1、试述不良地质隧道洞口段的施工技术摘要:面对不良的地质条件，如何保证隧道洞口的安全是我们一直探究的问题。秦岭隧道地形坡度较陡，岩性为强风化细碧岩，构造大总分被破坏，可辨鳞片变晶结构、千枚状构造，裂隙面可见锈色侵染，附着粘粒，锤击声哑易碎，地质条件十分不好。本文将以秦 3 车道高速公路隧道洞口段施工实践，对不良地质隧道洞口段的施工技术进行一下探究，希望对今后相关内容的探究提供借鉴。 关键词: 洞口段；双侧壁；明洞；施工 中图分类号：TU74 文献标识码： A 我国经济不断发展，高速公路在整个国民生产中起的作用越来越大，为了满足交通运输的需要，我国近年来新开工的高速公路以 6 车道、8 车道的大运量
2、高速公路居多，因此，山区高速公路 3 车道的大断面隧道越来越多。由于隧道进出口一般都选择在坡脚和地势较缓地方，洞口段围岩风化严重和埋深较浅，隧道洞口段施工仍是隧道施工领域的一个难点。本文介绍了作者在秦岭隧道在不良地质隧道洞口段施工中的方法和体会，供大家借鉴 1 工程概况 1. 1 秦岭隧道 西安商州高速公路 LJ14 合同段秦岭隧道位于蓝田县灞源乡磨岔口村，隧道全长 5440m，是西商高速公路的控制性工程，起于陕西省蓝田县灞源乡磨岔口村，止于商洛市商州区大荆镇乡龙头村为双向分离、单向行车的 3 车道高速公路曲线形特长隧道。隧道净宽 14.25m，净高5.20m，设计行车速度 80km/h，隧道
3、左右线间距约为 18 25m，轴线总体走向约 114，左线最大埋深约 550m 右线最大埋深约 494m。 1. 2 地质条件及施工难度 隧道穿越秦岭，穿越区为构造剥蚀中山区，与山体近于垂直，左右线地面标高介于 1170 1710m。相对高差约为 540m。隧道进口位于河流左岸山体斜坡处，地形坡度较陡，坡角约 31，岩性为强风化细碧岩，灰褐色 灰绿色，原岩结构，构造大总分被破坏，可辨鳞片变晶结构、千枚状构造，节理发育，岩体被风化裂隙分割成碎石状，裂隙面可见锈色侵染，附着粘粒，锤击声哑易碎，隧道开挖后，地表水可沿裂隙下渗，在洞壁和洞顶形成线状水流，影响洞室安全。 秦岭隧道洞口段埋深浅、覆盖层薄，
4、为 V 级强风化细碧岩，地质条件差，其开挖高度达 10.5m，开挖宽度达 17.2m，并且由于自然原因，隧道受偏压影响。因此隧道洞口段施工难度较大，安全风险较高。因此进洞方案和洞口段支护参数的确定对安全进洞施工起着决定性的作用。 2 洞口段施工技术 2. 1 边仰坡的施工 确定洞口位置后，按设计首先施作洞顶截水沟，洞顶截水沟完工后，才能开挖山体准备进洞。边仰坡的开挖要本着“绿色环保”的“零开挖”理念，尽量避免大挖大刷，由于秦岭隧道洞口山势较缓，施工时，我们基本没有开挖仰坡，从开始有覆盖层的地方就开挖进洞； 洞口 2 侧边坡在确保边坡稳定和明洞净空的前提下，尽量放陡。洞口开挖采用从上至下分层开挖
5、，分层高度不超过 3m，并且及时分层分段按设计参数进行支护。 2. 2 管棚施工 秦岭隧道左右线洞口各设计有 30m 超前大管棚，首先在进洞位置先施做套拱，安装导向管，导向管的外插角以隧道为参照物倾角控制在2 3，管棚采用 32m108 热轧无缝钢管，壁厚 8mm，安装环向间距 40cm，共 39 根，为保证隧道纵向同一截面内管棚钢管接头数量不大于 50%，钢管接节长选用 3m、6m 种规格，编号为奇数的第一节管棚采用3m 钢管，编号为偶数的第一节管棚采用 6m 钢管，以后每节采用 6m 钢管，钢管周边钻梅花形 8 注浆孔，注浆孔间距 15cm，尾部 3m 不钻孔，为预留止浆段，钢管接头采用丝
6、扣连接，丝扣长度 15cm，并在连接处设置 40cm 长套管，套管与主管焊接牢固，以此确保管棚连接处的强度。施工中经常检查钻机的轴线位置，以保证孔口的孔向正确，为防止塌孔现象发生，每钻完一孔便顶进一根钢管，在钢管内通常设置28 钢筋，以增强管棚的抗拉强度，管棚安装完成后，开始管棚注浆工作，灌注浆液采用纯水泥浆液，水泥浆水灰比为 1：1，注浆压力初压在 0.5 1.0MPa 之间， 终压 2.0MPa，后关闭止浆阀。考虑到隧道进洞“零开挖”管棚注浆压力可能会在套拱及相邻段出现地表冒浆现象，我们特意将导向管及管棚之间空隙用采用高强砂浆填充密实，并在管棚端头 5m 的长度内不设置注浆孔。完成长管棚注
