偏壓狀態(tài)下隧道洞口段明洞暗挖施工技術(shù)探討

申敏

(貴州橋梁建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，貴州貴陽(yáng)550001)

偏壓狀態(tài)下隧道洞口段明洞暗挖施工技術(shù)探討

申敏

(貴州橋梁建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，貴州貴陽(yáng)550001)

由浙江杭新景高速公路有限公司建設(shè)的杭新景高速公路衢州段隧道及窖山頂隧道，施工過(guò)程中對(duì)隧道明暗交界段采用明洞暗挖技術(shù)，總結(jié)出在偏壓情況下隧道明洞暗挖技術(shù)流程和技術(shù)原理。此技術(shù)不但保證了整個(gè)隧道施工安全，同時(shí)節(jié)約了建設(shè)用地，還避免高邊坡的開(kāi)挖，極力的保護(hù)了整個(gè)周邊的原生態(tài)環(huán)境，還減低了整個(gè)工程造價(jià)成本。

隧道洞口;明洞暗挖;施工技術(shù);偏壓狀態(tài)

1 適用條件及洞口施工技術(shù)要點(diǎn)

對(duì)于偏壓狀態(tài)下的隧道洞口段進(jìn)行明洞暗挖技術(shù)處理，采取重力式混凝土進(jìn)行偏壓擋墻及套拱，主要應(yīng)用這兩種平衡措施，可解決洞口段偏壓進(jìn)洞困難這一問(wèn)題。此施工方式工序相對(duì)較少，其操作簡(jiǎn)單且安全系數(shù)高，基本不會(huì)破壞到原山體，并且回填土、擋墻對(duì)山體有一定的反壓效果，經(jīng)過(guò)對(duì)明暗交界段的套拱施工和地表注漿，可確保山體穩(wěn)定性，尤其對(duì)于強(qiáng)風(fēng)化、全風(fēng)化的圍巖段，其效果相當(dāng)明顯，并且此施工方法大大地節(jié)約了建設(shè)用地，這避免了高邊坡的開(kāi)挖。此施工方式只適合用在進(jìn)洞口處山體坡面差不多平行或者隧道走向斜交，洞口段偏壓狀況相當(dāng)嚴(yán)重，并山勢(shì)陡峭，在進(jìn)洞段處需要大面積的開(kāi)挖隧道。

2 具體施工技術(shù)機(jī)理

對(duì)于偏壓狀態(tài)下的隧道洞口段進(jìn)行明洞暗挖技術(shù)處理，采取重力式混凝土進(jìn)行偏壓擋墻，對(duì)明暗交界段的套拱進(jìn)行施工，可平衡隧道單側(cè)的偏壓力，這保證了隧道結(jié)構(gòu)的安全，可安全進(jìn)洞。進(jìn)行套拱施工時(shí)，盡量減少在上拱腳邊坡的開(kāi)挖，少去擾動(dòng)原山體，并且及時(shí)跟進(jìn)對(duì)開(kāi)挖面的支護(hù)。

3 施工工藝流程以及技術(shù)要點(diǎn)

3.1 具體施工工藝的流程圖(詳見(jiàn)圖1)

圖1 施工工藝的流程圖

3.2 具體施工技術(shù)重點(diǎn)

(1)施工的準(zhǔn)備及測(cè)量放樣。在施工前提前準(zhǔn)備好設(shè)備材料，整理好洞口場(chǎng)地，確保平整。測(cè)量整個(gè)隧道的邊線及中心線，在明暗交界段處測(cè)繪很多組橫斷面圖，再按照隧道的平面和山體邊坡線兩者之間的關(guān)系，來(lái)確定施工的范圍。

(2)套拱拱腳的開(kāi)挖與支護(hù)。套拱拱腳的開(kāi)挖就是對(duì)上拱腳的開(kāi)挖，進(jìn)行開(kāi)挖時(shí)把握好開(kāi)挖面，少去擾動(dòng)原山體，一定要清理掉松散土質(zhì)和土質(zhì)覆蓋層。拱腳開(kāi)挖之后，必須及時(shí)對(duì)坡面進(jìn)行防護(hù)處理，上拱腳及其以上部分的坡面均應(yīng)用鋼筋網(wǎng)、注漿小導(dǎo)管、C20噴射混凝土來(lái)加固防護(hù)，對(duì)于拱腳之下的部分坡面，應(yīng)用噴射混凝土來(lái)防護(hù)加固。

(3)擋墻基礎(chǔ)施工，在明洞遠(yuǎn)山體側(cè)和明暗交界段加上偏壓式擋墻功能，擋墻基本要求，必須座于巖基上，對(duì)于開(kāi)挖深度依據(jù)當(dāng)時(shí)地質(zhì)狀況再確定。在基底和巖面結(jié)合位置處設(shè)置注漿錨桿，而錨桿參數(shù)的要求為:直徑為25中控注漿錨桿，露頭0.05 m，長(zhǎng)度為3.5 m，間距為0.05×0.06 m。偏壓式的擋墻外側(cè)坡率是1∶0.3，另?yè)鯄A(chǔ)使用C15混凝土來(lái)澆筑。

