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摘要：结合隧道偏压进洞施工，介绍了浅埋偏压大断面隧道半明半暗进洞施工特点、施工顺序以及施工过程中采取的措施。与传统先反压回填再进洞施工方法比较，半明半暗预支护施工工艺具有安全、稳定、快速进洞施工的优点，对类似浅埋偏压隧道施工具有一定的指导意义。
关键词：隧道施工；浅埋偏压；半明半暗
1前言
近年来，随着我国高速铁路的飞跃发展，高速铁路隧道施工的安全控制技术不容忽视。作为我国交通工程的重要组成，高速铁路隧道的建设具有较大的意义。但是基于隧道在施工中较为特殊的特性，需要对不确定的施工环境和地质问题进行考察及处理，在施工中可能出现的问题要提前做好应急措施，这样才能确保隧道工程的顺利进行，以此确保工程的最终质量。但是在目前的情况来看，隧道工程在施工中其安全管理并不理想，存在着较多的隐患，若对其不给予重视，就会出现更为严重的后果。因此，在隧道施工中如何做好安全管理工作成为了相关人员所面对的主要研究课题。
2隧道施工相关概述
2.1隧道施工技术特点
通常来讲，隧道工程施工技术的特点主要分为以下几点：①在隧道工程施工中各个工序之间必须具备较高的衔接，并且施工作业要在较小的空间中进行，所以在确保施工作业的连续性中，要有较高的整体组织管理水平；②在隧道施工中会出现施工和设计差异大的状况，这是因为隧道内的地质条件尤为复杂，在施工中要依据地质的情况对设计方案进行整改；③隧道施工除了外饰和安装工程，其他所有工程都属于隐蔽的工程，因此其具有较大的隐蔽工程量；④最后，隧道施工要安全管理的要求较高，并且安全管理的难度较大。主要是隧道都是在洞内完成是的，洞中的情况复杂且安全隐患众多。并且合理的进行施工安全管理也是确保施工质量的一个重要保障。
2.2隧道施工安全管理的重要意义
隧道施工的技术要求较高，并且在是中需要防范的安全隐患也较多。如果在隧道工程施工中出现一些不可避免的安全因素，若不能对其及时的解决，施工人员的情绪会受到较大的影响，还会造成隧道工程的经济效益受到损失，严重情况下还会造成社会的威胁，进而影响隧道工程的施工进度。对于施工企业来讲，做好安全管理的首要工作就是提升人员的思想意识，减少安全隐患的发生。隧道施工的安全管理是确保隧道施工顺利进行的关键点，对于隧道竣工后能否投入使用产生了重要影响。在施工过程中安全管理人员要对施工现场的具体情况进行勘察，对周围环境和气候进行分析，制定出符合实际的安全管理条例，在施工要求和具体的施工目标中将安全管理条例贯彻到各项的施工工序中，确保施工的顺利完成。
3“零扰动”进洞的工艺原理及特点
3.1工程概况
沪昆客专CKGZTJ－12标背阴坡隧道位于贵州省盘县两河乡沙沟村境内，隧道中心里程DK950+752．5，全长1429m。本隧道最大开挖净宽14．4m，净高9．08m，最大开挖断面约156m2，主要为Ⅲ、Ⅴ级围岩。隧道进出口段均位于陡倾脊梁山体上部，存在明显偏压现象，设计为单压式明洞及洞门结构。隧道进口端地形陡峭，无便道引入条件，出口端临近G320国道，交通运输便利，地形较为开阔，隧道由出口端组织独头反坡施工。该隧道出口设置明洞段DK951+467～DK951+440。明暗分界里程DK951+440，洞口段DK951+440～DK951+400段左侧部分无覆盖层，不具备成洞条件。设计偏压进洞处理方法为:先对表土层进行顺层清方，后利用水泥土反压回填的方式创造成洞条件，再对该段采用大管棚超前支护、CRD法或台阶法加临时仰拱的方法开挖进洞。
3.2工艺原理
半明半暗浅埋隧道“零扰动绿色进洞”开挖进洞方法主要是指:根据洞口处山体的地形地貌，确定最小刷坡线或尽量不刷坡;在确保山坡脚土体不被扰动的前提下，洞口范围两侧(或受偏压侧)开槽，在槽内施作工字钢拱架并浇筑砼，作为临时衬砌支护结构，创造进洞条件来保证安全快速进洞施工的一种方法。与传统的反压回填创造进洞条件再利用长管棚超前支护进洞，在洞口应力上有很大的区别，其纵向土压力大大减小，但洞口浅埋段长度增加了，对浅埋段的处理是此工法的关键因素之一。该法对隧道洞口的防护措施主要是按照分层、分段、自下而上、边防护边开挖的施工原则，以先墙后拱的顺序开挖，不扰动核心土体，施工临时衬砌支护，仰拱容易及早形成和快速封闭，缩短洞口段临时衬砌支护的成环周期，在临时衬砌支护闭合成环条件的防护下安全进洞施工。
