广东省长大公路工程有限公司511431
摘要：随着我国社会主义市场经济的发展，高速公路隧道越来越多，地质越来越复杂，本文通过对太和洞隧道出口存在滑坡体无法从正洞进洞，采用支洞进洞施工技术研究，为了不良地质隧道进洞技术积累了经验。
关键词：隧道工程；不良地质；施工支洞；进洞
0、工程概况
太和洞隧道为分离双洞，左线全长4251m，右线全长4298m。由于隧道出口为一滑坡体，无法从正洞进洞，因此设施工横洞1座，横洞长613.36m。
1、工艺流程
边坡及仰坡放样→开挖排水系统基坑→浇筑截水沟→边坡仰坡清表→开挖边坡、仰坡(预留核心土)→检查坡度及稳定情况→初喷砼→搭设简易钻孔工作架→钻孔→清孔→安装小导管→注浆→挂设钢筋网→喷砼至设计厚度→锚喷支护成品验收→开挖套拱基础→基底标高及地基承载力检验合格→浇筑套拱基础砼→制作安装套拱钢拱架及孔口管→测量放线定位→支立模板→验收合格→浇筑套拱砼→管棚钻孔→管棚安装及注浆→准备进洞。
2、洞顶截水沟
2.1截水沟施工工艺流程
截水沟施工流程图
2.2洞口工程边沟开挖和截水沟开挖施工方法
（1）洞口边、仰坡处的截水沟于边仰坡土石方开挖前施工，截水沟上游进口应与原地面衔接紧密，不使出现溢流或渗漏；下游出水口应引入排水系统并妥善处理。开挖出的截水沟及时浇筑混凝土，防止地表水流沿沟下渗。
（2）洞口及洞顶范围地面上的坑洼积水采取先挖水沟排水，后夯填，再封顶的措施处理。
（3）洞口边仰坡以外上方不得堆置弃土，以免弃土流失堵塞排水沟槽、威胁洞口安全。一定弃置的截水沟挖方，采取有必要的防护措施。
2.3截水沟施工注意事项
（1）截水沟开挖采用机械辅以人工的方法进行，修整完后，铺设10cm厚砂砾垫层，然后浇筑混凝土。
（2）截水沟边坡保证平整、稳定、严禁贴坡；纵坡严格按图施工，沟底平整，排水畅通，无阻水现象。整个排水系统排引合理。
（3）截水沟要做到线形流畅，压顶强度高，线条流畅，均匀设置伸缩缝。
（4）截水沟位置、断面、尺寸、坡度、标高均满足设计及规范要求。
（5）工序完成自检合格、监理工程师验收合格后方可进入下道工序施工。
3、洞口边仰坡开挖
施工之前要对洞门图纸进行认真的复核，算出控制点的坐标，然后进行测量放样，经过监理专业工程师复核无误后才能进行开挖，确保其位置准确无误。开挖前做好洞口的监测量测工作，监控地表下沉情况，完善洞口排水系统，洞口支挡工程结合土石方开挖一并完成。洞口土石方采用明挖法施工，自上而下分阶段、分层进行开挖。根据地质资料显示本项目隧道边仰坡挖方均为全风化岩层，表层覆土。边仰坡采用挖掘机开挖，必要时采取弱爆破，装载机装碴，自卸汽车出碴。
3.1施工方法
（1）首先清除洞口顶山上的孤石，防止爆破时因振动使孤石滚落引起工伤事故。
（2）测量放样出边界线，图纸的开挖边仰坡线用石灰撒出边界线。
（3）边仰坡至截水沟段做到零开挖，对土和软石地段，直接采用挖掘机开挖，对于次坚石采用减弱松动爆破配合风镐挖掘，在测量人员的测量下挖掘到位。
（4）挖方时应挖至路基标高上40cm左右，以免土质路基长期暴露，车辆碾压造成其结构破坏和强度降低。
（5）作好施工场地的排水，利用分层开挖形成纵向排水和横向排水，保持临时排水沟渠的畅通，防止集水浸泡坡脚。
（6）边仰坡开挖
洞口边、仰坡开挖主要采用人工配合挖掘机进行刷坡。为提高边坡稳定性和美观程度，从顶沿坡面逐层刷坡到位。
2洞口开挖注意事项
