公路隧道洞口工程施工技術(shù)探究

韋浩亮

中交二航局第一工程有限公司

1 前言

隨著我國公路覆蓋面積增加，當(dāng)前的公路建設(shè)中大部分都是在高原或者地形復(fù)雜的區(qū)域，公路隧道建設(shè)非常常見，所以為了保證公路建設(shè)能夠順利完成，公路能夠正常通車，應(yīng)該注意隧道洞口施工技術(shù)的實施。

2 公路隧道洞口施工的影響因素

2.1 具體工程概況

臺田隧道我部施工起迄樁號為右洞YK344+178～YK346+225，長2047m；左洞ZK344+182～ZK346+243，長2061m；左右洞平均長2054m，左右洞測設(shè)線間距19.3m～40.7m，屬分離式長隧道。隧道進口位于直線段；出口位于平曲線范圍內(nèi)，左右線曲線半徑分別為R=6200m、R=6500m。隧道縱坡坡率/坡長：左洞為-2.3%/2210m，右洞為-2.3%/2210m，最大埋深234.9m。

隧址區(qū)屬低山丘陵地貌，隧道軸線大致呈南北走向，穿越一近東西向的寬緩山體，沿線地形起伏不大，小沖溝較發(fā)育，以南東向為主，地表植被較發(fā)育，覆蓋層進口處稍厚，其余地段較薄。進口處地面高程548m～555m，出口處地面高程495.8m～500.0m，隧道軸線最高點高程763.5m，相對高差約268.5m。進口側(cè)山坡自然坡度約30°～40°，出口側(cè)山坡自然坡度約35°～45°。

2.2 根據(jù)具體工程概況分析影響隧道洞口施工的因素

在具體的公路施工過程中，公路隧道洞口施工極為關(guān)鍵，更是由于我國地形以及氣候環(huán)境非常復(fù)雜，所以在具體的施工過程中應(yīng)該注意對各方面因素進行合理的考慮。當(dāng)前影響公路隧道洞口施工的主要因素包括以下幾方面的內(nèi)容。

首先，公路隧道洞口施工受到環(huán)境因素的影響。在隧道洞口施工過程中，洞口位置的植被，巖石巖質(zhì)都會影響具體的施工，并且隧道施工中會產(chǎn)生大量的施工垃圾以及噪聲，很有可能影響到附近的生物活動。所以在施工過程中也應(yīng)該注意環(huán)境保護[1]。例如，在臺田隧道洞口施工中，根據(jù)分析研究發(fā)現(xiàn)右洞的巖體等級相對比較低，僅是v級巖石等級，并且有淺埋偏壓狀態(tài)，所以為了避免隧道洞口施工中出現(xiàn)洞口坍塌的現(xiàn)象，在洞口施工設(shè)計中選擇使用斜交正作洞口施工技術(shù)，對淺埋偏壓隧道進行有效的處理。

其次，隧道洞口施工中還要考慮到水溫地質(zhì)條件的影響，大部分隧道洞口施工中，都會在地勢相對比較低的地理位置，所以在進行具體的施工過程中，地表水以及雨水很有可能對隧道隧道工程造成影響[2]。所以，隧道施工之前要對隧道洞口的巖體結(jié)構(gòu)、巖體等級以及巖體水流方向進行有效的調(diào)差，從而設(shè)計好隧道洞口施工方案。

3 公路隧道洞口施工的具體技術(shù)要點總結(jié)

公路隧道洞口施工中要根據(jù)環(huán)境影響因素的具體情況，判斷使用隧道洞口施工技術(shù)，而根據(jù)隧道洞口工程的具體情況，判斷使用斜交正作施工技術(shù)對隧道洞口施工進行處理，以下是具體的施工技術(shù)總結(jié)。

3.1 對斜交正作洞口進行技術(shù)分析

斜交正作洞口施工技術(shù)使用，能夠有效的提升洞口施工質(zhì)量，并在最大程度上對隧道洞口的施工環(huán)境進行保護。斜交正作的施工技術(shù)方法具體就是指在隧道洞口施工中成洞面開挖與洞口的等高線保護平行，并與洞軸線斜向相交。并且在挖掘洞口的過程中利用了梯形套拱的虛擬洞壁作用進行工作。在一定程度上降低了洞口變得仰坡高度，提升了洞口的穩(wěn)定性。

