談橋隧相連高邊坡隧道安全出洞施工技術(shù)

龍旭日

（廣西路建工程集團有限公司，南寧530001）

1 引言

高速公路是推動經(jīng)濟發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施，在建設(shè)規(guī)模逐步擴大的背景下，部分高速公路工程常建設(shè)于山嶺地區(qū)，為給車輛的運行創(chuàng)設(shè)安全環(huán)境，改變了傳統(tǒng)的繞行方式，取而代之的是短隧道群的方案，此時伴隨大量橋隧相連的情況，且面臨大規(guī)模出口高邊坡施工作業(yè)，在此背景下確保各環(huán)節(jié)施工安全尤為關(guān)鍵。

2 工程概況

№1 標(biāo)段起訖樁號K0+000～K42+300，總長度42.3km，主要坐落于蒼梧縣境內(nèi)，該段起于梨埠鎮(zhèn)北側(cè)，并與既有的G207 國道于K3127+450 處連接。本標(biāo)段連接了蒼梧縣多個重要鄉(xiāng)鎮(zhèn)，如黎埠鎮(zhèn)、獅寨鎮(zhèn)等，于主線K18+579.047 處設(shè)六堡連接線LK0+000～LK0+573，本段總長度573m，為滿足公路的穩(wěn)定運行要求，于K19+395 左側(cè)設(shè)六堡管理養(yǎng)護站。

3 隧道出口端圍巖穩(wěn)定性分析

根據(jù)項目設(shè)計方案，出口段為典型的橋隧相連段，諸如爆破、開挖等環(huán)節(jié)施工作業(yè)均在不同程度上對巖體造成擾動影響，不利于出口邊坡的穩(wěn)定性，易出現(xiàn)坡體滑塌現(xiàn)象，難以創(chuàng)造安全的車輛通行環(huán)境。從影響原因的角度來看，出口邊坡穩(wěn)定程度主要與如下3 點有關(guān)。

1）橋臺施工。根據(jù)施工現(xiàn)場實際情況，出口段施工前已經(jīng)順利設(shè)置了橋臺與橋梁，但在前期橋臺施工作業(yè)時，需針對出口邊坡處采取開挖措施，此舉直接改變底部圍巖性能，削弱對上部巖體的阻力，在此影響下將出現(xiàn)上部巖體下滑力明顯提升的情況，不利于行車安全。

2）爆破開挖。針對出口段展開施工作業(yè)時，爆破是較為可行的方式，但會加劇節(jié)理裂隙擴展程度，伴隨大量全新節(jié)理，此時巖體順著軟弱夾層出現(xiàn)滑移等現(xiàn)象。根據(jù)施工流程，已經(jīng)在較早階段完成了橋臺施工作業(yè)，因此后續(xù)爆破過程中，將對橋臺底部巖體帶來不良影響，使其處于振動狀態(tài)，甚至?xí)蚺_的穩(wěn)定性造成嚴(yán)重威脅。

3）坡體風(fēng)化。伴隨施工作業(yè)的持續(xù)推進，邊坡巖體處于持續(xù)受擾動的狀態(tài)，明顯加大了裂隙范圍，后續(xù)運營階段存在自然風(fēng)化現(xiàn)象，原本穩(wěn)定性不足的巖體將相繼滑落，降低了坡體穩(wěn)定性。