（1）隧道洞门的边、仰坡开挖形式和坡度符合设计要求。
（2）边仰坡坡面碎落台（如果有）台阶保证完整、平顺。检查方法：目测、测量。
（3）隧道门端墙的地基承载力一定达到设计要求。检查方法：采用静力触探试验或标准惯入试验检测，必要时采用荷载试验检测。
（4）在机械刷坡完成后，要人工修坡，将松动石块清除，平顺，检查合格后才能进入下道工序施工。
（5）针对太和洞隧道施工支洞洞口段施工，采用机械开挖。施工过程中，加强安全管理，洞口四周各安置一名安全员巡视，保证安全顺利施工。
（6）夜间施工时，应有足够的照明设施，在危险地段应设置明显标志，并合理安排开挖顺序，防止错挖或超挖。
（7）工序完成自检合格、监理工程师验收合格后才进入下道工序施工。
4、边仰坡锚喷
4.1边仰坡防护施工工艺流程
图5-4边仰坡防护施工流程图
4.2边仰坡坡率及锚喷支护
太和洞隧道支洞口边仰坡洞口坡面围岩揭示均属全风化围岩类型，根据设计图纸，边仰坡坡率及支护形式确定如下：
（1）开挖面位于边仰坡外的，坡率为自然坡，支护形式采用Φ70注浆钢花管，间距@2×2m，进行地表注浆。
（2）开挖最高级边坡、仰坡，刷坡坡率定为1:0.5，支护形式采用10cm厚C25喷砼＋φ8钢筋网＋Φ42注浆小导管（长4.5m，间距@1.5×1.5m。
（3）后期洞顶外漏边坡采用三维网植草绿化。
边仰坡防护作业选择在旱季少雨季节施工，开挖遇有明显渗水时，在边仰坡面上应打仰斜式排水孔，内插Φ50mm打孔波纹管，与水平夹角成7～9°，深4.5m，间距4×4m，局部富水区域可适当加密。
4.3施工注意点
（1）锚杆施工
锚杆采用Φ42小导管，施工时锚杆钻孔位置及孔深必须精确，小导管要除去油污、铁锈和杂质。先用凿岩机钻凿锚杆孔眼，达到设计深度标准后，用高压风清除孔内岩屑，将加工好的杆体插入孔内，然后采用注浆泵将孔内注满净浆，并将小导管与钢筋网连接为整体。
（2）钢筋网片施工
太和洞隧道支洞边仰坡坡面采用φ8钢筋网片@20cm，定型统一现场拼接，搭接长度不少于15cm（或一个网格），并与受喷面间隙为5cm。钢筋网与钢筋网、钢筋网与小导管采用扎丝绑扎，使钢筋网在喷射时不晃动。钢筋网安装好进行5cm厚喷射砼施工，初凝后分层喷射混凝土至设计厚度。
（3）喷射混凝土施工
施工方法及措施：
①材料选择：水泥、砂、石子、水、速凝剂、减水剂必须满足规范要求。
②喷射砼配合比必须符合设计规定。
③机械设备检查：对机械和水、风、电路进行检查并喷风、水试运转，确认完好后方可正式用于施工。
喷射混凝土采用湿喷工艺进行施工。喷射混凝土速凝剂应采用环保无碱速凝剂。喷射混凝土配合比应通过实验确定，并满足设计强度和湿喷工艺的要求。喷射作业应分段、分片依次进行，喷射顺序自下而上进行，喷射段纵向长度不宜超过6m。喷射混凝土要紧跟开挖施工，喷射混凝土混合料应随拌随喷，回弹物不得再次作为喷射混凝土用料。喷射混凝土应以适当厚度分层进行，一次喷射厚度为50mm，首次喷射混凝土着重填平补齐，将坡面喷平顺，后一层喷射应在前一层混凝土终凝前施工。喷嘴距坡面距离以0.6～1.2m为宜，喷射束料与受喷面垂线成5～15度夹角最佳。
喷射用砼采用拌和站集中搅拌，配备1台湿喷混凝土机械臂进行作业，分层喷射C25喷混凝土至设计厚度，喷射混凝土终凝2小时后，应喷水养护，养护时间不少于7天。
5、洞口套拱
太和洞隧道支洞口大管棚套拱厚为0.5m，长为2m。导向管两端封堵，防止进浆。套拱采用C25混凝土浇筑。
