浅谈隧道洞口段施工技术

1、浅谈隧道洞口段施工技术摘要 结合广陕高速公路隧道工程现场具体施工，本文主要介绍浅埋、不良地质隧道洞口段施工技术、方法工艺关键词 隧道 洞口段 浅埋、不良地质 施工技术1、工程概况崔家垭隧道右线起止桩号K46+026K46+214，全长188米，洞门形式采用1：1.5的削竹式洞门。明洞段衬砌24米（K46+190ZK46+214）。隧道出口端位于山凹斜坡坡脚地带，局部可见基岩出露，山凹中堆积物以崩塌体为主，偶见块石。隧址区构造地质特征表现为单斜的岩层，节理裂隙较发育，岩层以J2S的紫红泥岩、砂岩为主，其中隧道中下部有一层松散的砂岩（俗称泡砂岩），手捏易成粉状。根据实测资料表明，出口端山体表层堆积

2、物以紫红色碎石土、褐黄色粘土为主，松散堆积于隧道顶部，稳定性极差，在施工过程中极易向下发生逐级滑动。雨季降水使松散堆积体失去稳定性，易产生较大的滑塌。崩塌堆积体范围：从斜坡最高处滑面峭壁下至隧道设计出口端长度约为75米，宽度约为35米，面积约为2625平米；钎探资料表明，该堆积体厚度为1.54米。2、施工方案2.1、边仰坡开挖(1)在洞口刷坡之前，先行施作临时截排水沟，并确保排水畅通，以减少积水对洞口的冲蚀，保证洞口安全。(2)将洞口开挖范围内的下滑崩塌堆积体、洞口危石清除。(3)由测量人员放出隧洞中线和边仰坡开挖边线。采用挖掘机配合人工风镐至上而下开挖图1-明洞开挖示意图图2-明洞开挖纵断面

3、图2.2、边仰坡防护(1)锚、网、喷支护：为确保边、仰坡的稳定，明洞开挖后及时施作临时边、仰坡防护：由上向下，逐级刷坡（刷坡过程中存在的危石及时清理），逐级防护。边坡采用锚、网、喷支护方式，具体支护参数：采用3长的22砂浆锚杆，间排距1.5m；挂6.5 30cm钢筋网；喷射C20砼厚10cm。仰坡采用注浆小导管、钢筋挂网、喷射砼等联合支护方式，具体支护参数：采用3.5m长的42注浆小导管，间排距1.5m；挂6.5 30cm钢筋网；喷射C20砼厚10cm。具体施工工序：小导管钻进挂钢筋网喷射砼注水泥浆（1：1水泥净浆，注浆压力12Mpa）。(2)洞顶上方2.5米厚松散覆盖层平台注浆现根据刷坡以后

4、的洞口情况，为保证洞口安全以及108管棚施工质量，对洞顶上方2.5米厚松散覆盖层平台进行注浆固结，支护参数：采用42注浆小导管（方向竖直向下），间排距1.5m，长度2米；挂6.5 30cm钢筋网；喷射C20砼平均厚10cm。施做范围：整个仰坡平台（要求防护好的平台内高外低，中间高、两侧低，以利于排水）。2.3、洞口切口当洞口拱顶以上边、仰坡及拱顶平台防护完成以后，开始在K46+190处（右线出口端暗洞进洞里程）进行切口。为确保切口面稳定，采取边切口边防护的施工方法：(1)套拱以外范围采取：3.5m长的42注浆小导管，间距1.5m，梅花型布置；挂6.520cm钢筋网；喷射C20砼厚10cm。(2

5、)隧道开挖范围内预留核心土，保证进洞安全。2.4、管棚施工管棚参数：管棚长20米，由长为9米并留有12注浆孔的108的热轧无缝钢管连接而成，具体设置为：先隧道中心布置一根，然后按40cm的环向间距向两侧对称布置，外插角3，每侧各16根，总计33根。(1)制作导向墙：施工时先施作砼导向墙（内模采用土模，便于施工），墙厚0.6米，长1米，导向墙内设置两榀I18工字钢拱架，采用22钢筋纵向连接，环向间距1米；同时导向墙内要预埋导向管，导向管采用130mm钢管，沿拱部120范围布置，环向间距40cm，外倾角3。(2)钢花管制作：108钢管上钻注浆孔，孔径为12mm，孔间距15cm，呈梅花型布置，尾部1

6、.5m段不钻孔作为止浆段。(3)钻孔及清孔：采用脚手架搭设管棚钻孔作业平台；以导向墙内留的孔口管定位、定向，严格控制钻孔上抬量和角度；选用管棚钻机风动干钻法钻进成孔，风动冲击回旋钻头直径、钻压、转速、风量、风压等钻进参数应满足施工需要。(4)顶管：钻孔检测合格后，将钢管连续接长，用钻机旋转顶进将其装入孔内，钢管采用丝扣连接，采用114mm丝扣。为使钢管接头错开，第一节管采用4.5m和9m交替布置，编号为奇数的第一节管采用4.5m长钢管，编号为偶数的第一节采用9m长钢管，以后每节均采用9m长钢管。钢管用钻机顶进，如遇故障，需清孔后再将钢管插入。(5)注浆作业：采用全孔压入式向大管棚内压注水泥浆，

