公路隧道工程进洞施工探讨.pdf

２０１５年第１３期（总第１６６期）江西建材交通工程公路隧道工程进洞施工探讨■郑亚辉■福建省第一公路工程公司，福建泉州３６２０００摘要：山区地形、地质复杂多变对隧道进洞施工造成难度极为突出，隧道洞口明洞，右洞进口设置长１５ｍ普通明洞。实际地质情况、地形地貌与设计阶段提供的资料差异会经常遇到，本文在光阳隧道进口施工前，对洞口段纵、横断面地面线进行复测，调结合漳州漳永高速公路Ａ３合同段隧道工程进洞施工实例，介绍了进洞查实际地质情况及周围环境后，发现实际情况与图纸存在的差异，经各施工方案的选择、施工过程出现的问题及防治措施。方讨论优化设计方案如下：①左线进口端采用端墙式洞门改为削竹式关键词：隧道进洞施工方法成因分析防治措施洞门，长１４ｍ偏压明洞改为长１９ｍ普通明洞，优化后左右线洞口工程整体协调美观（见图１），同时减少了工程造价；②右线进口端明、暗交近年来，随着福建省高速公路建设的蓬勃发展，隧道在山区公路工接点位置由Ｋ１５＋５０６调整为Ｋ１５＋５０３，明洞长度保持不变，暗洞增长程中所占的比例也越来越高，漳州漳永高速公路Ａ３合同段内共设有隧３米，明、暗交接点调整后减少边仰坡开挖高度，保护了周边生态，实现道２５座，１０个隧道洞口工程，隧道总长４７７０５２ｍ，单洞净跨１０２５ｍ，高速公路洞口工程与自然环境相和谐。净高５ｍ，单向双车道。由于山区地形、地质复杂多变对隧道进洞施工造成难度极为突出。下面结合漳州漳永高速公路Ａ３合同段隧道工程设计及施工的情况，介绍了隧道进洞施工方案的选择、施工过程出现的问题及防治措施，工程得到顺利有序实施。１隧道进洞施工方案选择原则隧道洞口工程应严禁大开大挖明挖方案，在地形较为平坦、地质条件较好的情况下，积极推广“零开挖”进洞理念，努力保护了周边生态，实现高速公路洞口工程与自然环境相和谐，又较好节约工程造价；在地形复杂、斜交偏压严重的隧道洞口开挖坚持以“最大限度的保护，最小程度的破坏，最强力度的恢复”为原则。其隧道进洞施工方案选择前应认真做好以下五点：（１）施工前对洞口段纵、横断面地面线复测，调查实际地质情况及周围环境；（２）认真研究图纸，与实际复测的地面线、调查实际地质情况及周围环境情况等进行对比、分析后，找出与图纸存在的差异，尽可能列出进洞施工的不利因素；（３）根据纵、横断面地面线复测结果拟确定明、暗交接点位置，与图纸对比若需调整明、暗交接点位置，图２调整后洞口位置示意图必须提出变更意向，申请调整明、暗交接点位置变化、截水沟位置变化、３隧道进洞施工方法边仰坡防护、隧道洞口段前超辅助措施及支护参数等事宜；（４）结合现以往隧道施工中，为保证洞口有足够的覆盖层厚度使洞口边仰坡场实际情况编制隧道进洞专项施工方案，组织施工方案评审，明确隧道产生大范围开挖（拉槽），而漳州漳永高速公路Ａ３合同段隧道工程采进洞施工方案；（５）洞口与明洞工程施工。明确隧道进洞施工方案→测用了隧道“零开挖”进洞施工，遵循“早进晚出”的原则，根据实际地面量放样→保护暗洞上方植被→洞顶截水沟砌筑（截水沟以内植被禁止线确定明暗洞交接点，在明暗交接点外不开挖山脚土体的情况，采用两砍伐破坏）→洞口开挖（必须先对地表加固、井点降水等综合治理）→侧开槽沿纵向方向施作三榀Ｉ２０ｂ环形钢拱架，逐渐靠向山体明暗洞交边仰坡及成洞面临时防护（二衬台车进场）→洞口地表观测→洞口套接点使套拱嵌入山体至少３０ｃｍ左右（可设为异套拱），在钢拱架上预拱、管棚等辅助进洞措施施工→明洞基础及洞口段路基硬化→明洞模设长管棚导向管（地质复杂段增设导向管做为备用孔），浇注混凝土封筑衬砌→明洞防排水施工→明洞回填→洞身开挖支护和洞门施工（洞闭钢拱架形成套拱衬砌，再施作超前大管棚作为洞口段超前支护，管棚口地质情况相对较好的隧道，可先进暗洞，由内向外施作洞口明洞模筑施工完毕后，再进行明洞衬砌及隧道进洞开挖支护施工。衬砌）。