隧道進洞施工過程控制及配套技術

李洪超

(四川公路橋梁建設集團有限公司， 四川 成都 610200)

0 引言

綿茂公路位于四川盆地西北部，地處龍門山中段深度切割的中低山區(qū)，是為較典型高山峽谷地貌。其中云湖1號隧道、云湖2號隧道、桂花巖隧道為該路段的三條隧道。在這三條隧道的建設管理過程中我們逐步積累和總結出了一些隧道工程進洞過程控制及配套技術管理的一些教訓和經(jīng)驗。

在開始施工進洞之前，必要的準備工作。一是對進場施工人員進行安全、技術、質量交底，確保施工人員在實際操作中的自身安全和他人安全及施工工藝的正確；二是對機械設備進行檢修，以確保施工進度及人員安全；三是高位水池的施工用水引至施工現(xiàn)場；四是施工用電，配電室接電使用；五是清除地表雜物，整平場地，規(guī)劃場地；六是施工便道、鋼筋加工區(qū)、拌合站、庫房等臨建設施修建[1-4]。

1 施工過程控制與配套技術

1.1 安全防護過程控制

隧道進洞前對施工場地的便道進行必要處理，對地段不合要求的，應及時進行處理，對山坡有滾石脫落地段，應設置防護，避免對既有便道造成破壞。本文以桂花巖隧道為例，桂花巖隧道洞門處于懸崖峭壁處，設計的施工便道緊貼山壁至洞門，而該段山體經(jīng)雨水沖刷或遇大風時常伴有碎石滾落，嚴重影響施工人員，施工機械安全。經(jīng)專家組共同討論決定對桂花巖隧道施工便道進行安全防護處理，設置鋼棚洞，采用I18工字鋼聯(lián)接成榀，一般工字鋼間距為1m，便道上方山體巖層較破碎段加強處理，鋼架上方采用滿鋪鋼筋的形式防止碎石落到便道上，以確保施工人員及施工車輛的安全。

1.2 洞口開挖過程控制

1.2.1 洞口選址

隧道安全順利進洞是關鍵，洞口開挖是起點，而洞口開挖往往涉及到洞口選址的問題?，F(xiàn)目前我國很多設計院出具的地質初期勘查報告往往由于時間緊、任務重等原因沒能做到準確詳盡，所以在施工過程中發(fā)現(xiàn)很多實際地質情況與原設計有較大出入。有時設計圖紙標示的進洞位置在實際施工中發(fā)現(xiàn)并不適合進洞，例如云湖1號隧道出口處，原設計所處位置為上下段均為懸崖絕壁，坡度65～75°。由于受強烈的構造擠壓作用，山脊高聳。然而實際上該處位置進洞難度較大，影響施工進度，不適合進洞。最終經(jīng)專家組共同討論決定變更洞門位置。工程實踐表明，變更后的洞門位置即節(jié)省了工期，又增加了施工安全性。

1.2.2 邊仰坡開挖

洞口開挖首先涉及到邊仰坡開挖，當洞口圍巖較好時，盡量采用零開挖的方式進洞。及時清除邊仰坡表面較為破碎巖石，對施工安全有威脅的巖石，危巖的清除方式：采用自上而下，人工配合挖掘機進行排危。為了確保邊仰坡坡的平順和穩(wěn)定，盡量避對邊坡圍巖的過多擾動，在進行開挖邊、仰坡時，隨挖隨支護，加強防護，隨時檢測、檢查山坡穩(wěn)定情況。

1.2.3 洞口開挖

洞口的開挖，是用爆破手段破壞原巖應力平衡狀態(tài)的基礎上進行的。如果破壞原巖應力平衡狀態(tài)后，圍巖仍然能夠很快達到一個新的平衡狀態(tài)，那么洞口開挖后是較為安全和穩(wěn)定的；然而更多情況是，在沒有任何支護時，破壞原巖應力平衡狀態(tài)后圍巖根本不能再次達到平衡狀態(tài)，也就形不成洞口，甚至爆破會引起上部穩(wěn)定巖體的大量塌落。

2 洞口支護配套技術

洞口的支護成形:在洞口圍巖整體性好時，可以直接形成洞門。而在洞口圍巖整體性差的情況下中就必須采用其它的支護措施確保隧道洞門能夠成形。通常設計上會有如下幾種支護措施。

2.1 超前小導管和鋼拱架聯(lián)合支護

這種形式適合巖體較破碎，裂隙張開度較大的巖體，注漿后漿液固結可以使巖體整體性有較大提升。其中鋼拱架的作用一方面可以為小導管提供一個力的支撐點，另一方面把拱架用噴射混凝土封閉后可以提供一個安全的施工空間，同時增加整個系統(tǒng)的整體受力能力。同時注漿超前小導管的主要作用是為洞頂上部巖體提供一個預支撐力，不致于在開挖后上部巖體馬上失穩(wěn)。然后隧道拱部輪廓線打人帶孔的鋼管，并向鋼管內注漿，漿液即由導管滲透到地層中，在隧道拱部形成固結體并加固圍巖，增強巖體的整體性。然后再逐步形成洞門。

2.2 超前大管棚、套拱和鋼拱架聯(lián)合支護

這種支護形式適合于洞門圍巖非常破碎，巖體強度很低的地質段洞門的形成。超前大管棚深入巖體，通過注漿填充圍巖裂隙，提高圍巖的強度和剛度，從而提高圍巖的整體承載能力。防止山體圍巖惡化，當出現(xiàn)山體滑動時，超前大管棚又有效的分擔一部分荷載，調節(jié)一部分壓力，避免出現(xiàn)較大的運動，有效的阻斷沉降作用，對安全順利進洞起到很好的作用。同時超前大管棚、套拱和鋼拱架聯(lián)合支護施工完畢后，隧道洞門的外形也就初步成形，再進行進洞開挖支護施工，例如桂花巖隧道進口洞門。

3 結論

隧道安全順利進洞是隧道施工的起點，同時是隧道的安全與質量上的起點。影響著隧道進度管理、安全管理、質量管理等。所以這就要求我們在起點階段嚴格計劃施工，符合規(guī)范和設計要求。在洞口開挖階段必須遵循“管超前、短進尺、弱爆破、少擾動、早噴錨、勤量測、早封閉”等原則,并根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)控量測結果分析及時修正支護參數(shù)、調整施工方案以指導隧道施工，確保隧道施工安全、優(yōu)質、均衡、高效、按期生產(chǎn)。隧道進洞前的過程控制和開始進洞的施工階段的配套技術是所要控制和管理的關鍵。

[1]路橋集團第一公路工程局.《公路橋梁施工技術規(guī)范》(JTJ041-2000)[S].中華人民共和國交通部，2000.

[2]中交公路規(guī)劃研究院.《公路橋涵設計通用規(guī)范》(JTG D60-2004)[S].中華人民共和國建設部，2004.

[3]重慶交通科研設計研究院.《公路隧道設計規(guī)范》（JTG D70-2004）[S].中華人民共和國建設部，2004.

[4]彭立敏,劉小兵.隧道工程[M].中南大學出版社,2009.