公路隧道洞口浅埋段施工技术研究

焦帆

山西路桥建设集团有限公司 山西太原 030006

1 项目背景

此公路工程项目的全线长度是5.307km，采用的是双向四车道，设计的行车速度为80km/h。其中包含了一座长大隧道（类型是双分离式），起讫桩号具体如下：右线，YK162+620--YK163+465，长度是1085m，隧道的净空是10.35×5m；左线，ZK162+450--ZK163+541，长度是991m，隧道的净空是10.35×5m。

2 洞口浅埋段施工技术

2.1 洞口边坡开挖及锚网喷射混凝土

洞口边坡开挖是隧道洞口浅埋段施工中的一项重要环节。首先需要开挖洞口边坡与仰坡，且在坡顶区域建立截水沟，以免开挖面受到雨水冲刷而出现松动。根据设计方案要求的坡度实施开挖，但是挖掘阶段必须保证洞口土体结构的稳定性，若是需要则可采用分级处理方式[1]。此外，隧道洞口边坡开挖过程中应安排专业技术人员实时观测边坡结构稳定性及沉降量。本公路隧道项目中为了能够保证左侧偏压山体的安全性，则要在左侧的边坡翼墙区域开挖施工结束后，应及时开始翼墙施工[1]。洞口边坡开挖阶段，选择锚网对暴露围岩实施封闭处理。通过风钻机进行钻孔施工，然后将花管插入至孔洞内，实施锚管注浆作业。在锚杆注浆施工完成之后，紧接着就要喷射混凝土，实施坡面封闭处理，以免雨水渗透、冲刷坡面。

2.2 套拱施工

从本质上分析，套拱是管棚顶进施工的基本导向与重要载体，同时套拱效果与孔口管的安装精度直接关系到管棚顶进精度。此公路隧道项目的长管棚套管施工划分为2个阶段：第一阶段是将明洞的土石方开挖到套拱标高以下1m位置，然后进行管棚段套拱作业，以及实施长管棚钻凿[2]；第二阶段是等到长管棚安装施工结束之后，对开挖明洞土石方的下部进行套拱。从管棚套拱施工方面分析，在混凝土浇筑之前必须认真检查孔口管，安排专业人员通过测量精准定位孔口管位置与角度，而混凝土浇筑阶段应按照规定要求实施复核，若是出现了偏位，则应立即优化与调整，以防止钢管顶进过程中发生偏差。此隧道洞口管棚施工选择的是潜孔钻，在钻孔阶段必须认真观测洞内转岩现象，每次钻完1孔之后就要及时顶进1根钢管，以丝扣方式有效连接钢管接头，而有孔与无孔钢管采用循环安装施工方式[2]。

2.3 管棚安装及注浆

注浆孔的环向间隔距离是15cm，直线间隔距离是30cm，也就是每间隔15cm设置了2个注浆孔。其中无孔钢管首节前壁需要错钻多个孔（直径范围是10mm至15mm），从而确保排气出浆[3]。每一次冲孔施工结束之后，需要及时顶入钢管。而相邻的钢管采用年错开方式进行接头，同横断截面的接头数量应确保≤50%。所有孔首节钢管的前端应制作为锥状，以顺利实现导向插入。在正式注浆施工之前必须展开液浆试验，确定液浆的最佳配合比，而注浆则以单管达到了设计要求注浆量为结束标准。当注浆施工结束之后，必须及时将管中浆液清除干净，选择水泥砂浆（类型是M30）实施填充处理，从而提高管棚刚度与强度。此外，管棚和其他超前支护的搭接长度≥1m，且在管棚施工后按照规定要求开始养护作业。

2.4 超前支护

当套拱与管棚注浆施工结束之后，隧道洞口段岩层经过注浆处理能够有效增强其稳定性，等到注浆强度符合规定基本要求之后，需要展开明洞土石方与仰拱开挖，以确保洞口围岩区域的安全施工。此公路隧道工程项目中的洞口段围岩级别是VI级，岩层表现较为破碎，所以洞口段的管棚后端采用“钢拱架+超前小导管”方式进行超前支护[3]。

3 施工控制要点

3.1 砂浆锚杆施工

根据图纸设计规定基本要求选择选择φ22mm砂浆锚杆，并保证其具备较强的锚固力。同时以抽样方式检验锚杆的抗拔力，其中每100根检验的数量≥2根。隧道洞口边坡与仰坡防护选择的是φ3.5mm砂浆锚杆支护，应保证锚杆间距符合设计规定要求。选择风钻实施钻孔，确保钻孔方向和坡面的夹角是90°。当清孔施工结束之后应立即塞入锚固剂，并顶进锚杆，详细施工流程见图1。

图1 锚杆施工流程

3.2 布设钢筋网

采用直径是6mm的圆钢编制钢筋网（具体规格是20cm×20cm），通过加工厂将其制作成片。在正式进行施工之前需要将钢筋网绑扎成为网格形状，等到锚杆与初喷混凝土施工结束之后进行钢筋网覆盖，确保其与坡面实际情况相契合，同时在支护的岩面上预留20cm保护层。

3.3 喷射混凝土

喷射混凝土施工采用的为喷浆机。需要在洞口外进行混凝土拌制，然后通过运输车把制备的混凝土运输至工程现场，在喷射头位置掺入速凝剂，最后利用喷浆机实现混凝土喷射作业。施工必须紧贴开挖面，以有效控制围岩暴露时间，当开挖结束之后应立即封闭岩面，防止围岩出现变位以及岩石松动掉落。混凝土喷射应进行2遍，第1遍应选择开挖后进行混凝土喷射（厚度是3cm），短时间之内实现初期支护总体受力，以免围岩出现变位；当锚杆与挂网安装结束之后，则开始进行第2遍混凝土喷射，具体顺序是从下至上，若是岩面不平整，则要先喷射凹处并进行找平。若是岩层较为松软，则喷射施工必须紧跟作业面，初次喷射顺序是从上至下，复喷顺序是从下至上。在混凝土喷射阶段应严格控制喷射速度，确保连续、缓慢、均匀，也可结合具体状况进行适当调整。

4 结语

公路隧道洞口浅埋段具有特殊性，应高度重视洞口浅埋段的安全施工。本文结合公路隧道工程项目实际情况，综合分析了隧道洞口浅埋段施工技术，有效保证了洞口安全施工，也为类似工程施工提供了参考与借鉴。