敦煌至当金山高速公路试验段隧道洞口工程施工技术

范贵鸿

摘 要：在隧道施工中，洞口里程段围岩比较破碎、地质条件不好，需要采用科学有效的施工技术。本文着重研究敦煌至当金山高速公路试验段隧道洞口工程施工技术。

关键词：敦煌至当金山;高速公路;试验段;隧道工程洞口;施工技术

中图分类号：U415文献标识码：A文章编号：1003-5168（2021）11-0089-03

Tunnel Entrance Construction Technology for the Test

Section of Dunhuang-Dangjinshan Expressway

FAN Guihong

（Winbond Construction Investment Group Co.， Ltd.，Lanzhou Gansu 730000）

Abstract： In tunnel construction， the surrounding rock in the mileage section of the tunnel entrance is relatively broken and the geological conditions are not good. It is necessary to adopt scientific and effective construction techniques. This paper focused on the study of the tunnel entrance construction technology of the test section of the Dunhuang-Dangjinshan Expressway.

Keywords： Dunhuang-Dangjin Mountain;expressway;test section;tunnel entrance;construction technology

1 工程概况

当金山隧道是敦煌至当金山高速公路试验段项目中的1座特长隧道，进口端位于当金山北坡，出口端位于大鄂博头沟左岸，隧道自西北向南东向斜穿当金山和阿尔金山山脉;起讫桩号为YK278+350（ZK278+351）～YK282+772（ZK282+795），总长4 422 m（4 444 m），最大埋深460 m，属高寒干旱地区双洞石质特长隧道。隧道左出口和右入口设置有明洞，规格均为6 m，隧道左入口和右线出口设有规格为12 m的明洞，隧道洞门采用端墙式洞门。右线进口端山体较为陡峭，需要设置盘山公路接近洞口，并开挖施工平台;右线出口端山体总体平缓，可直接开挖洞口。

2 洞口洞门及防排水施工技术

2.1 洞口开挖

首先，测量洞口开挖部分并放线，同时按设计图纸的要求测量边坡、前坡、防排水设施并进行放线。其次，按标准要求测量放线，先将洞口段的边坡排水沟、前坡排水沟和截水沟做好，然后利用挖掘机、自卸汽车自上而下进行洞口及明挖隧道的土方施工，并采用浅孔松动爆破减弱对边坡的扰动。在进行明洞段开挖施工的过程中，在前坡與边坡相交的位置要采用转角法展开施工[1]。

2.2 施工准备

在进行钻爆设计时，要严格按照围岩类型展开，进行爆破试验时，要选择与隧道围岩质量相近的围岩。为了确保开挖边坡的形状不会遭到破坏，爆破时，可以采用光面爆破法。对机械设备和工具做好维修和保养工作，并准备好火工品等爆破中所需要的材料。

2.3 测量画线

在进行断面开挖时，要使用全站仪确定方向，使用水准仪控制高程。开挖设计断面的绘制过程中，可以使用红漆按照钻爆设计图将炮眼位置绘制出来。

2.4 钻孔

钻孔作业时，要采用自制简易钻车，由专人负责该项工作，指导钻孔的位置、角度以及钻孔之间的距离。当钻孔施工完成之后，回钻时最好在孔内钻一段时间，使残渣随着水流顺利排出。

2.5 清孔装药

钻孔结束后，按照孔平面布置图进行检查，详细记录，使用高压空气将孔内留存的泥浆、石粉清理干净，然后装填药物。起爆采用非电毫秒雷管，装药人员要分片定位，每人负责一定的区域，相对固定，装药要严格按照钻爆设计进行。

2.6 连结网络、起爆

装药后，要仔细检查漏孔和雷管错位的问题，确保没有任何误差后才能开始连接。采用复式网络可以保证起爆具有较高的可靠性。雷管的连接应分组进行，每组10～12根雷管，要保证同一级别连接的雷管数量相同。

