高速公路隧道洞口浅埋段的施工技术探讨

吴嘉源 蔡建伟

（中交一公局厦门工程有限公司， 福建 厦门 361000）

0 引言

高速公路是现代化基础设施建设的重要内容，隧道工程是高速公路修建中的重点工作，洞口浅埋段作为隧道工程中的难点，洞口浅埋段工程质量直接影响隧道的正常使用，对我国基础设施建设影响深远。

1 施工监控量测

高速公路隧道开掘是公路铺设中常见的工程，遍布公路所经过的各个地区。受地区地质条件与自然环境的影响，隧道开掘的施工条件存在较大的区别。在高速公路隧道洞口施工前对当地的地质条件进行详细的勘察可以有效保证施工计划于施工材料的合理性，在保证施工质量的同时缩短工期，控制工程成本。

1.1 提前施工监控测量

隧道洞口开掘之前要做好施工监控测量工作，详细掌握当地的地质状况，查看支护工作的合理性与施工质量。加强对排水施工的关注程度，尤其是两侧排水沟设计是否合理，排水沟辅砌抹面施工质量是否过关，对于施工质量出现问题的部位，要及时进行修补，确保前期施工的合理性，避免钢支护基底软化影响工程的正常进展。

1.2 动态化施工监控测量

动态化施工监控测量是保证施工进程合理性的必要手段。施工进程中要对实时对地质变化与施工质量进行查看与评估，重点监测各支护结构受力变形状态，当受力变形较大，要进行二次支护并对施工计划及施工参数进行合理修改，最大程度上保证隧道工程的稳定性[1]。

1.3 超前地质预报

超前地质预报常被运用在施工环境较为复杂的区域。当地区地质环境较为复杂时，施工进程中常会出现意料之外的地质变化，使原定施工计划缺乏可行性。在地质环境较为复杂的区域施工开始之前，要对施工进程中所能接触到的岩石进行详细勘察，记录周边构造特殊的区域与较为脆弱的岩层，并借助专业软件及人员分析施工方案对地质环境造成的影响，设计最佳施工方案，避免统一的施工标准增加施工成本或造成隧道无法正常使用。

2 高速公路隧道洞口浅埋段施工技术

2.1 预注浆技术

洞口浅埋段为隧道施工中稳定性相对较差的部分，在常需要进行加固处理以保证隧道的使用价值与使用寿命。预注浆技术通过向岩体内部注入化学制剂，对岩体的性质进行改变，在岩体破碎、岩体软弱、岩体渗水性较强的地段有良好的加固作用。

首先，要充分了解围岩的性质与存在状态，依据工程的需求合理选择预注浆的材料。常见的配比模式与水、灰一比一，在特殊地区需要依据围岩的性质加入适宜的化学制剂，确保围岩形成性整体性强、透水性弱的岩体。

其次，进行注浆实验。注浆实验开展的主要目的为优化注浆配比与调整注浆方式。常规模式下，注浆的初始压力应控制在0.5-1MPa，最大压力应在2MPa 以上，且持续时间超过10min。实验面的选择要具有足够的代表性，实验进程中要详细记录注浆量、扩散半径等各项参数，为后续方法改良与注浆工作提供指导。

再次，地表注浆工作，地表注浆常采用全孔一次性注浆，避免坍孔现象的发生。当局部地区出现坍孔现象时，可采取跟管钻孔的方式；当出现大范围坍孔时，可采取分段施工方式进行注浆；若地区条件无法进行地表注浆，可采取超前帷幕注浆法，在洞面整修完成的基础上于洞口处浇筑浆墙[2]。

最后，地表注浆结束后，需要重新打孔进行工程质量检测。同时，在工作面以1.5m 间距的梅花桩形式再次注浆，并通过设置玻璃纤维锚杆的方式连接、固定软弱地层，提升洞口浅埋段的稳定性。同时，在施工进程中若发现洞口无法满足工程质量需求，可向表面喷射混凝土以封闭开挖面，提升洞孔区域的水稳定性。