3.2 斜交正作隧道洞口施工技術(shù)的具體步驟

3.2.1 具體施工步驟流程

斜交正作隧道洞口施工技術(shù)的具體路程包括對洞口山體進行挖掘、對相關(guān)材料進行加工、實施護供基礎(chǔ)實施、鋼支撐骨架進行搭設(shè)、安裝護供模板、澆筑護公模板、安裝管棚鋼管、施做偏壓擋墻、回填水泥、對正洞進行挖掘。通過各步驟工作合理的實施有效的提升了斜交正作隧道的施工質(zhì)量。

3.2.2 具體步驟實施細節(jié)

（1）挖掘洞口山體。在斜交正作隧道洞口實施中，首要工作就是對洞口山體進行清理和挖掘，從而保證下一步工作合理進行。而在挖掘的過程中第一項工作是截水溝的挖掘工作，通過截水溝的合理配置，保證洞口挖掘過程中不受到山體水流的影響。

（2）進行施工材料加工，在斜交工作隧道洞口施工中需要使用到護拱鋼支撐材料，為了保證護拱鋼支撐材料的搭設(shè)精準(zhǔn)度，該隧道洞口工程選擇使用預(yù)制加工的方法進行鋼支撐結(jié)構(gòu)安裝。本工程使用到的鋼支撐結(jié)構(gòu)材料為I18工字鋼，為保證鋼支撐結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，設(shè)置榀間距為75cm。導(dǎo)向管材料選擇為Φ 127mm工子鋼型號鋼管。管棚支撐材料選擇為Φ108mm熱軋無縫鋼管，為了保證管棚設(shè)計與整體隧道洞設(shè)計合理，設(shè)計保證環(huán)向間距為50cm，而為了確保工程具體施工質(zhì)量精準(zhǔn)，選擇使用的導(dǎo)管長度具體根據(jù)現(xiàn)場施工決定。

（3）護拱基礎(chǔ)實施技術(shù)。施工設(shè)計護拱基礎(chǔ)為扇形護拱形狀。在具體工程施工選擇使用到C15片石混凝土材料。進行澆筑時，應(yīng)該注意混凝土澆筑范圍應(yīng)該從護拱起點位置一直到山體部分，澆筑過程中也應(yīng)該考慮到鋼支撐落腳點的位置。護拱基礎(chǔ)實施中按照相關(guān)設(shè)計圖紙進行，圖紙設(shè)計中，考慮到洞口穩(wěn)定性及其他因素，管棚外插角設(shè)計為1-3°，隧道口外插角設(shè)置為3°，而護拱基礎(chǔ)頂面要與隧道口外角設(shè)置基本相同，同樣設(shè)置為3°。護拱基礎(chǔ)的實施角度設(shè)計，直接決定了護拱基礎(chǔ)的角度。

（4）鋼支撐結(jié)構(gòu)的合理搭建。護拱基礎(chǔ)工程實施完畢后，就要對預(yù)先做好的鋼支撐材料結(jié)構(gòu)進行穩(wěn)定的搭設(shè)。在具體的施工過程中，按照施工圖紙進行鋼支撐搭設(shè)，并且保證鋼支撐結(jié)構(gòu)直接的距離精度誤差不超過±5cm。確定更好鋼支撐結(jié)構(gòu)的位置后，為了保證穩(wěn)定性，要對鋼制成結(jié)構(gòu)進行穩(wěn)定性連接。

（5）安裝和澆筑護拱模板，護拱模板的安裝和澆筑也非常重要，在本工程設(shè)計中根據(jù)鋼支撐結(jié)構(gòu)的搭設(shè)，完成護拱模板的搭設(shè)，從而保證護拱模板搭設(shè)良好。護拱模板搭設(shè)完成好后使用C25混凝土材料進行澆筑穩(wěn)定。