7、浆之后，在管棚支护环的保护下，进行掘进开挖。 2. 3 左线洞口段开挖 由于秦岭隧道是小间距隧道，考虑到进洞安全，左右线开挖必须保证一定的安全距离，先安排左线施工。左线洞口段开挖采用设计的双侧壁导坑法开挖，左侧导坑先掘进，左导坑上部开挖每循环 60cm，开挖后初喷，初喷后及时进行初期支护，初期支护采用 I22b 型钢拱架，纵向间距 60cm，长度 4m 的 22 早强砂浆锚杆环向间距 1m，28cm 厚 C20 喷射混凝土，60cm 厚 C25 钢筋混凝土二次衬砌。左侧导坑上部开挖掘进 3m 左右，开始掘进左侧导坑下部，下导坑支护，中壁墙临时支撑导坑，考虑到工作面狭窄，机械无法在工作面运转，当
8、左侧导坑掘进 1215m 左右开始右侧导坑的掘进，后行导坑支护，中壁墙临时支撑，导坑初期支护封闭，中部核心土分上、中、下 3 台阶开挖； 主洞拱顶及仰拱封闭环支护，初期支护封闭，当左中右导坑处于同一基本面时，拆除中壁墙现浇仰拱，加强基础稳定能力，由于秦岭隧道左右线洞口间距为 18m，为小间距隧道，左线进洞 3 倍的洞径 50m，左线洞口段二次衬砌仰拱施工完成后，右线开始掘进，通过左线洞口段施工时量测的围岩收敛值最大为 56mm，拱顶下沉最大值为 47mm。地表下沉量仅 42mm，无开裂现象。右洞洞口经过超前地质钻探，洞口土石地质仅 3. 4m 后变为次坚石，且洞口山体无偏压现象，考虑到施工进度
9、，为了节省资源，提高机械化程度，根据左线开挖经验，结合以往经验并聘请隧道专家，经过反复论证准备秦岭右线采取小断面 3 台阶预留核心土法施工。 2. 4 右线洞口段开挖 右线管棚施工同秦岭隧道左线。右线洞口开挖根据右线地形，经过测量计算，为减小边坡开挖，结合隧道洞口“零开挖”理念，右线进洞里程由原设计的 YK66 + 805.5 变更为 YK66 + 804 三台阶七步开挖预留核心土法开挖。开挖断面分上、中、下 3 台阶，每个台阶中间部位预留核心土，以提高前方及开挖面岩体的稳定性。 2. 5 施工步骤 第 1 步:上部环形导坑开挖(1)，预留核心土，核心土一般长度为4m，宽度为 7m，开挖循环进
10、尺为 60cm，上台阶开挖的高为 3.5m，开挖底宽度为 15m，开挖后立即初喷 4 6cm 混凝土，及时进行锚杆、钢筋网片系统支护，架设钢架，在钢架拱脚以上 50cm 处，紧贴钢架量测边沿按下倾角 30设置锁脚锚杆，锁脚锚杆和钢架牢固焊接，成为一个成体。然后复喷混凝土至设计厚度。 第 2、3 步: 左右侧中台阶开挖( 2、3) ，开挖循环进尺为 60cm，开挖高度 3.6m，左右侧台阶错开 2.4m，开挖后立即初喷 46cm 混凝土，及时进行锚杆、钢筋网片系统支护，架设钢架，在钢架拱脚以上 50cm 处，紧贴钢架量测边沿按下倾角 30设置锁脚锚杆，锁脚锚杆和钢架牢固焊接，成为一个成体。然后复
11、喷混凝土至设计厚度。 第 4、5 步: 左右侧下台阶开挖( 4、5) ，开挖循环进尺为 60cm，开挖高度 3.2m，左右侧台阶错开 2.4m，开挖后立即初喷 4 6cm 混凝土，及时进行锚杆、钢筋网片系统支护，架设钢架，在钢架拱脚以上50cm 处，紧贴钢架量测边沿按下倾角 30设置锁脚锚杆，锁脚锚杆和钢架牢固焊接，成为一个成体。然后复喷混凝土至设计厚度。 第 6 步: 上中下台阶预留核心土开挖( 61、62、63) ，上述1 至 5 开挖的同时，及时开挖预留核心土，已确保机械工作空间。 第 7 步: 隧底开挖，每循环进尺控制在 2.4m，开挖后及时施做仰拱初期支护，完成两个隧底开挖、支护循环后，及时施做仰拱及仰拱回填，及时闭合构成稳固的支护体系。 3 结语 秦岭隧道在这种不良地质条件下，施工技术还有待提高，对于洞口段地质遇涌水、流砂、断层破碎带以及岩溶等地质状况的施工技术还需要广大同行在不断实践中总结、提炼，相信对此类技术的不断研究，将大力提升隧道领域施工能力，对推动我国隧道在不良地质条件下的施工技术的发展具有重要意义。 参考文献: 1 肖正勤 小间距隧道施工技术探讨西部探矿工程，2006(3) 2 宋长银 黄土隧道施工双侧壁导坑法甘肃科技，2009(17) 3 翟振树 浅埋隧道双侧壁导坑法施工技术科技导刊，2010(12)