４光阳隧道出口施工过程中出现的主要问题及防治措施２工程实例光阳隧道出口属剥漳州漳永高速公路光阳隧道右洞起讫桩号ＹＫ１５＋４９１～ＹＫ１７＋蚀区丘陵地貌，地表竹０５２、左洞起讫桩号ＺＫ１５＋５０１～ＺＫ１７＋０５２，隧道进口左右线平面设计林等植被茂盛，地形起线间距为１７１６ｍ，为８０ｋｍ／ｈ分离式双洞隧道，隧道衬砌结构净空为伏变化一般，山体较圆７０１０９２米，限界净宽：１０２５ｍ，净高：５ｍ。缓，天然山体坡度约为隧道进口端洞口段２５°～３０°，洞口隧道埋山坡自然坡为陡坡地深约为２～２８ｍ。洞口段，山坡坡度大约为围岩遇到含有大量孤石ＯＯ３０～４２，坡体现状整的花岗岩残坡积层，孤体较稳定，岩性主要为石无序堆叠（见图３）。第四系残坡积土及全风图３洞口边仰受雨水冲刷后裸露的孤石同时地下水位较高，地化、强风化花岗岩，岩体下水丰富，对进洞施工造成很大的困难，使施工过程中出现了下列问题破碎，松散结构，局部少及处理措施：量围岩为中风化，地下４．１成因分析水水量中等，呈点滴状图１调整后洞口工程与自然环境相和谐（１）在地下水的作用下，土体吸水后易膨胀、软化，强度急剧降低，出水。右洞洞口横坡相自稳性下降，边仰坡开挖后易失稳坍塌，且套拱、明洞及隧底地基承载对较为平缓，而左洞洞口横坡较陡，存在偏压现象，其中隧道左线进口力不足。（２）洞口属于浅埋段，洞顶覆土层薄，围岩软弱，自稳能力差，端采用端墙式洞门，右线进口端削竹式洞门，左洞进口设置长１４ｍ偏压在孤石作用下，洞口及洞内施工时隧顶覆盖层的土体（下转第１６３页）·１６０· ３．２材料运输质量控制设钢筋网格，以限制裂缝发生。材料的运输过程中，容易和其他物体接触，从而使材料被污染。用３．３２接缝的处理料车的轮胎以及车槽是材料的主要接触物。因而必须保证用料测轮胎对接缝处的处理直接影响路面的平整度，对于采用不同铺设方法和车槽的清洁。可按排工作人员定期清洗车轮，并在车槽表面涂１∶３的路面应选择与之匹配的接缝处理方法。接缝的处理一定要达到连接混合油水，并铺盖油毡布。运输车辆的停放应距离摊铺机３０ｃｍ左右，平顺和紧密，采用３ｍ长得直尺检查处理后的接缝平整度。当采用热接避免感染和碰撞摊铺机。缝处理时，需在接缝两侧预留１０～２０ｃｍ的宽度不进行碾压施工。相邻３．３路面检测摊铺层的接缝应该错开，错开距离不应小于１５ｃｍ。两半幅碾压时应该沥青混凝土路面施工过程中进行必要的检测，可以随时掌握施工有５～１０ｃｍ的重叠。对于预留的横向施工缝，应采用垂直的平接缝。中的情况，发现异常可以及时处理，保证成型后的路面满足设计和质量对于厚度不足的断层处，需要进行适当的处理，可采用切割机割除，清要求。可以通过平整度仪或６ｍ的铝合金尺干的方法检测里面的平整理割槽，待其干燥后涂油，在进行压实所需厚度的沥青混凝土。度。以２０ｍ为一个断面，采用弯沉仪测定弯沉值。通过现场钻芯取样，４结语在实验室采用马歇尔实现等试验方法测试沥青混凝土压实的密实度，沥青混凝土施工质量控制十分复杂，只有从施工准备的各个环节并可以进行分析路面内部力学性能。在施工过程中合理调节摊铺机的到施工过程中的每个施工工序都进行严格的把控，才能全面的把握整传料器可避免产生离析现象。保证路面基层的强度、混合料的合理级个路面品质把控。材料的选取及存放等施工准备阶段的控制对整个质配比和压路机工作的启停速度应缓慢进行，以防造成路面局部松散、沥量把控活动起着先决作用，施工环节的严格要求是保证施工质量的关青混凝土推移和局部隆起等缺陷。键环节。只有从道路工程施工的每个环节出发，全面把握各种因素，才３．３１基层裂缝的处理能保证沥青混凝土路面的施工质量。当基层表面出现裂缝时，应及时采用合理的处理措施，以免对沥青混凝土的铺设造成质量问题。对于纵向间距大于１０ｍ的裂缝，必须进行及时的处理，以裂缝为中心在宽度１５ｍ的范围内清扫裂缝，采用喷参考文献２洒ＰＣ－２乳化０３ｋｇ／ｍ封缝。然后在基层上的裂缝铺设玻纤格栅并［１］中华人民兵和国交通部行业标准．