3.3施工方法特点
(1)便于洞口开挖和洞身开挖工序转换，能尽快形成施工能力，有效缩短进洞时间。(2)先护后挖，开挖范围小，有利于洞口段的稳定，进洞安全有可靠的保证。(3)工程的防护和生态恢复工作量小，易形成“自然式”边坡，使隧道工程和大自然更加和谐。(4)为台车的加工、安装提供有效的时间和场地，大幅度减少施工干扰。(5)适用于洞口地质差、埋深浅、偏压明显的半明半暗隧道或对自然景观和生态环境要求高的软质围岩隧道进洞的施工。
4偏压隧道半明半暗进洞施工技术
4.1技术难点
本隧出口段DK951+440～DK951+400左侧洞身部分无覆盖层，在DK951+400右侧山坡体，背斜沟谷深切，地面坡脚呈55°～75°，相对高差约有30m，凹形山坡体常年积水冲击形成一条大的自然冲沟并穿越洞身。施工及运行期间的截排水措施应考虑对洞身安全防护是本法施工中一个重点。
4.2施工工艺流程(见图1)
图1：半明半暗进洞施工工艺流程
4.3施工方案
（1）测量放样
根据隧道洞口的设计结构形式、洞口的地形标高和自然坡度详细计算出洞口最小开挖边仰坡边线的坐标和各桩中心坐标。利用导线点控制测设方法，在地面上确定出边仰坡最小刷坡轮廓线，控制洞口边仰坡的开挖。
施作天沟
在明洞开挖之前，先施作天沟。由于坡面陡峭，天沟开挖前，采用人工清除树木杂草，用全站仪将洞口边仰坡开挖线放出，然后在边仰坡开挖线外5m外用白灰标出截水沟位置。在洞口开挖前按设计要求做好洞顶截水沟和地表防排水系统。截水沟采用从顶部往两侧人工开挖施工，沟身采用C25砼浇筑。
（3）边仰坡开挖
明洞采用采用机械(必要采取钻爆法)开挖方式从上向下分层开挖，边开挖边作防护，施工中避免机械(或爆破)施工对洞口的扰动。洞口和明洞段永久边仰坡采用C20砼嵌补防护。洞口和明洞段临时开挖坡面采用喷砼防护，喷砼厚度为8cm。明洞段明暗分界直立开挖面防护采用喷锚网防护。喷射C25砼厚度为10cm，钢筋网采用钢筋网，网格间距为25cm×25cm，开挖范围内锚杆采用纤维锚杆，锚杆长度6m，间距1．0m，其余范围内锚杆采用砂浆锚杆，锚杆长度8m，间距1．0m×1．0m。
（4）施作棚洞基础
当明洞开挖支护完成后，为了保证DK951+440～DK951+400段施工棚洞架立拱架基础承载力满足要求，减小沉降，对于本暗挖段左侧在W3强风化层基础上挖出宽度为1m，深度置于W3地层不小于50cm，纵向长度为40m的基坑，浇筑C20素砼对该段地基实施加固和找平处理。
（5）施作棚洞
当加固条形基础达到7．5MPa后，在此基础上架立I22工字钢拱架，间距为0．6m，棚洞拱架位置以保持与洞身开挖初期支护拱架间距为72cm为准，棚洞拱架纵向采用间距为钢筋连接，采用C20挂板喷射砼形成棚洞壳体。拱架上下与山体斜坡和条形砼基础要通过预埋钢筋焊接牢固，拱架连接山体端头采用42注浆锚管锁定。在DK951+400～DK951+404处有一冲沟，在该段施作棚洞时要对冲沟线路右侧开挖出平台，并用砼硬化基础，宽度为2m，厚度为50cm，在开挖冲沟过程中，将冲沟上游松散体进行清方，边坡设置为1∶1坡度，并采用锚网喷防护。为防止雨天积水冲击作业面，在冲沟隧道拱顶以上适当位置筑坝截水，布设管道将冲沟积水进行引排。为加强DK951+400～DK951+404处段棚洞与前后山体连接的整体性，在施作该段棚洞前，对该段山体前后沿线路方向在洞身拱部140°范围内打设双层超前注浆小导管，小导管长度为4．5m，间距为40cm，层距为30cm，上下两排错开布置，并与棚洞拱架焊接牢固。
（6）施作大管棚
对DK951+440～DK951+400段线路右侧具有覆盖层具备成洞条件的拱部部分采用108壁厚不小于6mm的钢管，间距为40cm，长度为40m，施作超前支护大管棚，共22根。大管棚施工时，应先施作导向墙，导向墙纵向长度为1m，大管棚采用管棚钻机钻孔，仰角控制在1°～2°左右。管棚注浆采用M30水泥浆液。
（7）反压回填
随着棚洞砼的浇筑向前推进，纵向每5m一回填。线路左侧回填采用土石回填，纵向设台阶分3次及时回填至设计高度和厚度，以平衡线路右侧偏压作用力，确保支护结构的稳定性。隧道仰拱轨顶面以下采用水泥土进行回填，轨顶面以上采用土石
回填密实。
（8）进洞开挖及支护
