淺埋公路隧道洞口段施工技術(shù)探討

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1、淺埋公路隧道洞口段施工技術(shù)探討周澤兵1陳安伍2（1江西科力咨詢監(jiān)理有限公司南昌330003）（2中鐵十一局集團(tuán)第三工程有限公司十堰442000）摘要：根據(jù)桃花源隧道的實(shí)際施工經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)隧道洞口區(qū)埋深較淺，且地質(zhì)情況較差的情況，提出幾點(diǎn)有效、合理的解決辦法，在保證施工安全及質(zhì)量的情況下進(jìn)洞。主題詞：公路隧道；淺埋；洞口段；施工技術(shù)380前言桃花源隧道位于江西省九江縣內(nèi)，是廬山環(huán)南山公路二期工程中的控制工程，公路等級(jí)為一級(jí)公路（山嶺重丘）標(biāo)準(zhǔn)，采用分離式單向行車(chē)雙車(chē)道隧道（上下行），設(shè)計(jì)速度為60km

2、/h。隧道凈寬10.45m，凈高7.10m，洞口開(kāi)挖寬度12.50m，開(kāi)挖高度10.25m.隧道洞口段是隧道施工的薄弱環(huán)節(jié)，桃花源隧道左線有一段處在一長(zhǎng)500m左右的山谷中，洞口的地質(zhì)條件相當(dāng)復(fù)雜，洞口上方為強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖，主要為坡積土和沖積土層，靡凌破碎，夾泥量大，大部分富水，有的成飽和狀態(tài)，在大雨季節(jié)匯水非常大，表層植被因施工破壞后形成小型泥石流，水土非常容易流失，而且洞頂覆蓋層很薄，在洞口左側(cè)拱腰部位覆蓋層僅90cm厚，且有偏壓現(xiàn)象，大部分位置覆蓋厚度為10m左右，淺埋段長(zhǎng)度達(dá)80m多，為

3、典型的淺埋隧道。洞內(nèi)圍巖為強(qiáng)風(fēng)化，夾泥，加上山坡匯水面積相當(dāng)大，開(kāi)挖后地表水直接滲入洞內(nèi)，使得超挖及跨塌非常嚴(yán)重，洞口段施工條件相當(dāng)困難。（見(jiàn)圖1）圖1桃花源隧道洞口雛形（淺埋段長(zhǎng)度80m）收稿日期：2004-12-18根據(jù)特殊條件，決定對(duì)桃花源隧道洞口施工分如下幾項(xiàng)工作來(lái)進(jìn)行：洞頂?shù)乇硖幚?、洞口段超前支護(hù)、洞門(mén)挑檐防護(hù)、洞內(nèi)初期支護(hù)4個(gè)方面，并結(jié)合開(kāi)挖的控制爆破，運(yùn)用圍巖量測(cè)技術(shù)，加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，保證了洞口的施工安全。1洞口段施工方案針對(duì)洞口覆蓋層薄，兩側(cè)山體陡峭，進(jìn)洞十分困難的特點(diǎn)，為保證隧道安全進(jìn)

4、洞，經(jīng)多方研究論證，確定了如下進(jìn)洞方案，見(jiàn)圖2。圖2洞口支護(hù)布置示意圖（1）為保證山體穩(wěn)定，對(duì)邊仰坡部分山體以及洞口段范圍的洞頂土體進(jìn)行整體性防護(hù)，噴射C20混凝土15cm，掛Φ6.5雙層鋼筋網(wǎng)（20cmx20cm）封閉洞口邊仰坡坡面。（2）為保證進(jìn)洞安全，環(huán)向和徑向設(shè)長(zhǎng)3.5mΦ25mmx5mm中空注漿錨桿。（3）洞口沿進(jìn)洞方向設(shè)Φ42mm超前注漿小導(dǎo)管，注水泥漿液，環(huán)向間距40cm。（4）洞口沿進(jìn)洞方向設(shè)3排長(zhǎng)4.5mΦ22mm超前砂漿錨桿，加固洞口巖層。（5）洞內(nèi)邊開(kāi)挖邊支立I16工字鋼拱架

