隧道明洞施工技术探讨

■段长高 ■贵州桥梁建设集团有限责任公司，贵州 贵阳 550001

1 工程概况

某隧道均为连拱式隧道，设计车速为100km/h，为双向4 车道隧道。单洞设计标准为:行车宽度为0.5 +2 ×3.75 +1.00m，行车道限界净高5 米;隧道内轮廓总宽度为11.70 米，周长为32.25 米，内轮廓面积为70.128m2，内轮廓高度为7.25 米，单洞隧道横披为2%。

隧道区属岩溶峰丛谷地地貌，山体侵蚀切割较强烈，地形连绵起伏，山峰高程在247～255m 之间，山坡上陡下缓，大部分基岩裸露，生长杂草、灌木等。进洞口侧岩溶洼地呈北东-南东向分布，地面高程约119～123m，局部有落水洞发育;出洞口段岩溶洼地呈北西-南东向分布，地面高程约105～108m。岩溶洼地地形平坦，平面形状不规则，覆盖第四系冲洪积黏土层，种植玉米、甘蔗等作物。隧道勘查区未见滑坡、崩塌、危岩等不良地质现象，隧道进出口自然斜坡较稳定。

2 隧道施工方案

该均为连拱式隧道，采用复合式衬砌结构，按新奥法施工。隧道施工时，项目部将严格按照“管超前、严注浆、弱爆破、短进尺、强支护、勤测量、早封闭、快衬砌”的原则组织施工。施工过程中采用超前预报系统进行超前地质勘探，对不同围岩类别采用不同钻爆设计施工。总体实施掘进(钻爆、无轨运输出碴)、支护(超前导管、拌、运、锚、喷)、衬砌(拌、运、灌、振捣)三条机械化作业线。Ⅴ级围岩中导洞采用上下台阶法、主洞采用单侧壁导洞法施工，Ⅳ级围岩中导洞采用全断面法、主洞采用环形开挖留核心土法施工，Ⅲ级围岩中导洞采用全断面法、主洞采用上下台阶法施工。

3 洞口及明洞施工技术

3.1 洞口及明洞施工方法

(1)首先根据设计和实际地形开挖并施作洞口边仰坡截水沟，以截排地表水，截水天沟开挖线距倾坡边缘不小于5m，沟底纵坡不小于3%，排水沟与路基排水系统相衔接。

(2)明洞及仰坡开挖由外向里，从上而下分台阶、分层分段开挖，分层分段支护。根据地形条件，土方和强风化岩采用PC220 挖掘机挖装，人工配合清理边仰坡开挖面，局部陡坡地带采用人工开挖，开挖形成的坡面按设计及时进行封闭防护，避免长时间暴露造成坡面坍塌。

(3)边仰坡开挖后及时进行洞口套拱施工，套拱施工预埋导向管时要注意洞口平曲线的角度，做到保证20～30 米的超前长管棚不侵入隧道开挖界限。管棚压浆前先用高压水冲洗干净管内残积物，再从两侧往拱顶方向对称压注，浆液先稀后浓，当孔口压力达到设计值时即可结束注浆;全部注浆结束8 小时后即可进行套拱内工作面的开挖。

(4)明洞开挖可视情况与仰坡开挖同步进行。挖到设计标高后，及时清理基底，检验基底地质和承载力情况，并按设计要求进行地基处理，经监理工程师检查，合格后立即立模绑扎钢筋，架立外模，灌筑明洞钢筋混凝土。当拱圈砼达到设计强度的70%以上后拆除内外支模，拱圈背部用砂浆找平，敷设防水板并应粘贴紧密，相互错缝搭接良好，搭接长度不小于100mm，并向隧道内拱背延伸不少于500mm，再涂抹水泥砂浆层。