（6）對管棚鋼管進行安裝。在隧道洞口工程技術(shù)實施中，管棚鋼管的搭設(shè)安裝非常關(guān)鍵，直接決定了隧道洞口安裝的施工質(zhì)量。①根據(jù)施工圖紙對管棚位置進行定位。②使用無縫鋼管和注漿花鋼管兩種鋼管進行管棚搭設(shè)。其中無縫鋼管使用為偶數(shù)孔安裝，而注漿花鋼管為奇數(shù)孔安裝。③使用鉆機進行打孔，并每完成一次鉆孔就立即進行一次鋼管插入，并保證鋼管插入的深度和穩(wěn)定性。④在管棚具體施工的過程中選擇自下而上進行施工。另外，花鋼管安裝一定要在無縫鋼管安裝之前。⑤花鋼管進行逐漸的過程中應(yīng)該保證合理的水泥漿材料，其中水泥漿水灰比例應(yīng)該保證在1：1,注漿過程中為了保證注漿速度和注漿凝固時間，應(yīng)該設(shè)計注漿壓力在0.5MPa～1.0MPa 之內(nèi)。注漿過程中壓力由小變大，時間一般都控制在15min左右。

（7）對偏壓擋墻進行施工。偏壓擋墻施工是在管棚安裝完畢之后，將管棚相關(guān)模具進行拆除之后，就可以進行偏壓擋墻施工，施工過程中按照管棚的高度和尺寸，合理的規(guī)劃偏壓擋墻。

（8）進行回填土鋪設(shè)。為了保證隧道洞口工程的穩(wěn)定性，應(yīng)該對其進行回填土鋪設(shè)?；靥钔龄佋O(shè)中選擇使用5%水泥穩(wěn)定土，回填土過程分為兩個部分進行。首先對隧道洞口邊墻進行水泥穩(wěn)定，保證回填的高度與山體高度大致相同。

（9）使用機械設(shè)備進行隧道洞挖掘。隧道洞挖掘也是非常重要的環(huán)節(jié)。本工程隧道洞挖掘過程中使用的機械設(shè)備為破碎錘機械。在隧道挖掘過程中首先做好了暗洞支護做業(yè)。進行挖掘的過程中根據(jù)施工環(huán)境因素，選擇使用CD法進行施工。正洞開完中不應(yīng)一次挖掘深度過長，避免出現(xiàn)嚴(yán)重的挖掘誤差。本工程在隧道開挖長度超過10m 處，設(shè)置了隔壁支撐。并且為了維護穩(wěn)定性，在洞頂部分用水泥進行了加固，水泥穩(wěn)定性包括5%的水泥，填土的高度應(yīng)該超過3m以上。

4 斜交正作隧道洞口施工技術(shù)的要點

本工程采用斜交正作隧道洞口施工技術(shù)，其應(yīng)用過程中主要的技術(shù)要點包括以下幾方面的內(nèi)容。

（1）對洞口斜壓淺埋進行處理的過程中，主要使用長管棚以及長扇形護拱進行。其中長扇形護拱設(shè)置應(yīng)該在10.5m。扇形護拱在搭設(shè)過程中主要支撐力量是由鋼結(jié)構(gòu)支撐架給予的。在整個工程實施中扇形護拱設(shè)計和施工是核心關(guān)鍵內(nèi)容。

（2）施工設(shè)計中根據(jù)實際環(huán)境情況，將護拱外擴設(shè)計都增加了10cm以上，以保證后期支護施工。

（3）在護拱基礎(chǔ)施工之前，可以進行預(yù)埋鋼板處理，來保證護拱的穩(wěn)定性。

（4）鋼支撐結(jié)構(gòu)于山體接近的位置應(yīng)該設(shè)置鎖角鋼管，在山體接近位置設(shè)置一處即可，使用Φ50mm 鋼管兩根，打入山體巖體的深度應(yīng)該超過3m以上，來保證支撐結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。

（5）在套拱進行混凝土澆筑的過程中應(yīng)該使用到對稱澆筑的方法，來實現(xiàn)澆筑的合理。

5 結(jié)束語

公路隧道洞口施工中偏壓淺埋問題是非常突出的問題，而使用到斜交正作隧道洞口施工技術(shù)方法，可以有效的解決斜交偏壓的問題。本文筆者以臺田隧道洞口施工為例，具體總結(jié)了斜交正作洞口施工技術(shù)的實施，并指出了技術(shù)實施的要點。希望本文能夠?qū)π苯徽魉淼蓝纯诩夹g(shù)實施有所幫助。