5.1施工工艺流程
洞口套拱施工工艺流程图
5.2施工方法
套拱施工前为了便于混凝土及长管棚机械施工，套拱前留土平台，宽度不小于8～10m。套拱基础采用C25混凝土浇筑。浇筑完成后需做好养护工作。待套拱基础达到设计强度后，沿开挖轮廓线环向紧贴安装4榀用I20a号工字钢制作的钢拱架为横向支撑，每榀钢架间焊接间距为0.5m的Φ22钢筋。导向管采用φ127×6mm的钢管，环向间距0.4m，倾角为2度（不含线路纵坡），方向与线路中心线方向平行。施工时在型钢上标注导向钢管的位置，逐根焊接于钢架上固定。立模的几何尺寸必须和设计相符合，并给模板涂上脱模剂。套拱混凝土浇筑采用汽车泵泵送浇筑。
5.3施工注意点
（1）基坑开挖必须开挖到设计标高；
（2）必须等套拱基础达到设计强度后，才能进行套拱的施工；
（3）施工立模特别注意不能使导向管偏位；
（4）禁止将砼直接向套拱内倾倒，以免移动长管棚定位钢管，造成管棚施工困难；
（5）为防止管棚注浆时，套拱与岩面结合处漏浆，套拱与岩面必须密贴。
6、管棚
太和洞隧道支洞洞口段暗洞围岩属于全风化地质，设计采用Ⅴ级加强，采取超前大管棚的支护形式。
6.1管棚施工工艺流程
管棚施工工艺流程图
待套拱混凝土强度达设计及规范要求，方可实施管棚钻孔工作。管棚中心距开挖轮廓线约40cm，管棚钢管采用热轧无缝钢管，钢管外径108mm，壁厚6mm，节长采用4m和6m两种。钢管间距环向0.4m，仰角为2°（不包含线路纵坡），方向与线路中线平行。隧道纵向同一断面内的接头数不大于50％，相邻钢导管的接头至少须错开1m。编号为奇数的孔采用有孔钢导管，钢花管第一节长3m，编号为偶数的孔采用无孔钢导管，钢导管第一节长6m，以后每节均采用6m等长有孔钢导管。管棚的构造图如图5-7。
钢花管构造图
6.2施工方法
为保证成孔质量，防止邻孔钻进时前面的成孔坍塌，钻孔间隔进行。先钻奇数孔，后钻偶数孔，成孔直径为127mm，以便顺利安装φ108×6mm钢导管。奇数孔成孔后及时安装有孔钢导管，压注水泥浆。偶数孔成孔后立即安装无孔钢花管，防止塌孔。同时偶数孔的施工一方面可以检查奇数孔注浆质量，另一方面也可以进行补充注浆，提高注浆加固围岩的效果。施工过程中，每钻完一孔就顶进一根钢管。
6.3施工注意点
（1）架立钻机，立轴方向必须准确控制。钻机位置不远离孔口，距孔口距离小于4m。
（2）为保持管棚每断面接头数不超过50%，钢管用4m和6m两种长度相间组成，接头用丝扣连接，丝扣长度15cm。
（3）注浆前进行试验性注浆，先选择1～2孔按设计进行单液注浆。一方面检查单液注浆效果，同时检查注浆设备的运转是否正常。
（4）注浆按试验后确定的水泥浆进行。钻一孔、注一孔，注浆量达到设计要求后停注。
（5）浆液扩散半径不小于0.5m，注意检查注浆效果。注浆压力:1.0Mpa。
（6）注浆时要注意地表变化，如地表变形大要分析原因，以便采取针对性措施，如停止注浆，限制注浆压力与泵量，或调整浆液配合比等。
（7）注浆过程中，如出现进浆量很大，压力不上升，改小压力与泵量，调浆液浓度和胶凝时间，或暂停注浆，但中断时间不能大于胶凝时间。
（8）严格掌握注浆结束标准，即：达到设计注浆量，或注浆压力达到设计终压不少于10分钟可作为注浆结束标准。
7、地表注浆
太和洞隧道支洞口洞顶采用地表注浆加固。
7.1地表注浆施工工艺流程
地表注浆施工工艺见图5-8。
7.2施工方法
