持紧密连接。在实践过程中，护拱上部挡土耳墙的浇注是与护拱分开进行的，需要预留一部分钢筋接头，并高度重视混凝土浇筑的每个环节，严禁空洞情况出现。

(3)护拱、山体交界处的施工。一般使用型号为50的注浆毛管来锁定预埋的钢筋架，数量为两根，并且，该拱脚处需要连接钢板、螺栓进行焊接施工，以便暗洞开挖施工时，与初期支护钢拱架保持良好连接状态。在进行护拱混凝土的浇注时，需要使用泡沫板或模板多位套筒，以保护连接钢板，避免其与混凝土连接到一起。

(4)反回填施工。在耳墙和护拱的施工完成以后，需要对护拱上方位置进行反压回填，一般通过人工方式夯填土石，并将填土合理绿化，其中，拱顶回填的厚度是50 cm到80 cm，以分层方式进行操作，并且，压实度大于或等于85%。

(5)洞内的施工操作。一般先施工的暗洞部分是型号为50的超前注浆钢花管，在暗洞拱部的范围是120°左右。因此，在实际施工时，通过上下台阶的方式，保持I20a钢拱架之间的距离为60 cm左右，以便进行逐榀钢拱位置的开挖施工、初喷施工。在暗洞钢拱架、护拱内部钢拱架栓接和焊接稳定以后，需要对接头位置进行喷实处理，以通过喷射26厘米厚的混凝土的方式，提高整个连接位置的牢固性。另外，还需要合理进行二次衬砌、防排水层的施工，并且，二次衬砌的厚度应在50 cm左右。

[1] 于波.偏压地形下大断面隧道进洞技术[J].国防交通工程与技术,2013,(1):60-62.

[2] 赵海涛.半明半暗进洞方案整治洞口塌方技术[J].城市建筑,2013,(4):106.

[3] 韩华轩,马志富,许占良,李冬生.高速铁路隧道洞口工程设计研究[J].石家庄铁道大学学报(自然科学版),2013,(S2):13-17.

2016-10-08

杜时波(1976-)，男，贵州安顺人，工程师，研究方向：公路土建。

U455

C

1008-3383(2017)03-0175-01