浅埋公路隧道洞口段施工技术探讨.doc

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浅埋公路隧道洞口段施工技术探讨

周泽兵1陈安伍2
（1江西科力咨询监理有限公司南昌330003）
（2中铁十一局集团第三工程有限公司十堰442000）

摘要：根据桃花源隧道的实际施工经验，针对隧道洞口区埋深较浅，且地质情况较差的情况，
提出几点有效、合理的解决办法，在保证施工安全及质量的情况下进洞。
主题词：公路隧道；浅埋；洞口段；施工技术

0前言
桃花源隧道位于江西省九江县内，是庐山环南山公路二期工程中的控制工程，公路等级为一级公路（山岭重丘）标准，采用分离式单向行车双车道隧道（上下行），设计速度为60km/h。隧道净宽10.45m，净高7.10m，洞口开挖宽度12.50m，开挖高度10.25m。
隧道洞口段是隧道施工的薄弱环节，桃花源隧道左线有一段处在一长500m左右的山谷中，洞口的地质条件相当复杂，洞口上方为强风化泥质粉砂岩，主要为坡积土和冲积土层，靡凌破碎，夹泥量大，大部分富水，有的成饱和状态，在大雨季节汇水非常大，表层植被因施工破坏后形成小型泥石流，水土非常容易流失，而且洞顶覆盖层很薄，在洞口左侧拱腰部位覆盖层仅90cm厚，且有偏压现象，大部分位置覆盖厚度为10m左右，浅埋段长度达80m多，为典型的浅埋隧道。洞内围岩为强风化，夹泥，加上山坡汇水面积相当大，开挖后地表水直接渗入洞内，使得超挖及跨塌非常严重，洞口段施工条件相当困难。（见图1）

图1桃花源隧道洞口雏形（浅埋段长度80m）

收稿日期：2004-12-18
根据特殊条件，决定对桃花源隧道洞口施工分如下几项工作来进行：洞顶地表处理、洞口段超前支护、洞门挑檐防护、洞内初期支护4个方面，并结合开挖的控制爆破，运用围岩量测技术，加强监测，保证了洞口的施工安全。
1洞口段施工方案
针对洞口覆盖层薄，两侧山体陡峭，进洞十分困难的特点，为保证隧道安全进洞，经多方研究论证，确定了如下进洞方案，见图2。
图2洞口支护布置示意图
（1）为保证山体稳定，对边仰坡部分山体以及洞口段范围的洞顶土体进行整体性防护，喷射C20混凝土15cm，挂Φ6.5双层钢筋网（20cmx20cm）封闭洞口边仰坡坡面。
（2）为保证进洞安全，环向和径向设长3.5m
Φ25mmx5mm中空注浆锚杆。
（3）洞口沿进洞方向设Φ42mm超前注浆小导管，注水泥浆液，环向间距40cm。
（4）洞口沿进洞方向设3排长4.5mΦ22mm超前砂浆锚杆，加固洞口岩层。
（5）洞内边开挖边支立I16工字钢拱架。
（6）洞内开挖采用“短进尺、弱爆破”，每循环进尺控制在1m以内。
（7）利用围岩监控量测数据指导施工。
2施工工艺
2.1地表加固
隧道进口5m段左侧拱腰处埋深仅90cm左右，为浅埋并且存在偏压现象，隧道成型后极易引起拱顶岩层冒顶，或者在爆破工作中因冲击波影响造成岩体失稳，进洞前必须对洞顶范围岩体进行加固，防止开挖后造成坍塌，保证洞口段施工安全，加上喷射混凝土喷面，形成隔水层，使得地表汇水顺着临时排水排走，不致渗入岩体影响施工安全。具体方案如下：1、采用3.5m注浆小导管对洞顶覆盖层进行加固,注浆小导管加固范围为整个坡面,宽度约为30m，长度约为20m，间距1.2m×1.2m,梅花形布置,锚杆采用Φ22钢筋，注浆水灰比1：1；2、锚杆施工后，用Φ6.5钢筋挂双层钢筋网，钢筋网间距20cm×20cm，网片与导管绑扎联结；3、采用喷C20喷射混凝土封闭该范围坡面，而在洞口仰坡坡面先初喷一层C20混凝土3cm-5cm厚，封闭岩面后挂第一层钢筋网，再喷一次封闭这层钢筋网，然后再挂第二层钢筋网，喷至设计厚度。
2.2洞口段围岩加固（图2）
因为洞顶围岩极为破碎，强度低，稳定性很差，必须进行必要的加固才能进行爆破施工。我们采取的具体方案如下：在洞口仰坡坡面，隧道起拱线以上施工三环长度为4.5m的超长锚杆，第一环距开挖线10cm，锚杆间距40cm，第一环、第二环、第三环环向间距为40cm，锚杆间距40cm×40cm；在第一环与第二环之间施工Φ42mm超前注浆小导管，小导管长度6m，环向间距40cm。锚杆、小导管均为梅花形布置，注1：1水泥浆液。
2.3洞门挑檐防护
超前支护完成后应该可以开始准备洞身开挖施工，但因为洞顶覆盖层太薄，新的问题来了，我们又增加一项新的措施——挑檐防护。
因为本隧道洞口的覆盖层极薄，完成仰坡的超前锚杆和小导管后，开始开挖爆破施工，但第一次爆破就把洞顶覆盖层全部冲破，部分超前锚杆、小导管破坏，根本无法使洞口成型，后来决定采用挑檐，在洞口成型后再小爆破进尺。具体方案见图3。
2.3.1恢复破坏的小导管及锚杆局部位置适当加密，保证洞顶薄层岩体加固效果良好，不致受爆破影响太大。
2.3.2架工字钢拱架第一榀工字钢拱架紧贴洞顶