高速公路隧道洞口浅埋段施工工艺探讨

2020-01-13王树辉

黑龙江交通科技 2020年11期

王树辉

(贵州省公路工程集团有限公司，贵州贵阳 550000)

1 工程概况

在某个高速公路的隧道段施工中，其隧道设计是一种双洞的分离式结构，隧道的间距为19.7 m，左线长和右线长分别是6 422 m、6 652 m，隧道在开挖中存在开挖的断面区域比较大。隧道的洞口部分，主要是薄层和残坡类型积粘性土层以及较厚型强风化性花岗闪长的岩体，其洞口段的埋深是2～24 m。此隧道区域内，主要是受到侵蚀的高丘陵以及中低高度山区类型，其地质的构造存在诸多条岩性的接触带，同时节理的裂隙带以及断层都存在2条。另外，隧道洞口是全风化以及强风化带类型的表层，而围岩是一种全风化性花岗闪长的岩体类型，此岩体比较容易破碎，且呈现出镶嵌碎裂的结构形式。

2 施工方案和工艺流程

在此工程的施工方案中，针对明洞段区域拱部主要使用明挖的方式，而墙部采用暗挖方式；同时对地表的排水以及边仰坡要实施有效的防护处理；对洞口段区域，还要进行套拱以及钢支撑的设置，且通过50 m长超前的大管棚实施注浆操作；在进洞后再将其换作超前的小导管实施注浆操作；对洞身的开挖过程中，主要通过中隔壁法实施，并对拱墙仰拱的格栅钢架实施封闭处理将其成作环支护形式，且要求间距为0.5 m/榀；对边墙设置系统性锚杆，并对钢筋网喷有混凝土进行支护，要求厚度是0.25 m；而防水与衬通过原设计方案。

在洞口段的施工中，工艺的流程主要是地表层排水和加固处理、开挖和支护明洞、超前的支护、通过环向型开挖、挂网处理并喷射混凝土、拱部钢架的安装、支护复喷、核心土的开挖、中槽的开挖、边墙部位仰拱的开挖、边墙部位仰拱钢的安装、支护喷锚、监控和量测、防水和二衬的施工等内容。

3 高速公路隧道洞口浅埋段施工工艺要点

3.1 地表排水与边仰坡的防护工艺要求

在洞顶区域仰坡的外边和边坡的两侧位置实施混凝土类型截水沟以及急流槽的设置，并在它们沟底实施抹浆处理，避免由于天气降水而对隧道的边仰坡产生冲刷作用，而导致地表水进入到地层内。

在边仰坡的防护处理中，主要通过锚喷网对仰坡实施加固处理。锚杆主要使用直径22 mm水泥砂浆类型锚杆，且长度为5 m，其间距呈1.0 m×1.0 m的梅花形实施布置，并和岩层的走向大致呈现垂直状态在围岩中进行安设。在钢筋网的使用中，主要使用的是φ6的钢筋网，其网格的尺寸是21 cm×21 cm，在进行施工中要按照5 m×5 m对网片实施加工，对钢筋间通过点焊实施连接，且要求每两片的钢筋网在搭接中要超过25 cm。在混凝土的喷射中，主要借助湿喷机械实施混凝土的喷浆，要求总厚度为11 cm，在完成锚杆的锚入后再喷有5.5 cm，在挂网后再进行5.5 cm的喷浆。

3.2 超前的支护工艺要求

在洞口段的拱部位置，主要借助洞口管棚和超前的小导管实施稳定和加固。在大管棚的施工中，将C25型号混凝土的套拱当作管棚的导向墙，并在套拱中进行3榀工的18型号钢工字钢实施埋设，并将其和管棚钢管实施整体的焊接，且在拱部进行一40 m环长的大管棚设置，要求环向的夹角是145°。在长管棚的使用中，用φ108的6 mm壁厚热轧无缝类型钢管，且管棚的环向间距保持0.5 m，其钢管轴线同衬砌的外缘线位置要保持1～3°的夹角，并将管棚管进行钢花管的加工，要求注浆孔具有15 mm孔径，而间距需要达到20 cm的距离，并呈现梅花型实施布置，后在管内进行0.5∶1水泥浆液的注浆，要求注浆的压力在0.5～1 MPa范围内。在小管棚的施工中，于洞顶的150°进行直径50 mm超前的小导管设置，要求小导管达到5 m长度，而钢管的环向要求达到50 cm的间距，且纵向需要达到2.8 m的间距，并于其前部进行注浆孔的钻设，要求达到8 mm的孔径，而孔要有15 cm的间距，且呈现梅花形实施布置，对前端加工为锥形。

3.3 洞身的开挖工艺要求

在隧道开挖中，主要通过中壁法实施开挖，从左和右的导坑实施开挖处理，且每侧的导坑又分作两步的台阶形式。对围岩通过机械为主、人工为辅的方法开挖。在中壁法的开挖中，在完成初期的支护后，才能够开展下一分部的开挖，若地质比较差，每台阶的底部都要设置临时型钢架或者仰拱形式。在对各部实施开挖中，周边的轮廓要保持圆顺状态，在先开挖的一侧进行混凝土的喷射，在其强度满足设计标准后再对另一侧实施开挖处理，同时在左右两侧的导坑实施开挖中，要求工作面要超过15 m的纵向间距。中壁拆除是中臂法重要的环节，中隔壁的拆除时间一般在全断面完成成环的状态后，且各部位没有存在位移情况，再实施拆除处理。

3.4 初期的支护工艺要求

在洞身开挖完成后，要立即进行初层厚4 cm的混凝土喷射并实施封闭处理，来降低围岩变形情况；然后，通过Φ25的正反循环性中空类型注浆锚杆实施泥砂浆的注浆，要求锚杆环向和纵向的间距都为1 m，其锚杆要求垂直围岩实施安设，在完注浆后再对锚垫板实施安装，要求锚垫板和岩面进行密贴，且环和纵的间距都是0.75 m×1.0 m；还要对双层的钢筋网实施安装，且钢筋网要事先按照相应规格进行网片的制作，在初喷后实施安装；钢架也在初喷后实施安装，通过格栅的钢拱架，要求纵向为0.5 m的间距，且钢拱架的全环按照单元实施安装；最后，在完成锚杆、钢架和钢筋网的安装后，再实施混凝土法复喷，要求每层喷射的厚度为5～6 cm。

3.5 监控量测

对浅埋地段其地表的下沉量测中，要和洞内的净空变化以及拱顶的下沉量测于同一个横断面中横断面的方向进行，要在隧道的中线两侧部分，每隔有2～5 m进行地表下沉的测点布设，且每个断面要进行7～11点设置。地表的下沉要和顶量测的频率一样，按照设计量测的频率实施观测，对数据及时处理，并绘制出时态的曲线和回归的分析。

3.6 防排水

在防水中，隧道主要通过复合形式实施衬砌处理，对初支混凝土的喷射来对岩面的裂隙实现封闭，对二衬的模筑使用防渗型混凝土来达到自防水的效果，另外，初期的支护和二次的衬砌间可以进行复合的防水层设置。在疏排中，初支和二衬间沿着隧道进行单壁的波纹管环向设置，隧道的两侧墙底进行双壁打孔的波纹管设置，纵向贯穿到全隧道，且环向的排水管以及墙底两侧位置纵向型的排水管实施连通，后借助横向型排水管把水引到两侧的排水管或者中央的排水管内，并向洞外排放；对路面的水借助路缘通逢类型排水沟向洞外排出。