4 安全出洞建設(shè)技巧

4.1 施工策略

隧道施工環(huán)境復(fù)雜，最為明顯的當(dāng)屬橋隧相連洞口高邊坡處，為有效避免工程事故，需做好如下幾點工作：

1）為避免山體滑坡現(xiàn)象，在隧道施工過程中需采取保護措施，最大程度上降低對山體的不良影響；

2）隧道爆破作業(yè)時，需針對橋臺采取科學(xué)的防護措施；

3）考慮到現(xiàn)場通行車輛的安全問題，需嚴(yán)格控制高邊坡碎石滑落現(xiàn)象。從現(xiàn)場地質(zhì)情況出發(fā)，從技術(shù)方案、人員組織等角度入手，具體做如下分析：（1）爆破作業(yè)使用的是塑料導(dǎo)爆管，根據(jù)施工現(xiàn)場實際情況確定合適的爆破參數(shù)；（2）采取上臺階小導(dǎo)坑先行出洞的技術(shù)方案，充分考慮現(xiàn)場情況，以此為參考確定小導(dǎo)坑斷面尺寸；（3）優(yōu)化主洞支護參數(shù)，根據(jù)巖體節(jié)理分布情況，在此基礎(chǔ)上確定合適的錨桿方向；（4）部分橋梁已經(jīng)處于施工狀態(tài)，需采取土層掩蓋的方式，此舉可達(dá)到有效維護橋梁的效果，且要設(shè)置橫向空眼，最大程度上降低炸開力度，全面確保橋臺穩(wěn)定性；（5）在設(shè)置主動防護網(wǎng)的基礎(chǔ)上增設(shè)被動網(wǎng)，實現(xiàn)對仰坡的全方位保護；（6）適當(dāng)延長明洞長度；（7）為掌握相對位移情況，需在特定區(qū)域設(shè)置合適數(shù)量的勘測點，主要分布在上部坡體、洞內(nèi)與橋臺3個部分，針對斷層面兩側(cè)采取有效的覆蓋措施，安排專員每天檢測2 次。

4.2 光面控制爆破施工

現(xiàn)場光爆施工遵循程序化的基本原則，基于本工程實際情況，確定合適的光爆作業(yè)流程，具體流程如下。

1）放樣布眼。利用激光準(zhǔn)直儀確定合適的鉆眼位置，并利用紅油漆標(biāo)記好，與設(shè)計值的誤差需在5cm 內(nèi)。

2）定位開眼。鉆眼作業(yè)所用設(shè)備為鉆孔臺車，控制好設(shè)備軸線，必須與隧道軸線達(dá)到相平行的狀態(tài)。將鉆孔臺車轉(zhuǎn)移到指定施工位置，調(diào)節(jié)好鉆頭位置并鉆進作業(yè)。相較之下，掏槽眼與周邊眼對于鉆進精度提出較高要求，因此，在施工中需要嚴(yán)格控制誤差，必須在5cm 內(nèi)。

3）鉆眼。鉆工是順利完成鉆進作業(yè)的重要主體，此類工程人員需準(zhǔn)確掌握炮眼布置情況，在日常工作中可以靈活操縱鑿巖機械，尤為關(guān)鍵的是周邊眼的鉆進施工，需交由高資質(zhì)的鉆工完成。施工現(xiàn)場安排專員指揮，在鉆進周邊眼時需要確定合適的外插角（根據(jù)工程情況，若眼深為3m，需滿足外插角＜3°的條件；若眼深達(dá)到5m，適當(dāng)縮小外插角，即在2°以內(nèi)）【1】。此外，施工過程中還要注重眼口處巖石狀況的分析，以實際凹凸程度為準(zhǔn)確定合適的炮眼深度。

4）清孔。此環(huán)節(jié)是確保裝藥質(zhì)量的關(guān)鍵，在高壓風(fēng)的作用下將石屑等雜質(zhì)清理干凈。

5）裝藥。遵循分片、分組的基本原則，做到定人、定位，不可出現(xiàn)亂裝藥的情況。結(jié)束裝藥作業(yè)后，利用炮泥封堵，各眼的堵塞長度至少達(dá)到20cm。

6）聯(lián)結(jié)起爆網(wǎng)路。采取復(fù)式網(wǎng)路形式，以提升起爆作業(yè)的穩(wěn)定性。在聯(lián)結(jié)過程中，控制好導(dǎo)爆索的連接方向，要求各個連接點都具有足夠的穩(wěn)定性；各炮眼雷管所對應(yīng)的連接次數(shù)都要保持一致；利用黑膠布做好對引爆雷管的包扎作業(yè)，具體為與導(dǎo)爆管自由段相距10cm 以上的部分。

