隧道洞口及洞身開挖施工技術(shù)探討

李小玲

（湖南路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司，長沙 410004）

隧道洞口及洞身開挖施工技術(shù)探討

李小玲

（湖南路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司，長沙 410004）

隧道施工是我國工程施工過程中經(jīng)常遇到的一種施工情況。由于大多數(shù)隧道工程施工的地理環(huán)境較差，因此施工難度很大，不僅施工沿線的地勢起伏較大，再加上施工地質(zhì)本身存在諸多的不利施工點(diǎn)，因此在施工時(shí)需要進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)并嚴(yán)格施工。在此背景下，針對我國施工工程中的隧道洞口施工及洞身開挖施工技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行探討。

隧道；洞口；洞身開挖；施工技術(shù)

由于我國隧道工程施工情況較為復(fù)雜，而且施工技術(shù)要求較高，因此在日常的工程項(xiàng)目施工過程中，技術(shù)人員會先開挖隧道洞口土石方，并將其預(yù)留至上臺階，然后減小邊、仰坡開挖和擾動施工，最后進(jìn)行超前大管棚洞身開挖施工作業(yè)，所以這一施工過程非常復(fù)雜，需要按照科學(xué)的施工順序進(jìn)行作業(yè)。

1　隧道洞口及洞身開挖施工工程案例

該隧道施工工程為我國某地一大型工程項(xiàng)目，該隧道長約1 690m，隧道實(shí)際埋深為420m。該隧道洞門進(jìn)出口部位通過消竹式洞門進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在該隧道的進(jìn)出口部位均設(shè)有明洞。其中該隧道左線起訖里程與右線起訖里程分別為K31+613K-K33+325與YK31+613-K33+303。另外，該隧道左線進(jìn)出口明洞長度與右線隧道進(jìn)出口明洞長度分別為14m與10m。除此之外，該隧道所處施工環(huán)境極為惡劣，施工地質(zhì)復(fù)雜，因此需要嚴(yán)格規(guī)范隧道洞口及洞身開挖施工技術(shù)流程。

2　隧道洞口施工技術(shù)分析

在對該隧道洞口進(jìn)行開挖施工時(shí)，首先應(yīng)反復(fù)勘測洞口地質(zhì)，并采用放線技術(shù)進(jìn)行測量定位。在對洞口土石方及明洞路塹進(jìn)行開挖作業(yè)時(shí)，應(yīng)事先將隧道周邊的浮土清理；對于危石及洞口仰坡的排水溝，需要做好護(hù)坡技術(shù)處理工作，科學(xué)將隧道洞口的仰邊積水引離隧道洞口。在洞口開挖施工時(shí)，應(yīng)按照“從上到下”的順序進(jìn)行開挖；對于強(qiáng)風(fēng)化巖地質(zhì)土層，需利用挖掘機(jī)進(jìn)行作業(yè)，同時(shí)利用淺孔臺階鉆對隧洞洞口的土石方進(jìn)行開挖施工。對隧道洞口的邊仰坡開挖作業(yè)之后，要及時(shí)進(jìn)行錨、網(wǎng)及噴支護(hù)施工，堅(jiān)持“零開挖”的施工技術(shù)原則，對隧道洞口進(jìn)行刷坡處理。洞身土方石分別采用自卸車進(jìn)行運(yùn)送與挖機(jī)進(jìn)行挖裝，分層從上到下開挖作業(yè)，分層開挖施工間距控制在2～3cm。