7、用注浆泵按先下后上的原则注浆。注浆量由压力控制，注浆初压0.51.0MPa，终压2.0MPa。达到结束标注后，停止注浆。注浆完成后及时清除管内浆液，并用M20水泥沙浆或C20砼紧密充填，增强管棚的刚度和强度。准备工作1、制作钢花管2、制作导向墙钻 孔清 孔顶进钢管棚清 孔结 束压力流量达到要求注浆管路检查注 浆拌 浆2.5、正洞开挖(1)采用上下台阶法开挖，初期支护紧跟，对于上导坑，开挖循环进尺控制在0.8米以内，洞口段采用挖机开挖，并预留核心土，人工用洋镐或风镐修边。(2)初期支护采用型钢钢架与锚网喷结合的联合支护体系（支护参数：I18型钢钢架60cm/榀；25中空注浆锚杆沿钢架环向交替布设

8、，间距80cm，挂8钢筋网，喷C20砼24cm厚）。(3)在上台阶进洞达到20米以后，开挖下台阶右半部分，循环进尺控制在1.2米以内。待右侧进洞5米以后，再行开挖下台阶左半部分，初期支护紧跟。(4)根据围岩监控量测反馈情况，及时施做洞口和明洞段衬砌，以确保洞口安全及左洞进洞安全。3、出现问题及处理措施3.1、洞口及洞顶裂缝情况崔家垭隧道出口端于11月24日正式进洞，截止12月4日上导坑已掘进12.5米。在11月27日在套拱右侧出现一条斜下方向裂缝（号裂缝），并在不断发展，随即对套拱基础进行小导管注浆加固处理。并进行观测，该裂缝仍在发展；在隧道进洞5米以后，在配电房门口仰坡与边坡交界处发现第二条

9、裂缝（号裂缝），洞顶截水沟外侧出现第三条裂缝（号裂缝）；在隧道进洞10米以后，在斜坡最高处滑面峭壁下方出现第四条裂缝（号裂缝），在洞顶第二级仰坡面出现第五条裂缝（号裂缝）。根据出现的的裂缝情况结合洞口段实际地质情况分析，判断洞顶滑坡体在人为的扰动下正在向下发生逐级轻微错动。3.2、采取的处理措施滑坡体的存在，严重影响隧道右线出口段的施工安全，为确保安全施工，采取以下施工措施：（1）、地表观测：加强对洞顶地表5条裂缝的观测，加密观测频率，每4小时观测一次。并及时进行数据分析，绘制时间位移曲线图。同时也加强洞内观测：每5米布设一组观测点，每天观测洞顶下沉及周边收敛变形情况两次，并及时分析数据。以此

10、制定相应的施工方案。（2）、对于洞顶纵向K46+180至斜坡最高处滑面峭壁下，横向偏中线左右各20米范围内的滑坡松散体进行地表注浆固结，采用42注浆小导管，间排距1m，梅花状布置，长度5米，采用1：1纯水泥浆进行注浆，压力12Mpa。（3）、掌子面掘进，开挖进尺每循环控制在0.8米以内，首先采用人工风镐配合挖机开挖。对于挖机不易开挖的部位，采用浅孔松动(弱)爆破，多打眼，少装药，弱爆破，减少扰动，对掌子面岩体进行松动即可。（4）、开挖后立即施做初期支护，并于K46+178处开始在拱部范围增设双层小导管注浆进行加固处理（42注浆小导管，环向间距30cm，层距30cm，长度3米，搭接长度不小于1米

11、，采用1：1纯水泥浆进行注浆，压力12Mpa），在拱架外侧形成一环向自稳拱，直至完全通过滑坡地段。（5）、当上导坑掘进20米以后，开始分左右侧跳槽开挖下导坑。在下导坑开挖时将洞口套拱拱架向下接腿至设计基线以下80cm，以保证套拱稳定。由于洞口段处于浅埋滑坡地段，在K46+190K46+133段（级浅埋段）仰拱增设型钢拱架，与拱墙型钢拱架形成一闭合环，并及时施做仰拱衬砌及仰拱回填。（6）、洞口段完成一组仰拱施工以后，开始除削竹式洞门以外部分明洞衬砌施工。待衬砌砼强度达到设计要求以后，开始明洞洞顶回填。选择滑坡面上适当部位的松散堆积体进行回填，其一可以对滑坡体清方减灾，其二可以反压滑坡体，使滑坡体趋于稳定，保证洞口安全。4、几点体会(1)在隧道洞口开挖之前，详细调查隧址区地形、地貌及地质特征，切忌盲