4.3 高邊坡防護

隧道開挖易對巖體穩(wěn)定性造成影響，本工程中采取SNS系統(tǒng)防護網(wǎng)，基于此方式提升邊坡防護效果，防護網(wǎng)有主動型與被動型2 種，具體如圖1、圖2 所示。結(jié)束防護網(wǎng)鋪設(shè)作業(yè)后，做好出洞、邊仰坡的修復(fù)工作。需注意的是，設(shè)置防護網(wǎng)前要做好準(zhǔn)備工作，將浮土、浮石等清理干凈。

圖1 主動防護網(wǎng)系統(tǒng)（單位：cm）

圖2 被動防護網(wǎng)系統(tǒng)

1）主動防護網(wǎng)。（1）錨孔放樣。從實際情況出發(fā)，確定錨桿與基座的具體位置，均要設(shè)置在穩(wěn)定的基巖上。（2）開鑿錨桿孔。相較于錨桿長度而言，孔深需比其略長5cm，做好清孔作業(yè)。（3）注漿并插入錨桿。所用材料為M20 水泥砂漿，當(dāng)達(dá)到有效注滿狀態(tài)后需插入錨桿并多次轉(zhuǎn)動，基于此方式提升錨桿與漿液接觸效果，實際養(yǎng)護時間至少為3d。（4）設(shè)置縱、橫向支撐繩。為避免支撐繩出現(xiàn)松弛現(xiàn)象，需使用張線器將其拉緊，隨后將其與錨桿外露套環(huán)穩(wěn)定連接，此處使用到專用繩卡。（5）設(shè)置鋼繩網(wǎng)，產(chǎn)生的搭接長度至少為5cm。（6）全面檢查，掌握施工情況。

2）被動防護網(wǎng)。（1）精確測量放線。以地形起伏程度為基準(zhǔn)，在此基礎(chǔ)上延長3%～8%，將其作為實際放線長度。（2）基坑開挖并開鑿錨桿孔。（3）插入錨桿并灌注。若施工區(qū)域為巖石基礎(chǔ)，采取先插錨桿后灌注的方式；反之，若為混凝土基礎(chǔ)，需完成灌注施工后再設(shè)置錨桿。（4）基座安裝。結(jié)束混凝土灌注施工且經(jīng)過2d 后，便可展開基座安裝作業(yè)，要求螺帽處于擰緊的狀態(tài)。（5）鋼柱與上拉錨繩的安裝。（6）上下支撐的安裝作業(yè)，采取先上支撐后下支撐的工藝流程。（7）鋼繩網(wǎng)的安裝作業(yè)。在繩卡的作用下固定鋼繩網(wǎng)，使其與支撐繩達(dá)到有效連接狀態(tài)?？刂瓶p合繩下料量，遵循單張網(wǎng)周長1.3 倍的基本原則，當(dāng)?shù)竭_(dá)下支撐繩時便要在支撐繩的作用下實現(xiàn)與另一張網(wǎng)的穩(wěn)定連接，此時產(chǎn)生的縫合繩頭重疊量均要達(dá)到1m【2】。（8）格柵的安裝作業(yè)。設(shè)置好格柵后將其掛在鋼繩網(wǎng)內(nèi)側(cè)，并通過扎絲的方式有效固定，格柵網(wǎng)之間疊加量均為0.1m，依然要通過扎絲的方式實現(xiàn)與鋼絲繩的穩(wěn)定連接，所有節(jié)點的間距都不允許超過1m。

5 結(jié)語

本文從橋隧相連高邊坡隧道的實際情況出發(fā)，提出合適的出洞施工技術(shù)方案，可總結(jié)為如下3 點內(nèi)容：（1）設(shè)置SNS柔性防護網(wǎng)，可實現(xiàn)對高邊坡的有效防護；（2）實行光面爆破的方式，有效降低對邊坡與橋臺的擾動；（3）采取臺階法開挖作業(yè)?；诒疚奶峒暗姆椒ㄕ归_施工作業(yè)，實際應(yīng)用效果良好，邊坡與橋臺都得到有效的保護，后續(xù)使用中隧道穩(wěn)定性較好。