隧道暗洞處要嚴(yán)格按照“晚出洞及早進(jìn)洞”的施工原則進(jìn)行作業(yè)，結(jié)合該隧道工程實(shí)際情況，采用環(huán)狀開挖方式對隧道洞口的核心土層進(jìn)行臺階施工作業(yè)。暗洞施工完成后進(jìn)行明洞施工，當(dāng)襯砌施工在隧道內(nèi)完成1組～2組后，襯砌臺車要返回至明洞部位及隧道洞門處，此時(shí)為了保證隧道洞口施工安全，需立即將隧道洞口的邊仰坡封閉，削竹式洞門利用襯砌臺車加外模的技術(shù)方式進(jìn)行科學(xué)施工，并利用混凝土輸送泵科學(xué)灌注混凝土。在洞口以及隧道洞門部位施工時(shí)，要避免雨季施工，施工前要做好防水工作，科學(xué)設(shè)置排水系統(tǒng)，保證該隧道洞口部位排水順暢。在此施工過程中，需進(jìn)行科學(xué)測量和超前支護(hù)，為了確保洞口施工美觀，需在隧道洞身施工前進(jìn)行掛線處理，保證洞口墻體坡度符合施工設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

3　隧道洞身開挖施工技術(shù)分析

在對該隧道的圍巖進(jìn)行開挖施工時(shí)，技術(shù)人員應(yīng)采用臺階法環(huán)狀開挖留核心土的技術(shù)方式進(jìn)行科學(xué)施工。開挖臺階長度應(yīng)小于10cm，在實(shí)際施工過程中，技術(shù)人員應(yīng)嚴(yán)格按照“管超前、嚴(yán)注漿、短進(jìn)尺、弱爆破、快封閉及勤測量”的施工技術(shù)原則進(jìn)行科學(xué)操作。在開挖施工前，首先需做好超前支護(hù)工作。對于軟弱地質(zhì)圍巖，應(yīng)利用人工作業(yè)加挖機(jī)作業(yè)的方式進(jìn)行風(fēng)鎬開挖施工。如果采用人工作業(yè)方式無法順利對隧道洞身進(jìn)行開挖施工時(shí)，應(yīng)利用簡潔的臺架手持風(fēng)鉆進(jìn)行鉆孔施工，然后再對隧道洞身進(jìn)行松動爆破施工作業(yè)；上臺階出渣作業(yè)要通過人工翻渣技術(shù)進(jìn)行處理，下臺階出渣要利用裝載機(jī)與挖掘機(jī)、還有自卸車進(jìn)行出渣作業(yè)。洞身土石開挖時(shí)，每循環(huán)進(jìn)尺的掘進(jìn)應(yīng)使其能夠架立起1榀鋼架為宜；當(dāng)架立隧道洞身的拱部鋼架工作完成后，應(yīng)及時(shí)對縮腳錨桿進(jìn)行科學(xué)設(shè)置，保證此隧道在下半部洞身開挖施工時(shí)，鋼架不至于出現(xiàn)懸空沉降現(xiàn)象。在此過程中，技術(shù)人員還需對系統(tǒng)錨桿進(jìn)行噴網(wǎng)支護(hù)作業(yè)。

當(dāng)該隧道的V級圍巖拱部初期支護(hù)施工結(jié)束后，可利用弱爆破施工或風(fēng)鎬開挖施工方式，對隧道的核心土進(jìn)行開挖施工，從而避免此施工環(huán)節(jié)影響和破壞初期支護(hù)施工。但需要注意的是，隧道洞身的上、下臺階之間需預(yù)留一定的自然斜坡，結(jié)合實(shí)際的施工圖紙確定坡度，保證核心土頂部位置的實(shí)際長度小于2m。當(dāng)開挖核心土作業(yè)結(jié)束后，要結(jié)合實(shí)際地質(zhì)情況科學(xué)設(shè)置臨時(shí)仰拱；當(dāng)封閉斷面支護(hù)結(jié)構(gòu)后再將其科學(xué)拆除。

該隧道洞身的下臺階開挖施工，需利用人工作業(yè)及挖掘機(jī)作業(yè)的方式進(jìn)行鉆孔爆破施工，防止洞身開挖施工過程中拱角懸空，從而引發(fā)相應(yīng)的施工事故。洞身開挖施工后，要及時(shí)架立洞內(nèi)的下部鋼架及鋼筋網(wǎng)和錨桿等施工結(jié)構(gòu)，從而對洞身結(jié)構(gòu)進(jìn)行混凝土噴射施工。施工后期階段，還需對該隧道底部結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面的初期支護(hù)，結(jié)合實(shí)際施工設(shè)計(jì)要求，對鋼架進(jìn)行科學(xué)安裝。與此同時(shí)，需及時(shí)灌注混凝土施工，從而使其與洞身拱墻初期支護(hù)階段的支護(hù)結(jié)構(gòu)形成完整的施工體系。如下圖表為該隧道洞身施工過程中的開挖施工圖：