公路工程技术标准（ＪＴＧＢ０１－固定。对于纵向间距小于１０ｍ的裂缝，需要返工处理。特别严重的基２００３）．北京：人民交通出版社，２００４．层纵向裂缝，必须交由业主组织会议讨论。在路基不再发生不均匀沉［２］中华人民共和国交通部行业标准．公路工程质量检验评定标准降使裂缝扩大的基础上，对基层和底基层进行返工，并需要在基层处铺（ＪＴＧＦ８０／１－２００４）．北京：人民交通出版社，２００４．檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪（上接第１６０页）扰动很快影响地表，地表发生下沉及开裂。从而地表５结语水的渗入和流动加剧了土体的软化流失。（３）球状风化孤石周边地层通过漳州漳永高速公路Ａ３合同段隧道工程进洞施工，得到以下几松散，在安装长管棚钢管时，土体内孤石易移动下沉产生管棚孔位偏点经验：（１）准确的地质勘察资料是科学选择合理进洞方案的基础；离，导致钢管顶进的长度不足。（４）由于花岗岩残积土富水饱和，管棚、（２）对进洞施工方案的比选，要结合工程实际，因地制宜；（３）施工过程地表等注浆加固达不到要求。中要加强观察、监测，发现方案不合理及时调整，确保隧道进洞施工安４．２防治措施全，以免影响工期；（４）严格按照规范施工，谨防由于工程施工引发崩（１）排水措施，山体设井点降水和山体平孔排水，同时做好洞顶边塌、滑坡等新的地质灾害；（５）对特殊地质情况应选择有施工过类似工仰坡地表水的排放措施。（２）在做好排水措施的情况下，对洞口段围岩程的作业人员及管理人员极为重要。采用地表注浆预加固措施。（３）在套拱施工时，增设管棚导向管备用孔，当管棚钢管无法顶进时，可利用备用孔进行重新施工。并适当加大参考文献管棚钻孔孔径，便于钢管安装。（４）为仰制边仰坡的位移变形，先实施［１］ＪＴＣＦ６０－２００９公路隧道施工技术规范．明洞再进洞施工，同时地基承载力不足采用钢管注浆处理。［２］高速公路施工标准化技术指南（隧道工程）．檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪（上接第１６１页）混凝土模具加工中应尽可能增大断面上的各种转角角体。通过严格控制原材料、配合比以及生产工艺，可以保证管片混凝土度，采用倒角或者圆角。本体不发生渗漏。通过设置两道防水密封垫，其中外侧采用三元乙丙５施工养护制度和遇水膨胀橡胶复合防水密封垫，可以提高跨海区段海底盾构隧道的规范１要求，大掺量矿物掺合料混凝土应加湿养护至不低于２８ｄ防水密封可靠性。标准强度的５０％，且不少于７ｄ；加湿养护结束后继续保湿养护至不低８结语于２８ｄ标准强度的７０％。规范２中对预制构件蒸养工艺提出了要求，以上建议基于国家标准、规范的要求以及既往工程经验，在获得试蒸汽养护升、降温速度≤１０℃／ｈ。验研究成果后可能会有所完善和细化。对隧道内外侧腐蚀环境的评价６腐蚀监测和防腐蚀维护预留和建议仅是通过设计阶段在钻孔中所取地下水水质分析结果和预计的按照规范１和规范２中关于腐蚀监测和维护的相关要求，预埋混内侧环境进行的，实际情况可能会有所偏差，应注意后期环境资料的观凝土腐蚀开始状态测量、腐蚀程度测量、电阻率测量等腐蚀监控探头，测，以对设计参数进行适当的修正。必要时可选用无线传输设备，便于远程监控；预埋外加电流的相关接线，为后续附加外加电流提供方便；也可以直接考虑在管片的内、外侧参考文献面或保护层内布置辅助阳极的附加外加电流阴极保护措施，实现可以［１］混凝土结构耐久性设计规范ＧＢ５０４７６－２００８．全寿命外加电流保护。在工程建成后，定期检测内部环境，据此就能更［２］铁路混凝土结构耐久性设计规范ＴＢ１０００５－２０１０．确切实际地判断该盾构衬砌混凝土结构环境的侵蚀情况。［３］毛保华．城市轨道交通规划与设计［Ｍ］．人民交通出版社，２００６，３．７其他要求跨海区段盾构隧道的防水密封依赖于防水密封垫和管片混凝土本·１６３·