1、施工准备
施工前需对钢花管的质量进行检查，经检验合格后才允许使用。注浆前对使用的注浆材料进行抽样检查，检查合格后方可使用。
2、钢花管加工
钢花管注浆采用φ70×4mm的热轧无缝钢管，管口段1m范围内钢管不开孔，其余部分按12cm间距交错设置注浆孔，孔径10mm。
3、钢花管安设
（1）钻孔深度大于钢花管长度50mm，并用吹管将砂石吹出。
（2）施作喷砼止浆板封堵导管周围及孔口。
（3）安装时插入长度管端外露不小于30cm，以便安装注浆管路。
（4）必须按照测量放样点布设钻孔位置及按规定控制钻孔深度。
图5-9钢花管注浆孔及喷砼止浆板布置图
4、钢花管注浆
（1）钢花管外露长度一般为30cm，以便连接孔口阀门和管路。注浆材料采用纯水泥浆（W/C=0.6-0.8)，注浆应由外侧周边孔向中部推进。
（2）注浆压力一般控制在0.2MP以内；注浆过程中做好注浆记录，以便确定注浆压力、注浆量、浆液延伸半径。
（3）注浆压力按分级升压法控制，由注浆泵油压控制调节；浆液先稀后浓、注浆量先大后小；钢花管注浆压力控制在0.2MP以内，浆液必须充满钢管及其周围的空隙。
（4）结束标准：以终压控制为主。注浆量校核，当注浆压力为1.0MPa，持续10min以上即可终止。
7.3注意事项
1、钢花管安装一般采用钻孔打入法，既先按设计要求钻孔，钻孔直径比钢管直径大3～5mm，用钻机顶入，顶入长度不小于钢管长度的90%，并用高压风将钢管内的砂石吹出。
2、钢花管安设后，用止浆板封闭周围裂隙及防止工作面坍塌。
3、注浆前应进行压水试验，检查机械设备是否正常，管路连接是否正确，为加快注浆速度和发挥设备效率，可采用群管注浆（每次3-5根）。
4、注浆量达到设计注浆量或注浆压力达到设计终压10min时可结束注浆。
5、注浆过程中要随时观察注浆压力及注浆泵排浆量的变化，观察分析注浆情况，防止堵管、跑浆、漏浆。做好注浆记录，主要包括孔位、孔深、编号、注浆量、注浆压力等，以便分析注浆效果。
8、洞身开挖
施工中遵循“管超前、严注浆、短进尺、少扰动、强支护、快加固、早成环、勤量测、紧衬砌”的原则，紧凑施工工序，精心组织。
洞口段Ⅴ级围岩采用三台阶预留核心土法开挖，施工工序见图5.10。
1、利用上循环架立钢架施做超前支护；分部开挖1部，同时每循环进尺一次；分部施做1部周边初期支护；开挖核心土。
2、滞后1部一段距离左右交错开挖2、3部，施作初期支护，开挖核心土。
3、滞后3部一段距离左右交错开挖4、5部，施作初期支护，开挖核心土。
4、开挖7部，及时封闭初期支护。
5、浇筑该段内Ⅷ部仰拱及隧底填充(仰拱及隧底填充分次施作)。
6、根据监控量测资料，待初期支护收敛后，一次性浇筑Ⅸ部二次衬砌(拱墙衬砌一次施作)。
Ⅴ级围岩三台阶预留核心土法开挖施工工序图
9、施工难点及解决办法
本工程重难点在于支洞进入主洞的挑顶，由于两个断面都比较大，存在很大的风险，我部将组织技术人员全力攻关，编制挑顶专项施工方案，并组织专家论证后实施。
10、结束语
本文结合太和洞隧道出口端的特点，经过方案对比，提出了采用施工横洞进洞施工技术方案，并对关键施工技术进行了说明。实践证明该方案是可行的，不仅确保了工程安全，而且提高了施工进度，降低了施工成本，具有较好的经济效益，可为同类工程提供参考。
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