圖1　隧道洞身開挖施工中的V級圍巖開挖結(jié)構(gòu)圖Fig.1 V grade rock excavation chart of tunnel trunk excavation construction

4　結(jié)語

在我國的隧道工程施工過程中，隧道開挖無疑是其中的重點(diǎn)施工環(huán)節(jié)，同樣也是關(guān)鍵施工技術(shù)環(huán)節(jié)。在實(shí)際施工過程中，技術(shù)人員應(yīng)結(jié)合不同的隧道情況，采用不同的施工技術(shù)方案進(jìn)行科學(xué)施工。本文在論述過程中，著重結(jié)合我國某地實(shí)際施工案例進(jìn)行分析，通過對隧道施工過程中的洞口施工及洞身開挖施工相關(guān)技術(shù)內(nèi)容進(jìn)行分析，從而提出可行性的施工建議。

［1］趙超志，顧仲飛，齊小勇.秦嶺終南山公路隧道3#豎井反井法施工技術(shù)［C］//自主創(chuàng)新與持續(xù)增長第十一屆中國科協(xié)年會論文集（3）.2009.

［2］ 劉志強(qiáng)，王新，王曉建.反井鉆井法在公路隧道通風(fēng)豎井施工中應(yīng)用［C］//礦山建設(shè)工程新進(jìn)展——2007全國礦山建設(shè)學(xué)術(shù)會議文集.2007.

［3］ 康斌.長距離單護(hù)盾TBM掘進(jìn)凹凸面球窩自鎖結(jié)構(gòu)管片安裝錯(cuò)臺控制技術(shù)［C］//2012年中鐵隧道集團(tuán)低碳環(huán)保優(yōu)質(zhì)工程修建技術(shù)專題交流會論文集.2012.

［4］ 葛寨輝.高壓富水粉細(xì)砂層被困TBM刀盤注漿加固拆除技術(shù)［C］//2012年中鐵隧道集團(tuán)低碳環(huán)保優(yōu)質(zhì)工程修建技術(shù)專題交流會論文集.2012.

［5］ 丁智，葛國寶，魏新江，等.地鐵列車運(yùn)營引起的地基土應(yīng)力狀態(tài)變化分析與研究［C］//第3屆全國工程安全與防護(hù)學(xué)術(shù)會議論文集.2012.

［6］ 李曉紅，康勇，顧義磊，等.監(jiān)控量測技術(shù)在通渝隧道出口段中的應(yīng)用［J］.重慶大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2003，（09）：173.

［7］ 李曉紅，夏彬偉，康勇，等.通渝隧道圍巖收斂位移量測實(shí)踐［J］.重慶大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2005，（01）：215.

［8］ 孫明磊，劉志春，朱永全.淺埋、大跨、暗挖地下通道監(jiān)控量測數(shù)據(jù)分析［J］.國防交通工程與技術(shù)，2004，（04）：190.

Discussion on tunnel entrance and tunnel excavation construction technique

LI Xiao-ling
（Hunan Road and Bridge Construction Group Co.，Ltd.，Changsha 410004，China）

The tunnel construction is a construction project often encountered.Due to the poor construction of the geographical environment，there is a great difficulty in construction process caused by the undulating terrain and many negative points of geological construction itself，therefore it needs scientific design and rigorous construction in the construction.In this context，related content of tunnel entrance and tunnel excavation construction technology were discussed in this paper.

Tunnel；Hole；Tunnel excavation；Construction technology

U455

B

1674-8646（2016）17-0042-02

2016-07-05

李小玲（1980-），女，湖南長沙人，中級工程師，學(xué)士，主要從事公路橋梁隧道施工研究。