摘要：随着国民经济的飞速发展，我国公路工程交通事业正迈入一个新台阶，沿海发达地区的高速公路市场日趋饱和，在建项目大多为新建或改扩建。而在我国西部，高速公路项目蓬勃发展，既顺应了我国西部大开发发展的战略目标，同时建设发达的交通运输网也为目前的国防事业提供了可靠保障。而山区高速公路受地形限制，高桥隧比成为目前山区高速最为普遍的一大特征，且部分隧道洞口处在地势陡峭严峻的山腰上，周围地质条件复杂，使高速公路在建设施工期间存在极大困难，也增加了运营期间的安全风险。本文主要探索处在高山峡谷条件下隧道如何实现顺利进洞的施工技术，充分利用施工现场地形地质条件，研究隧道反向出洞的施工技术，减少施工难度与风险，加快隧道施工建设。
关键词：山区高速；桥隧比；反向出洞；隧道施工
1引言
随着我国山区高速公路的快速发展，高山峡谷隧道进洞难，是阻碍隧道建设进度最重要的因素，隧道进口受地形地质条件的限制，往往施工便道难以接通洞口部位，且洞口高边仰坡施工工期较长，严重制约隧道洞身施工进度。
本文结合建元高速陡岩村隧道进口段的实际地形地质条件，提出了一个较新颖的解决隧道进洞难的方法。不仅加快了隧道洞身开挖施工进度，保证了隧道进口施工与洞挖同步进行，同时加强了边仰坡施工质量，为隧道的安全运营提供了可靠保障。
2工程概况
陡岩村隧道属于分离式隧道设计，左线进口端承担1335米施工任务；右线进口端承担1341米施工任务。进洞施工主要难点：（1）隧道进口地形十分陡峻，几乎是垂直坡面，根据地质资料显示为中等风化岩体，岩体较破碎。按照设计坡率1:0.3开挖，安全风险极大。（2）洞口为桥隧相连，洞门施工平台仅6m（含桥台结构物），即便是在桥台施工完成后再进行洞门工程施工，平台宽度也不能满足隧道洞挖施工期间的运输条件。（3）洞口下方裸露岩体为倒坡，岩体较破碎，目前整体暂时稳定，但施工期间重车运输对该部位岩体的稳定性影响情况未知。
图1 隧道洞口地形
图2 隧道进口效果图
3隧道进洞方案设计
根据施工现场实际情况，我部建议设计增设施工横洞，解决隧道进洞施工难的问题，施工横洞洞口拟位于陡岩村隧道左线桩号ZK59+582.4左侧约93m处，横洞采取曲线形式正交进入主洞，横洞全长125.19m，进入隧道左线ZK59+660处与主洞交叉。采取施工横洞进洞施工后，洞口仰坡从坡顶逐层开挖支护到底，降低了高边坡的施工风险和影响，消除了重车通行对下伏岩体存在的安全隐患，避免了隧道洞口施工平台不足的问题。横洞平面布置如下图：
图3 横洞平面设计
图4 横洞洞口施工
3.1横洞进主动挑顶施工技术
遵循新奥法原理，采用导洞挑顶法施工，主要施工工序为：横洞施工→横洞进洞托梁施工→主洞挑顶施工→横洞出洞托梁施工→主洞拱架初支施工→主洞双向扩挖［1］。
(1)交叉口处横洞拱架：主洞拱架轮廓线处横洞小桩号方向并列2榀横洞I20a型钢架（密贴）。
(2)托梁支撑：交叉口处2榀并列的横洞钢拱架两边外侧对应位置（密贴）并列立2排2榀I20a钢拱架。
(3)托梁：托梁钢拱架置于横洞并列钢拱架顶部且横洞钢拱架焊接，采用并列焊接2榀I20a钢拱架。
(4)横洞钢拱架拱顶与托梁焊接；托梁支撑顶部与托梁先用螺栓连接后焊接；主洞拱架与横梁先采用钢板连接后焊接。