2.7 排险

当每个炮孔全部爆破完毕，无烟无尘后，派专人到现场开展除险作业，使用挖掘机或钢钻将爆破面上的危石清除干净。

2.8 施工注意事项

其一，不要在降雨期进行洞口土方施工。

其二，要及时清除边坡、前坡可能坍塌的表土以及灌木，还要清除坡面、前坡的浮石、危岩等;同时，做好加固处理工作，要对边坡的不平整之处进行加固处理，做好修复工作。

其三，入洞之前，按照设计要求加固地表以及前坡，并做好防护工作。如果是软弱地层，在对边坡及前坡进行开挖的过程中，要在开挖的同时做好支护，并随时对边坡的稳定性进行监测和检查[2]。

其四，采用明挖法进行洞口边坡施工和仰坡施工，开挖施工要自上而下分阶段进行，分层展开。第一阶段开挖到设计临时孔面，根据围岩条件和暗挖隧道的开挖方法预留洞口台阶;第二个阶段对剩余的部分进行开挖，从而形成永久边坡。

其五，当土石开挖施工完成之后，需要尽快完成入口处永久性的挡护工程及石方开挖施工，并保证地基承载力与设计要求相符合。

其六，不能将施工水池修建在洞口前坡以上的洞身范围内。

3 口段防护

洞口段防护采用挂网喷浆。采用3.0 m长的Φ22砂浆锚杆，间距为1.5 m×1.5 m梅花形布置，锚杆尾部焊接在20 cm×20 cm的Φ6钢筋网上，喷C20混凝土，厚度为8 m，如果边坡相对较高，可以适当减缓，并在10 m高度处将1.0 m宽的台阶做出来，确保边坡保持稳定状态。

3.1 锚杆施工

本隧道边坡设计为Φ22砂浆锚杆，砂浆锚杆的施工工艺流程如图1所示。

在完成开挖后，在岩石的表面喷涂一层混凝土，厚度为3～4 cm。根据施工图布置的位置和间距，在岩石表面采用红漆布孔，简易钻台采用TY28风枪钻孔。钻孔方向应垂直于岩石表面，钻孔深度应比设计深度长大约10 cm。

3.2 钢筋网施工

钢筋网按20 cm×20 cm的设计间距现场成片，并焊接处理。焊接施工过程中，要求工人操作熟练，保证焊点牢固。喷钢作业过程中，钢丝网不能产生变形，保证支护不会存在质量问题。

3.3 喷射砼施工

在喷射混凝土作业之前，施工人员进入施工现场排除危险，撬落不稳定的石块，防止石块振捣后脱落。噴射前应用高压水对喷射混凝土进行清洗，以保证混凝土与岩石之间有足够的黏结强度[3]。

4 超前大管棚施工

4.1 套拱施工工艺流程

套拱施工工艺流程为：测量放样→开挖套拱环形槽→套拱基础开挖→按设计安装固定套拱内钢架→将孔口管定位固定在钢架上→立套拱混凝土支撑钢架→安装套拱模板→浇注套拱混凝土→养生、拆模。

4.2 套拱施工

洞口反挖支护到明洞外轮廓线时，预留核心土，测量人员确定中心线拱顶的高度、拱顶位置线和坡面横向交叉线，然后在两侧拱顶位置开挖土体。在开挖的同时进行支护，当达到侧墙底部高度后，修建砂浆拱基础。施工结束后，在明暗隧道交界处搭设两道Ⅰ22a型钢钢拱架，间距50 cm，每道钢架使用拉杆张拉，避免倾倒。必要时，还要在拱顶拱腰坡面两侧打锚杆，将最前面一榀拱架焊在锚杆上拉紧。套拱设置在明洞轮廓线外，靠近隧道面施工。

4.3 管棚施工

在钢支架上安装直径108 mm、长2 m的孔口导向钢管，按照设计的大管棚间距安装。在安装过程中，要使用仪器仔细检查中线，保证不会产生偏差，以确保导向良好。孔口管应用水泥纸或其他东西堵住，防止泥浆流入孔口管中造成阻塞。使用钢拉杆将人工支模头板拧紧，外模用铁丝拉在拱架的衬砌上，拱腰以下一侧用斜掌支撑，然后浇筑C30混凝土，厚度为60 cm，将钢支架和导管包裹好。完成套拱之后，喷C20混凝土，厚10 cm，将周围仰坡面封闭，作为止浆墙。隧道管棚施工如图2所示。

