摘要：高铁隧道的洞口段施工在整个隧道工程中的作用非常关键，直接影响到整体的工程质量。但传统进洞方法不仅需要拉槽刷坡，还会对环境产生一定的影响，不符合现代施工可持续发展的理念。因此在保障安全的前提下，如何针对洞门施工与进洞施工方面进行技术研究，并分析不同支护结构的稳定性与受力特征，有利于为今后的施工技术应用提供参考和借鉴。
关键词：高铁隧道；零刷坡；安全进洞施工技术
0.引言
从实际的工程特征来看，隧道洞口一般位于强风化岩体、岩堆等软弱岩体当中，且洞口段伴有浅埋偏压等不良地质，传统的隧道开挖不仅会影响到山体原有平衡，产生安全问题，还会导致支护结构的变形，直接影响到工期。因此，对于隧道施工来说，进洞问题无疑成为了研究重点。
1.隧道进洞技术分析
洞门是隧道与外界环境相连接的部分，主要目的安置于保持边坡、仰坡的稳定性和洞口线路的安全性能。所以，洞门不仅有结构方面的要求，还需要具备一定的抗倾覆稳定性，这也说明洞门结构与进洞施工技术需要进行进一步规划。
1.1 洞口选择
一般情况下隧道洞口的确定应该结合区域内的工程地质与水文条件基础之上，避免一些严重的不良地质地段，例如泥石流、危险落石阶段等。在隧道设计选线环节，地质条件欠佳的前提下特长的隧道区域应该合理地控制好路线走向，避免不良地质地段。此外，除了基本的线路技术经济指标之外还需要考虑到隧道进洞时的洞口选择。对于一些高铁隧道的洞口，还应该考虑到人防要求、洞口防护等。受到地形的影响，隧道洞口的位置一般可以分为几种不同的类型，包括坡面斜交型、坡面平行等。在一些不良气象条件之下还应避免各类地质灾害的出现。
1.2 洞口段施工
隧道洞口段一般围岩较差，难以形成承载拱，所以支护结构需要承担较大的压力，相对于隧道洞口平面要求，其支护结构要求普遍较高。按照《公路隧道施工规范》（JTG F60-2009）的相关要求，需要对洞口段施工方面的常见问题进行分析。例如洞口区域即便在围岩条件较好的前提下也会有崩塌落石的风险，此时可以先喷射混凝土，再设置地表锚杆等手段。
1.3 边仰坡防护
洞口段开挖时可能会影响到山体的自然平衡，进洞施工时的边仰坡变形程度会明显提升，支护结构的受力状态也存在问题[1]。以坡面平行型边坡为例，还应该防止隧道支护结构受到地形偏压而产生不对称荷载的剥落病害等。通常情况下的防护措施包括混凝土喷射与钢筋网布设等。如基岩存在滑动面，可设置抗滑挡墙与偏压挡墙，配合锚喷支护与地表锚杆等，增加仰坡的稳定性。
2.进洞技术应用原则
洞口施工技术前需要按照文件设计的要求展开地质条件勘察，针对遇到的地址问题进行研究，制定有效预案，根据隧道洞门结构形式、洞口的地形标高和自然坡度，详细计算出洞口边仰坡最小开挖边线的坐标和各桩中心坐标，保障施工过程的稳定性与有效性。考虑到边坡的破碎程度，需要采取非破坏原则，确定进洞位置，然后做好边仰坡排水系统，避免边坡遇水软化出现失稳现象。对于明洞基坑，可采用大型机械设备来进行分层开挖，避免长期间的基坑暴露出现的各类质量缺陷。需注意的问题在于隧道进洞技术与CD法的原理之间略有区别，洞口段施工相对而言不需过分强调围岩的承载能力即可维持支护结构安全。
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3.进洞技术分析
3.1 斜交进洞
