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摘要：隧道明洞主要包含拱式明洞和棚式明洞两种类型，在遭受落石或流泥危害的隧道洞口或路堑地段具有良好的应用价值，也可作为路堑病害的整治手段，因而隧道明洞施工受到社会及施工单位的高度重视。本文以孝山明洞为例，就隧道明洞施工技术进行简要分析，以加强施工质量控制，仅供参考。
关键词：隧道明洞；施工技术
引言
以荷载分布为依据，将拱式明洞划分为路堑对称型、半路堑偏压型与路堑偏压型等，依照构造将棚式明洞划分为柱式、悬臂式、钢架式等。隧道明洞施工条件特殊，施工环境复杂，为推进隧道明洞施工的安全顺利进行，积极探讨隧道明洞施工技术是非常必要的。
1工程概况
1.1线路概况
本文以孝山明洞工程为例，探讨隧道明洞施工技术。就该工程技术标准来看，为高速铁路双线，正线线间距为5.0m，高速铁路速度目标值为350km/h，初期运营速度300km/h，铁路最大坡度一般为20‰，最大时为30‰，一般最小曲线半径为7000m，特殊条件下为5500m，引入枢纽地段根据路段设计速度选择适宜的曲线半径。该工程起止里程为DK96+387~ DK97+337，全长950米。自进口至DK96+751.78段301.78m位于R=11000m右偏曲线，其余地段位于直线上，明洞内铺设无砟轨道，轨道结构高度为515mm。进口至DK97+200段750m坡度为-25‰，DK97+200至出口段165m坡度为-1‰。
1.2自然特征及工程特点
孝山明洞地处河南省禹州市塘村境内，系第四系上更新统冲积地层，岩性复杂，包括淤泥质土、粉砂、细砂、中砂、姜石土、钙质胶结层等。该明洞设计里程为DK96+387～DK97+337，全长950米，地势由小里程向大里程微倾，地面标高160～120m，相对高差达40m，路堑最大挖深12.4m、桩间土挖深10.5m，且多为膨胀土。
2隧道施工方案
隧道明洞施工中，结合工程项目特点，采取复合式衬砌结构开展施工操作，以超前预报系统做好地质勘探工作，准确把握不同类型围岩的具体特征，并采取适宜的钻爆设计施工方式，以推进隧道明洞施工的有序开展。在掘进、支护、衬砌等施工中，应规范施工工序，结合围岩等级科学采取施工方法，一般情况下，以上下台阶法配合主洞单侧壁导洞法对V级围岩进行施工，以全断面法配合主洞环形开挖留核心土法对IV级围岩进行施工，以全断面法配合上下台阶法对III级围岩进行施工，通过此种方式加强隧道明洞施工质量控制。
3隧道明洞施工技术
为加强对到明洞施工质量控制，降低安全隐患，可采取套拱明洞施工方法，有效控制洞顶填土，为洞顶渡槽施工提供极大便利，且所形成的山体扰动相对较小，降低对环境的不利影响，施工操作难度较低，在推进隧道明洞施工安全开展的同时，便于加强工程成本与施工进度控制，因而隧道明洞施工技术具有良好的应用价值。
3.1洞口及明洞施工方法
在洞口及明洞施工中，应结合工程项目特点及地形条件做好洞口边仰坡截水沟的开挖施工，控制好其与侧坡边缘之间的距离，最好在5m以上，且沟底纵坡不可低于3%，以对地表水进行有效截排。在明洞及仰坡开挖施工中，应坚实由外向内的原则，分层分段开展施工操作，以标准规格的挖掘机对土方和强风化岩进行挖装，通过机器与人工相配合的方式做好仰坡开挖面的处理，及时对开挖坡面进行封闭防护，一旦坡面长时间暴露极易出现坡面坍塌问题，影响洞口及明洞施工质量，甚至埋下安全隐患。待边阳坡开挖后，应及时开展洞口套拱施工，结合洞口平曲线角度，控制好超前长管棚的伸入距离，切不可侵入隧道开挖界限内，以免影响开挖施工。隧道洞口段施工示意图如图1所示。
图1 隧道洞口段施工示意图
3.2洞身段开挖施工
为加强洞身段开挖施工质量控制，应结合隧道明洞工程项目特征出发，规范做好现场放样操作，依据设计图纸放出边坡开挖边线，并标记清晰。为推进洞身段开挖施工的高效开展，应做好排水设施，完善排水系统，从而为施工顺畅排水提供便利。在洞身段开挖施工过程中，应掌握正确的施工工序，坚持阶梯掘进的原则开挖土方，规范运土、排水、挖掘与防护等相关施工操作，确保开挖施工的顺利进行。待抗滑桩施工完成后，进行第二次土方开挖，控制好纵向分段长度，一般通过人工开挖与机械开挖相互配合的方式，以保证土方开挖效果满足工程标准。应当注意的是，在洞身段开挖施工中，应严格控制好标高及开挖深度，做好原状土预留工作，待开挖完成后检测地基承载力，确保其不低于180KPa，上报验收后方可开展下一步施工操作。
4套拱施工技术
套拱施工时应控制好切坡，管棚施工完成之前不可进行扩挖，以免影响施工质量。结合套拱施工具体情况，可在管棚施工中适当增强临时支撑，以增强套拱的稳定性，减少不必要的沉降。待套拱施工完成后，以潜孔钻开展钻孔施工，控制好钻孔深度与外插角，一般情况下，沿孔口进行钻孔时，外插角在0.5-1°之间，结合本工程项目特点，钻孔深度孔位为25m。为保证管棚支护整体效果，应尽可能避免割管，待成孔后，将风管插入孔底部，在高压风作用下吹净孔内残渣，为后续插管施工操作的顺利进行打下良好基础。在插管施工中，钢管接长材料往往会对插管效果产生一定影响，为加强施工质量控制，一般以热轧无缝钢管作为接长材料，其壁厚为5mm，外径为φ102mm，并且接长的热轧无缝钢管每节不超出20cm，以免影响钢管接长效果。注浆施工也是隧道明洞套拱施工中的重要环节，以压浆泵作为主要压浆设备，以标准规格的纯水泥浆液作为施工材料开展注浆施工，结合本工程项目特点及以往工程实践经验进行分析，将本次注浆施工水泥浆水灰比控制为1:1，并做好初压与终压的压力控制，初压压力在0.5-1.0MPa之间，终压压力在2.0-2.5MPa之间。
结语
通过以上研究可知，隧道明洞施工难度较大，为保证隧道明洞施工的安全顺利进行，应全面把握工程项目特征，结合地质条件及施工环境开展综合分析，选取科学且适宜的隧道明洞施工方式，规范施工操作，从细节入手加强隧道明洞施工质量管理与控制，降低隧道明洞工程施工中的安全隐患，不断积累施工经验，为同类隧道明洞施工提供借鉴。
参考文献:
[1] 庄志凌. 箱式明洞的计算分析与设计要点[J]. 福建交通科技. 2015(02)
[2] 孙春英,申志军. 武康增建二线铁路王家沟隧道明洞半明半暗开挖技术[J]. 岩土工程界. 2014(01)
[3] 易定达. 隧道洞口明洞段防排水技术的探讨[J]. 山西建筑. 2014(11)
[4] 葛立新. 某城市公路隧道明洞边/仰坡支护工程施工技术[J]. 科技情报开发与经济. 2014(11)
论文作者:张硕
论文发表刊物:《防护工程》2018年第2期
论文发表时间:2018/5/30
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