5、。38（6）洞內(nèi)開(kāi)挖采用“短進(jìn)尺、弱爆破”，每循環(huán)進(jìn)尺控制在1m以內(nèi)。（7）利用圍巖監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)指導(dǎo)施工。2施工工藝2.1地表加固隧道進(jìn)口5m段左側(cè)拱腰處埋深僅90cm左右，為淺埋并且存在偏壓現(xiàn)象，隧道成型后極易引起拱頂巖層冒頂，或者在爆破工作中因沖擊波影響造成巖體失穩(wěn)，進(jìn)洞前必須對(duì)洞頂范圍巖體進(jìn)行加固，防止開(kāi)挖后造成坍塌，保證洞口段施工安全，加上噴射混凝土噴面，形成隔水層，使得地表匯水順著臨時(shí)排水排走，不致滲入巖體影響施工安全。具體方案如下：1、采用3.5m注漿小導(dǎo)管對(duì)洞頂覆蓋層進(jìn)行加固,注漿小

6、導(dǎo)管加固范圍為整個(gè)坡面,寬度約為30m，長(zhǎng)度約為20m，間距1.2m×1.2m,梅花形布置,錨桿采用Φ22鋼筋，注漿水灰比1：1；2、錨桿施工后，用Φ6.5鋼筋掛雙層鋼筋網(wǎng)，鋼筋網(wǎng)間距20cm×20cm，網(wǎng)片與導(dǎo)管綁扎聯(lián)結(jié)；3、采用噴C20噴射混凝土封閉該范圍坡面，而在洞口仰坡坡面先初噴一層C20混凝土3cm-5cm厚，封閉巖面后掛第一層鋼筋網(wǎng)，再?lài)娨淮畏忾]這層鋼筋網(wǎng)，然后再掛第二層鋼筋網(wǎng)，噴至設(shè)計(jì)厚度。2.2洞口段圍巖加固（圖2）因?yàn)槎错攪鷰r極為破碎，強(qiáng)度低，穩(wěn)定性很差，必須進(jìn)行必要的加固才能進(jìn)

7、行爆破施工。我們采取的具體方案如下：在洞口仰坡坡面，隧道起拱線以上施工三環(huán)長(zhǎng)度為4.5m的超長(zhǎng)錨桿，第一環(huán)距開(kāi)挖線10cm，錨桿間距40cm，第一環(huán)、第二環(huán)、第三環(huán)環(huán)向間距為40cm，錨桿間距40cm×40cm；在第一環(huán)與第二環(huán)之間施工Φ42mm超前注漿小導(dǎo)管，小導(dǎo)管長(zhǎng)度6m，環(huán)向間距40cm。錨桿、小導(dǎo)管均為梅花形布置，注1：1水泥漿液。2.3洞門(mén)挑檐防護(hù)超前支護(hù)完成后應(yīng)該可以開(kāi)始準(zhǔn)備洞身開(kāi)挖施工，但因?yàn)槎错敻采w層太薄，新的問(wèn)題來(lái)了，我們又增加一項(xiàng)新的措施——挑檐防護(hù)。因?yàn)楸舅淼蓝纯诘母采w層極薄

8、，完成仰坡的超前錨桿和小導(dǎo)管后，開(kāi)始開(kāi)挖爆破施工，但第一次爆破就把洞頂覆蓋層全部沖破，部分超前錨桿、小導(dǎo)管破壞，根本無(wú)法使洞口成型，后來(lái)決定采用挑檐，在洞口成型后在小爆破進(jìn)尺。具體方案見(jiàn)圖3。2.3.1恢復(fù)破壞的小導(dǎo)管及錨桿局部位置適當(dāng)加密，保證洞頂薄層巖體加固效果良好，不致受爆破影響太大。2.3.2架工字鋼拱架第一榀工字鋼拱架緊貼洞頂巖面，然后從里向外拼裝3榀工字鋼拱架，間距為30cm～50cm，按設(shè)計(jì)圖紙方法用連接鋼筋連接穩(wěn)固。2.3.3掛板因?yàn)楣叭壒?，只能用小塊木模板，用粗