当棚洞和大管棚施作完成后，然后采用三台阶七步开挖法进行洞口段DK951+440～DK951+400段洞身开挖支护。开挖过程中每步开挖进尺不得超过1榀拱架的间距1．5倍，遵循开挖一榀，支护一榀的原则进行。拱架采用I22a工字钢，间距为0．6m，初期支护拱墙喷射C30耐腐蚀纤维砼。随着洞挖向前推进，纵向每2m及时灌筑棚洞砼，使得初期支护和棚洞及时形成整体受力骨架。
（9）监控量测
监控量测是隧道施工管理中的一个重要环节。其对隧道进洞过程中洞口段围岩支护体系的稳定性状态进行监控分析，是确保进洞施工及结构安全、指导施工顺序、便利施工管理的重要手段。施工过程中主要进行洞外观测、地表下沉、周边收敛、周边位移、拱顶下沉等量测工作，严格按照规范及设计要求的频次进行观察并将数据及时处理，按相应的管理等级进行施工管理。
（10）洞口段二衬施工
随着洞口段洞身开挖推进，根据洞口段地质条件和围岩变形观测数据分析结果，同时考虑到洞口沉降缝的位置、预留槽道位置、当空间上具备二衬条件，利用整体移动液压衬砌台车，可组织洞口段第一模二衬混凝土施工，进一步确保洞口明暗交界处边仰坡稳定。
5隧道施工之中质量管理的必要措施
5.1建立完善的材料采购制度
对于隧道施工的材料采购，应安排专门人员负责，并且从财务以及其他方面对这部分人员的工作进行监督。除此之外，还要重视供应商的审核，在签订正式的供应协议之前应审核供应商的相关文件，必要时还应到实地考察。在正式投入使用前，施工方还应进行必要的质量检测。总之，隧道施工的材料采购应遵循控制、定点和定量的原则，这样才能最大限度地降低施工材料对施工质量的影响。需要注意的是除了原材料的采购，为一线工人配备必要的防护设备也是相关施工单位应该认真落实到位的，因为隧道施工作业环境的特殊性，这些细节都能决定工程整体后期安全防护工作。
5.2重视施工的细节
要严格按照设计方案进行施工。在爆破时，要按照光面爆破设计布眼、装药，并在爆破完成后，及时检查爆破效果，根据实际情况进行修正，使其达到理想状态。此外，要努力提高锚喷支护结构的质量，定期检查锚杆的稳定性以及锚喷层的厚度，这样才能保证支护结构的稳定可靠。如果隧道施工过程中因为测量不准确出现超挖现象，要严格按照规定用高密度混凝土进行回填，并且及时观察这些区域的凝固状况。这些细节能够在一定程度上保证工程的质量，因此，在施工过程中应加强重视。
6安全防护工作的具体措施
6.1施工安全
要保证施工过程中的安全，一定要坚持“以地质状况为引导来调整施工措施”的原则，如果撑子面发生异常变化，要用相应的支护结构进行加固，而且要坚持先护顶后开挖的工作顺序，可以尝试采用超前小导管的加固方式进行注浆，这样也可以提高围岩的稳定性。另外，要加强对开挖面的测量，在开挖初期支护工作完成后，要通过相关仪器测量拱顶下降以及墙角和拱脚的收敛，在对这些数据进行详细的分析后就能发现其中的问题，再根据实际情况制定相关的补救措施。
6.2用电安全
用电安全的细则要严格按照“施工现场临时作业安全用电规范”的要求来进行，线路的搭建以及维护工作应由具备实际操作能力的电工来进行。而线路的连接一定要采用“三相五接”的连接方式，要保证线路绝缘材料的完好，如果需要架设线路，应严格限定其高度并架设在专门的电线杆上。
6.3爆炸品管理和使用安全
火工品或爆炸品的安全管理一定要严格按照相关标准进行，要有固定的存放区域并安排专人进行看管。要成立专门的爆炸作业施工队，选用非电起爆系统进行起爆，这样能将爆炸的震动降到最低。操作时，要严格控制炸药的用量，可以分多次起爆，但是要保证工程整体的质量不受影响，在起爆前要将爆炸区域周围的碎石进行清理，避免碎石飞起伤人。
7结束语
隧道施工是交通建设施工过程中的一个重点，因其作业难度复杂，要保证隧道工程整体的质量有一定的难度，但是完善好这部分工作，能够提高隧道工程的质量，进而推动国内交通行业的不断发展。本文对浅埋偏压隧道洞口的施工技术方案进行初步探索，主要阐述了半明半暗隧道洞顶截水沟，边仰坡开挖、支护，偏压挡墙施工，套拱及管棚施工，洞顶回填土等的施工方法。该隧道现已安全进洞，经实践证明，该施工技术方案切实可行，同时为此类隧道的洞口施工提供一定的参考。
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论文作者:石欢龙
论文发表刊物:《基层建设》2017年第13期
论文发表时间:2017/9/11
标签：隧道论文; 洞口论文; 偏压论文; 进洞论文; 施工技术论文; 间距论文; 围岩论文; 《基层建设》2017年第13期论文;