(5)交叉口处挑顶导洞以12度向上沿主洞开挖轮廓线开挖；每次开挖出渣后先进行初喷及临时支护，主洞拱架紧跟完成初支后进入下一循环。
图5 施工横洞与主洞交叉口托梁设置
3.2小导洞出洞施工技术
因本隧道洞口无法正常形成施工平台，不具备超前大管棚和洞开开挖条件。因此，拟采用从横洞进主洞后，反向向洞口开挖掘进，根据围岩变形监测数据，在距离洞口30m时选择合适的小导洞+双层超前小导管+临时支护的形式［2］，从洞内顺利开挖到达洞口。
图6 双层小导管支护示意图
(1)首先确定单侧壁导洞范围，导洞宽度5m，高度6m，满足小型挖机作业与材料运输要求。
(2)按照双层小导管布置图对导洞顶拱135°范围进行超前支护，小导管搭接长度不小于1m，下层小导管仰角5°~10°，上层小导管仰角30°~35°，保证导洞顶拱1.5m范围内注浆密实。
(3)确定循环开挖步距，根据设计围岩级别与近期变形监测数据，小导洞单次开挖进尺不超过60cm（按照单榀拱架间距控制），临时仰拱与掌子面距离不超过10m，开挖遵循“管超前、浆严注、短进尺、少扰动、强支护、快加固、早成环、勤测量”的原则。
(4)小导洞出洞段采取小导管加密措施，环向间距加密为30cm，并在距离洞口5m处将临时仰拱紧跟掌子面，保证洞身稳定性。
(5)小导洞完成贯通后，利用小导洞将管棚、钻机等洞口超前支护的机械材料运输至作业面，开始进洞超前支护施工，完成管棚超前支护后，再从洞内30m处按照台阶法开挖至洞口，即完成整个隧道进洞。
(6)右洞通过2#横洞进入，主要出洞施工方法参照左洞即可。
4施工监控量测及超前预报
本项目通过监控量测了解各施工阶段地层与支护结构的动态变化，把握施工过程中结构所处的安全状态，判断围岩稳定性和临时支护的可靠性。主要监测项目包括：
(1)洞口地表下沉测量
在隧道洞口地段埋设断面。每断面至少布置11个测点，隧道中线附近密些，远离中线处疏些。测点应在开挖形成的下沉之前埋设，一直测到下沉稳定。
(2)横洞进主洞拱顶下沉监测
根据收敛位移量、收敛速度、断面的变形形态；判断围岩的稳定性、支护的设计施工是否妥当。在横洞与主洞交叉区域、小导洞段围岩每5m布置一个。
(3)超前地质预报
为获取准确的地质情况，小导洞施工过程中应加密超前地质预报频率，出洞10m范围内采取超前地质钻孔，及时分析围岩稳定性，调整支护参数，并在完成小导管注浆后采用超声检测注浆密实性，确保出洞开挖的安全。
5结语
图7 隧道完成反向出洞和边仰坡支护
通过施工过程中对围岩的变形监测，再通过变形监测数据调整优化施工工艺，使得隧道在开工三个月后顺利实现了反向出洞，与洞口边仰坡分层开挖支护同步至洞口范围，大大缩短了施工工期，目前隧道已进入施工高峰期，各进度节点均满足总体要求，通过增加横洞和反向出洞技术，保证隧道贯通节点得以实现。为今后类似工程提供了宝贵的施工经验。
参考文献
［1］徐青 王广宏 牛刚 陈建，《软岩隧道横洞与正洞交叉口段施工方案比选》（隧道建设2010年2期）.
［2］刘全，《浅谈隧道浅埋段施工方法》(建筑工程技术与设计，2014年34期).
论文作者:李念慈1,李敏2
论文发表刊物:《基层建设》2019年第20期
论文发表时间:2019/9/21
标签：隧道论文; 洞口论文; 围岩论文; 超前论文; 导管论文; 出洞论文; 地质论文; 《基层建设》2019年第20期论文;