2.2 洞口土方与锚网喷施工

施工进程中，若发现隧道挖掘口坡度较大或水土流失较为严重，需要及时进行刷坡工作，避免洞口被流水冲刷，使洞口阶段施工无法顺利开展。

第一，依据洞口的坡度完成仰坡放线工作，同时合理对坡顶流水进行规划，以水道挖掘的方式将流水导向合理的位置。在现阶段施工条件下，刷坡工作多为从上至下开展，受工程效率与施工人员安全的影响，开掘工作多采用挖掘机等大型器械，辅以定向爆破等特殊施工手段。挖掘工作的最终指标需要依据坡体土石的稳定性来确定，施工进程中常需分设台阶，并设立观察点以确定挖掘的进度。

第二，锚网喷施工。挖掘结束之后，常需对裸露的岩层进行处理，防止岩石滚落影响隧道的正常使用。常见手段为利用锚网喷技术奖裸露的岩层形成半封闭的体系，减少使用进程中体积较大的石子滚落。需要注意的是，锚网喷技术使用之前需要预留疏水口，减少流水对岩层的破坏。利用风钻机在坡面的合理位置钻孔，通常要求为直径60mm，深3.5m。钻孔完成后，需要对空隙进行清理，并在其中插入疏水管。在钻孔进程中，需控制空隙间距在1.5m 左右，呈梅花桩性布置。

2.3 预支护施工

预支护施工是隧道工程中较为重要的步骤，对工程的顺利进行有重要影响。常见的预支护工程种类繁多，超前小导管为隧道洞口浅埋段施工中最为常用的预支护技术。施工进程中需预先对洞口及施工面进行休整，确保其整体呈拱形，保证隧道的稳定性及美观度。休整完成后，需要紧贴洞口表面铺设钢制拱形支架。将预先布置好的小导管与钢架焊接在一起，增强支护结构整体的稳定性。同时，经由小导管进行再次注浆，使浆液溢出充填地表空隙处，增强隧道洞口表面的稳定性。

大管棚注浆是隧道施工中必备的支护方式。操作方式与超前小导管类似，通过钢架与管道的连接形成稳定的加固结构提升隧道洞口的稳定性。与超前小导管不同的是，大管棚注浆在加固结构铺设完成后需以混凝土浇筑的方式构建导向墙。需要注意的是，钢管结构搭建过程为分段进行，要借助丝扣、速干水泥等材料将钢架结果固定成为一个整体[3]。同时，导向墙浇筑进程中要预留排气孔与入浆孔。

2.4 隧道洞口浅埋段开掘技术

现代施工条件下，技术与设备的快速发展使可运用与隧道工程的开掘技术较为丰富，但在施工技术选择时要充分参考地质条件与工程需求。尤其在稳定性较差的隧道洞口部位，整体爆破与大规模挖掘均会极大降低洞口的稳定性，导致隧道坍塌。核心预留台阶法与双侧壁导坑法为实际施工中经常使用的洞口浅埋段开掘技术。

核心预留台阶法主要针对施工部位岩层较为软弱，常规施工手法易导致围岩破损较为严重。施工前需要对施工部位进行详细规划，明确标定核心土的位置与体积。预留核心土标定的上台阶长度应以4-6m 为最佳。在上台阶开掘进程中，可先用风钻机进行位置标定，而后采取定向弱爆破的手段。下台阶施工进程与上台阶大体相同，预留核心土的尺寸应为1m 左右。

对于地质环境较为复杂，隧道建设附件围岩易发生物理、化学变化的区域。双侧壁导坑法为较为优秀的施工选择。双侧壁导坑法以松动开挖的方式进行洞口开掘，在施工进程中优先依据工程需求标定洞口范围，并通过导坑的运用避免开掘进程中对围岩的误碰，减少施工进程对围岩的影响。需要注意的是，为最大化保护作用，导坑挖掘进程常采用人工挖掘，同时挖掘深度应大于6m，为机械挖掘进程提供更好的标准，保证围岩的稳定性。

3 结论

隧道洞口浅埋段工程是高速公路建设中的重点部位。施工队在施工进程前要对当地的地质环境进行详细的勘察与分析，并结合实际地质条件与工程需求合理选择施工方式、调整施工参数，使隧道口浅埋段工程合理开展，提升隧道的稳定性。