其一，导管加工。为使钢管对接，钢管两端分别加工成公、母丝扣，长度为15 cm，牙距为5 mm，管壁加工间距为20 cm×20 cm的Φ10 mm注浆孔，梅花形排列，便于泥浆通过管壁孔向地层扩散。安装同一孔导管时，应将4 m管和6 m管间隔装入孔内，并错开相邻两孔的丝扣连接。

其二，测定孔位。使用全站仪准确测量钻孔位置，并用红漆在面上做标记。

其三，安装导向管。为了将大管棚安装在设计位置，钻机应按设计角度钻孔，钻孔前应先将导管安装好，保证钻孔的方向正确。

其四，施钻平台的搭建。钻井平台按孔位自下而上进行，由两侧向中间用钢管架搭设，顶部铺木板。钻机平台要牢固，钻机放在平台上后，使用钢丝绳固定好。

其五，钻机就位。将钻头放在钻井平台上，将钻杆的高度、倾角以及方位都调整好，然后将钻头固定在钻井平台上，保证牢固，对管线和接头进行检查，保证正确无误。

其六，钻孔。将钻头、钻杆穿过导管，将标记的孔位对准孔中心，缓慢开钻，注意孔的平直度，孔底偏差距离不能超过孔半径。采用螺旋钻杆三翼钻头，干钻钻进成孔。钻孔为Φ89 mm;钻孔平面误差要低于50 mm;控制对孔斜时，要以导向管为导向;为使管道顺利下入，成孔后应将孔清理干净，并使孔穿过通道。

其七，大管棚的安装。在安装大管棚时，使用钻机顶进，钢管采用丝扣连接，用自由钳转动并拧紧，错开相邻两孔钢管的接头。钢管顶进施工过程中，倾角和方位应与钻杆的倾角和方位保持一致。最好在钻完一个孔后不要移动钻机，立即将该孔的导管顶入孔内。将导管安装好之后，移动钻机钻下一个孔[4]。

其八，注浆施工。采用M10水泥砂浆注浆并连续灌浆，不能间断。通过现场试验，调整好水泥砂浆的灌浆参数。注浆达到预定压力后，停止注浆，并关闭浆液截止阀，打开泄压阀。当管道中的压力降低到0时，关闭泄压阀。同时，将吸浆管放入附近配制的清水中，及时启动灌浆机对管道进行清洗。

4.4 明洞及洞门施工

开挖初期支护完成后，进行仰拱及仰拱回填施工。仰拱回填混凝土的强度达到设计要求之后，仰拱作业桥前移，模板台车就位浇筑边墙和拱部混凝土。施工过程中，对于洞门衬砌与洞口段衬砌，要采用同一材料整体浇筑。外模所采用的钢模需要加固，保证牢固，避免振捣混凝土时出现跑模的问题，保证混凝土密实。内模采用液压钢模衬砌台车全断面一次衬砌，外模及外支撑采用定制木模和钢管支撑。混凝土采用泵送浇筑，使用插入式振捣器对混凝土进行振捣[5]。

5 结语

通过上述各项施工部署，可以发现隧道施工中洞口工程的重要性，洞口工程的成败直接关系到后续施工的安全性。在洞口工程中，要从工程实际出发，采用合理的施工技术，以便获得良好的施工效果。

参考文献：

[1]尹鹏飞.高速公路隧道工程施工技术方法[J].低碳世界，2017（14）：192-193.

[2]左尚高.高速公路隧道工程施工技术应用研究[J].建筑工程技术与设计，2018（29）：1785.

[3]杨能羽，仇凡.公路隧道洞口工程施工技术探讨[J].中国高新技术企业（中旬刊），2013（9）：94-95.

[4]黎显江.隧道洞口工程施工技术[J].黑龙江交通科技，2017（1）：133-134.

[5]张辉高速公路隧道洞口工程施工技术[J].建筑工程技术与设计，2017（4）：122.