斜交进洞是以一定角度的相交进洞方法来进行施工，隧道轴线与地面等高线交角在不大于60°时可以被视为斜交进洞法。考虑到地质原因产生的影响，斜交进洞可能存在偏压，按照偏压强度的不同可以采取不同的洞口支护方案，例如加大拱脚等。如果边坡围岩条件较好，则可以考虑使用强支护配合回填进洞。该隧道施工的技术要点在于斜交区域的开挖，然后铺设钢筋网，并喷射混凝土封闭岩面。隧道进口处顺应山体结构，并延长明洞，减少施工可能出现的各类风险[2]。
3.2 正交进洞
正交进洞表现为隧道轴线与地面等高线以大角度相交进洞，相比于斜交进洞可以避免刷坡问题，施工难度也比较简便，包含前置式洞口发、套拱进洞法等。在进洞技术的选择方面需要结合地质条件所决定。当地面仰坡程度较为陡峭时可以选择贴壁进洞，将坡面杂物清除后施工小导管配合钢拱架进洞。防止，如坡面高度较为平缓，可以选择护拱与单层小导管进洞，更加灵活，可以在围岩破碎的前提下具有良好的实用性。具体来看，还需做好截排水沟，并钻孔安装导管，做好注浆与质量检测工作。此外还可以考虑大管棚的使用，其强度较高，支护距离长，对于围岩变形的控制能力较好。
3.3 特殊地形进洞方式
特殊地形的进洞技术可以从几个不同方面展开分析。以常见的回填暗挖进洞技术为例，如果高铁隧道选择山底外侧，地面两侧横坡较陡峭时，可以考虑将覆盖薄弱的环节区域回填不同厚度的水泥土与其它材料，并视实际情况决定是否施加挡土墙或是在地表注浆，进洞技术的选择方面可以选择套拱进入方式。总体来看，进洞时的技术选择根据隧道条件而采取不同的工程措施。
另外，当地质条件恶劣时，如偏压、特殊岩土等，这些区域的地质程度复发，除了基本的工程技术问题外还需要考虑一些突发性的环境问题与地质灾害。对于类似的隧道施工，可以综合应用预支护方案辅助进洞[3]。
3.4 虚拟进洞
虚拟进洞可以被称为前置式洞口法，改方法并不直接开挖山脚土体，并采用两侧开槽作工字钢拱架，然后浇筑混凝土形成衬砌，回填后在临时衬砌之内暗挖施工。从工序来分析，完善排水系统是首要工作，然后做好仰坡的开挖。考虑到开挖强度较低，为了避免大型机械设备使用出现的机械扰动，多选择人工开挖。之后模拟洞门区域衬砌模板固定后做好混凝土浇筑和后续养护，最后铺设防水层与衬砌施工。总体来看，整个隧道进洞技术的使用需重点考虑对于地质的影响，包括结构受力与零刷坡进洞等多个方面。
4.结语
从现有的隧道进洞技术上可以看出，零开挖、零刷坡理念出现之后，山体开挖情况得到了有效控制，其工程意义更加显著，施工安全得到了明显提升。总体来看，零刷坡更偏向于工程应用，在这种理念的引导之下，施工方可以视工程要求合理选择安全进洞方式。在今后施工环节中，还应该结合技术的基本理念与技术要求确定最佳施工工序流程，结合实际要求形成完整的技术体系，例如进洞技术的洞门结构、受力变形情况的分析等。
参考文献：
[1]刘一君.隧道在高地质风险条件下安全进洞问题研究[J].交通世界，2018（18）：74-75+77.
[2]许志城.桩基础导向墙长管棚联合支护技术在软弱围岩隧道进洞施工中的应用[J].施工技术，2017，46（S1）：729-732.
[3]邱渐根，张树才，宿志强，等.合福铁路安徽段隧道进洞施工及技术管理[J].中国铁路，2016（07）：37-41.
论文作者:徐涛
论文发表刊物:《基层建设》2019年第6期
论文发表时间:2019/4/19
标签：进洞论文; 隧道论文; 洞口论文; 围岩论文; 技术论文; 偏压论文; 地质论文; 《基层建设》2019年第6期论文;