(4)套拱施工。套拱采取C30混凝土澆筑，厚度為0.1 m，內(nèi)置拱架是鋼格柵，對(duì)于拱架使用18工字鋼，兩者間距0.08 m/榀。將套拱下拱腳放于偏壓擋墻內(nèi)部，擋墻內(nèi)和鋼拱架之間采用預(yù)埋型鋼焊接。適當(dāng)擴(kuò)大上拱腳，成形之后大拱腳其高0.2 m、厚度75 cm，加大了與巖體的接觸。拱部巖面使用注漿小導(dǎo)管來(lái)支護(hù)，采用直徑為42 mm× 4 mm的小導(dǎo)管，其長(zhǎng)度5 m，兩兩縱橫向間距為50 cm×60 cm，小導(dǎo)管伸到套拱內(nèi)部50 cm處且露頭。套拱的上拱腳內(nèi)設(shè)一道為25號(hào)的縱向槽鋼，并和邊坡支護(hù)的小導(dǎo)管以及鋼拱架一并焊接固定，這時(shí)鋼拱架將聯(lián)成一體，并且與山體也合為一體。對(duì)套拱進(jìn)行兩次施工，其先施工200 cm長(zhǎng)，同時(shí)完成對(duì)明側(cè)大管棚的施工，其次再進(jìn)行剩余部分的施工。在安裝鋼拱架時(shí)，需要與套拱內(nèi)預(yù)的埋孔口管兩者相焊接。處理完之后，再安裝套拱的外模板，以及澆筑混凝土，其養(yǎng)生時(shí)間不能少于半月。

(5)大管棚施工。對(duì)管棚施工為兩次，分別是明側(cè)、暗側(cè)施工。前提套拱強(qiáng)度＞70%，才可對(duì)管棚鉆孔，在施工時(shí)必須把握鉆桿角度，并確保鉆孔的深度不會(huì)侵入到開(kāi)挖的范圍內(nèi)，另外，孔道的深度必須符合設(shè)計(jì)的要求。大管棚參數(shù)規(guī)格如下:①管棚規(guī)格:使用熱軋無(wú)縫鋼管，管直徑為108 mm，管壁厚為6 mm，節(jié)長(zhǎng)度為6 m和3 m。②管距:兩兩環(huán)向間距為4 cm。鋼管的接頭應(yīng)用絲扣來(lái)連接，其絲扣長(zhǎng)度為15 cm，縱向同一個(gè)斷面的接頭不能大于50%，兩個(gè)相鄰的接頭之間要求錯(cuò)開(kāi)距離保持在1 m以上。鋼管安裝完后立即加注漿，采用高低壓力和中流量進(jìn)行注入，在注入時(shí)壓力會(huì)逐漸上升，而流量會(huì)逐漸減小，在升到終壓時(shí)，并持續(xù)頂著壓力注漿5 min之后再結(jié)束。

(6)偏壓擋墻施工，偏壓是擋墻的外側(cè)坡率為: 1∶0.3，采用C20混凝土對(duì)墻身部分進(jìn)行澆筑，采取毛面花崗石對(duì)墻身外側(cè)進(jìn)行砌筑，依據(jù)地形可把基礎(chǔ)作為臺(tái)階式，其單級(jí)臺(tái)階的寬度不可＜1 m，石料質(zhì)地必須堅(jiān)硬，要求無(wú)裂紋且不易風(fēng)化。澆筑混凝土之前，注意檢查混凝土坍落度，及混凝土均勻性。

(7)監(jiān)控測(cè)量結(jié)果并分析，在窖山頂隧道洞口，應(yīng)用明洞暗挖技術(shù)，觀測(cè)地表位移，觀察洞內(nèi)拱頂下沉以及周邊收斂狀況。施工完兩年后對(duì)洞口進(jìn)行第二次補(bǔ)砌，這時(shí)地表位移的觀測(cè)點(diǎn)水平位移值(Max:11 mm)，垂直沉降值(Max:14 mm)，洞內(nèi)拱頂下沉與周邊收斂累計(jì)值分別為20 mm、19 mm。

4 與傳統(tǒng)施工法對(duì)比評(píng)估效益并分析

采用明洞暗挖施工技術(shù)與傳統(tǒng)施工技術(shù)對(duì)比，其工程投資成本大大降低。采用明洞暗挖施工措施，可保證隧道施工的安全，同時(shí)節(jié)約了建設(shè)用地，減少植物破壞率，保護(hù)了生態(tài)環(huán)境，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了對(duì)隧道零開(kāi)挖進(jìn)洞，整個(gè)施工各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均符合相關(guān)要求，并且整個(gè)工程質(zhì)量相當(dāng)不錯(cuò)。經(jīng)過(guò)此次實(shí)施，這為今后同類隧道施工提供了參考及借鑒，是個(gè)成功的典型，這促進(jìn)了隧道施工技術(shù)的進(jìn)步。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)上述監(jiān)測(cè)結(jié)果說(shuō)明，應(yīng)用明洞暗挖施工技術(shù)，其效果不錯(cuò)，此技術(shù)可有效解決掉偏壓及淺埋隧道進(jìn)洞的難題，這為今后同類隧道施工提供了參考及借鑒。明洞暗挖施工技術(shù)，不僅可保證整個(gè)隧道的施工安全狀況，同時(shí)節(jié)約了建設(shè)用地，還保護(hù)了周邊的生態(tài)環(huán)境，這大大降低了工程造價(jià)費(fèi)用，這有利于今后經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

［1］王春華.超前支護(hù)淺埋暗挖技術(shù)在小間距隧道中的應(yīng)用［J］.施工技術(shù)，2013，42(1):101－104.

［2］杜長(zhǎng)鈴.聯(lián)合隧道超淺埋偏壓段明洞暗做施工技術(shù)［J］.山西建筑，2014，40(7):198－200.

［3］岳清明.論軟巖隧道淺埋偏壓段護(hù)拱施工技術(shù)［J］.城市建設(shè)理論研究(電子版)，2015，(17):595－596.

U455

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1008－3383(2017)04－0162－02

2016－10－20

申敏(1977－)，男，貴州貴陽(yáng)人，高級(jí)工程師，研究方向:公路土建。