3.2 半明半暗明洞施工技术

为了便于隧道进洞及保持原有自然环境、维护高边坡和仰坡的稳定，考虑隧道进出口山体陡峭，为减少山体落石危机高速公路行车安全，结合本工程路基边坡情况，隧道右幅进口端采用了15 米长的半明半暗进洞方案。

施工时，先对“半明”段边坡进行刷坡防护，然后根据设计轮廓线进行挖槽清方，挖槽清方的深度以满足管棚施工和边墙施工为准，挖槽完毕后检测基底承载，若其基底承载力小于350KPa 时，则采用浆砌片石换填基底等措施进行处理。接着进行第一节护拱和边墙的施工、大管棚施工、剩余护拱和管棚的施工;待所有护拱施工完成后，再按设计要求在护拱顶上回填浆砌片石，最后施工“半暗”段。

4 套拱施工技术

4.1 套拱

本工程套拱作为长管棚的固定端，长2m，厚70cm;拱内设三榀I20a工字钢钢拱架，间距为70cm;在钢拱架拱部均匀布设37 个Φ127 ×6mm孔口管，环向间距为50cm，孔口管用Φ22 钢筋固定，并与I20a 工字钢拱架焊接连成整体，可采用双面焊接，焊缝长度大于5d(d 为钢筋直径)。套拱混凝土为C25，套拱施工时不可有大的切坡，只有待管棚施作完毕，才能扩挖。在管棚施工过程中，为了使套拱保持稳定，不偏移、不沉降，可增加一些临时支撑。

4.2 钻孔

套拱施作完毕后，用潜孔钻沿孔口管打孔，孔深25m，外插角控制在0.5 -1°，尽量避免以后不割管，以免影响管棚的支护效果。成孔后，用高压风通过风管插入孔底进行吹孔，将孔内残渣清除干净，以使插管顺利进行。

4.3 钢花管制作

本隧道管棚超前预支护采用外径φ108mm，壁厚6mm 的热轧无缝钢管，钢管前段20cm 制成尖锥形，尾部焊接φ10 加劲箍，管壁四周钻3排φ10mm 的压浆孔，孔眼间距为15cm，交错布置，尾部2.5m 不设压浆孔。长管棚需按顺序编号为1～37#，奇数号钢管为有孔，偶数号钢管为无孔，有孔与无孔钢管间隔布置。

4.4 插管

采用钻机顶进的方法插管，插管时，将钢管对准确孔口，调整钢管方向与孔道方向一致，用钻机液压杆对淮钢管端头，由液压杆逐渐加力顶进。钢管的接长采用外径φ102mm，壁厚5mm 的热轧无缝钢管，接长管每节长20cm，边缘与超前导管焊接成一体。

4.5 注浆

本工程采用压浆泵进行压浆，注浆液采用C30 纯水泥浆液。结合工程实践经验，对本工程的注浆参数采取如下:水泥浆水灰比:1:1，注浆压力:初压0.5～1.0Mpa，终压2.0～2.5Mpa。注浆时用套环将注浆管孔口与钢管端头通过丝扣连接牢固，防止漏浆而造成浆液压不进去和压浆不密实等现象的发生。必要时在孔口处设置止浆塞，止浆塞应能承受住最大注浆压力。

5 结语

该隧道容易造成明洞偏压，存在较大的安全隐患。针对本工程的地质情况，系统地介绍了明洞施工关键技术，对明洞工程拟采用明挖法施工，开挖前先完成洞顶地表排水系统，采取分层开挖，分层支护，自上而下，边挖边护的明洞边坡加固处理方法，同时采取套拱法施工方式，为同类工程提供参考借鉴。

［1］胡桂先.金沙江陡岸隧道洞口施工技术［J］.铁道标准设计，2005(08):36 -38.

［2］杨红艳.套拱法在隧道明洞施工中的应用［J］.石家庄铁路职业技术学院学报，2008(06):102 -104.

［3］何洋.映秀特长隧道单压明洞施工技术［J］.铁道建筑技术，2013(05):45 -47.