王清江

(重庆广播电视大学，重庆 401520)

0 引言

隧道洞口开挖施工是隧道工程施工的关键环节之一，洞口地段一般地质条件较差，岩层风化程度高，受地下水影响大，洞口埋深较浅，地形地貌复杂，洞口开挖施工易造成坍塌等问题，如洞口设计和施工方案不当，隧道将无法进洞。因此，隧道洞口边仰坡稳定直接关系着隧道施工的工期和效益。隧道洞口施工方案选取需考虑的关键因素是施工中如何减少对山体扰动和影响，确保洞口山体原有的稳定状态。进洞方案的确定，在对洞口围岩地质条件、地下水形态、地貌特征等自然条件认真分析的基础上，按“早进晚出”的原则比选确定。

1 隧道洞口施工现状及常发生的问题

目前，隧道进洞开挖施工方法很多，但概括起来主要有全断面法、台阶法、分部开挖法。根据围岩地质情况，当围岩较好时，采取全断面法或台阶法，当围岩较差时采取CD法、CRD法或双侧臂导坑法等分部开挖方法。另外，当围岩地质破碎，开挖后围岩难以自稳时，可采取地表及超前预加固措施。施工中，虽然采取了一系列措施，但洞口开挖施工过程中仍会发生诸多问题，如:边仰坡崩塌、滑动、围岩失稳;掌子面失稳崩落;隧道洞口地表沉陷等问题。这些问题的成因主要是隧道开挖改变了山体岩层内应力状态，破坏了山体原有稳定结构。

2 隧道洞口施工稳定技术研究

确定洞口开挖施工稳定技术措施应针对引起洞口失稳的原因进行分析研究，隧道要求按“早进晚出”的原则组织施工，其目的也是减少隧道洞口开挖施工对山体原有形态的改变，充分利用山体的自稳状态。根据这一原则隧道洞口施工稳定技术可采取如下措施:

1)减少和避免地表水对洞口开挖施工的影响，开挖前首先施作地表截排水工程。

2)避免边仰坡开挖过程中失稳，根据围岩地质情况选取边仰坡开挖坡度，尽量减少对原有稳定边坡的破坏，开挖后及时施工边坡工程。

3)采取护拱法进洞方案，边仰坡开挖至隧道洞顶标高后，掏槽施工护拱后再进洞开挖，以减少进洞开挖对稳定山体的影响。

4)围岩破碎地段采取洞顶注浆及超前预注浆等预加固措施后再进洞开挖。

3 护拱法隧道洞口开挖施工方案及工艺

3.1 隧道护拱法进洞施工工艺流程

护拱法洞口开挖施工工艺流程图见图1。

3.2 护拱法隧道洞口开挖施工

1)隧道洞口截排水沟施工。

测放隧道洞顶截水沟位置，截水天沟距边仰坡开挖边缘不小于5 m，沟底坡度根据地形设置，且不小于3%，天沟采取人工或人工配合小型机械开挖，开挖后砌筑浆砌片石或浇筑混凝土沟壁。

图1 护拱法隧道洞口开挖施工工艺流程图

2)边仰坡开挖。

施工前清除洞口与上方有可能滑塌的表土、灌木及山坡危石后，土质地层采用挖掘机自上而下逐层开挖，人工配合修坡，石质地层边仰坡开挖需爆破时，采取浅眼松动爆破开挖。边仰坡较高时，应分层开挖，分层防护，采用坡度尺检查坡度，及时施作系统锚杆及防护工程。

3)护拱法施工工艺。

a.护拱结构。

根据地形情况，护拱长为1 m～2 m，厚50 cm，C25混凝土，护拱内设3榀～5榀高45 cm格栅拱架，格栅拱架间距50 cm，靠近掌子面1榀拱架嵌入岩体内。护拱高度结合进洞施工方法，可分为全断面或半断面。护拱形式见图2。

图2 洞口护拱形式示意图

b.开挖。

施工前，测量放线，施作完成超前小导管或超前锚杆，拱架安设部位采取掏槽开挖，掏槽高度与初期支护厚度相同，纵向深度30 cm～50 cm。掏槽开挖采用人工凿槽。

c.拱架加工、架设。

护拱段拱架采用格栅钢架或工字型钢钢架，主筋为Φ25钢筋(或Ⅰ20b工字钢)，为确保护拱段的初期支护净空尺寸、防止因拱顶下沉及侧墙收敛侵入净空，拱架尺寸在原设计拱架的基础上加大10 cm。拱架安装要求:

在拱架架设前，将拱架脚部铺垫5 cm厚的早强砂浆找平层，待砂浆强度达到设计强度时，再安装钢架，以防拱架下沉，拱架安装时严格控制拱架标高，拱架安装时按设计抬高5 cm。

第一榀拱架要镶嵌于事先挖好的土槽中，与小导管焊接连接。

护拱段拱架安设时要保证中线、法线准确，保证其不偏、不斜、不前俯、不后仰，钢架安装允许偏差为:横向和高程±5 cm，垂直度 ±2°。

拱架架设完成后，焊接纵向Φ22连接筋，环向间距1.0 m，在焊接纵向连接筋的同时挂双层钢筋网，钢筋网采用φ8钢筋，网格间距200 mm×200 mm，挂设时两片钢筋网搭接不得小于200 mm。

打设锁脚锚杆，锁脚锚杆采用φ25钢筋，长3 m，每榀拱架每侧设锁脚锚杆3根。

d.喷射混凝土。

立模，护拱内模板可采用1 cm厚的木板吊在护拱格栅钢架的内侧。喷射混凝土，采用湿喷工艺，喷射时从下向上分层进行，每层喷射厚度为3 cm～5 cm。喷射时两侧对称同步进行，防止因高差过大造成拱架移位。

e.洞身开挖。

护拱混凝土喷射完成后，进行开挖作业。洞口护拱施工示意图见图3。

图3 洞口护拱施工示意图

4 结语

国内外工程界对隧道工程洞口施工都高度重视，隧道进洞方法应根据不同隧道地质情况、施工条件、埋置深度、断面大小、自然边仰坡及施工环境，以施工安全为前提，综合考虑工期、经济等因素经比选确定。护拱法进洞方案旨在最大限度的削弱隧道开挖对山体围岩稳定状态的影响，确保了软弱破碎围岩洞口施工安全。

［1］ TB 10203-2002，铁路桥涵施工规范［S］.

［2］ TB 10210-2001，铁路混凝土与砌体工程施工规范［S］.

［3］ 铁建设(2005)16号，铁路混凝土工程施工质量验收补充标准［S］.

［4］ 铁建设(2005)157号，铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定［S］.

［5］ 铁路桥梁工程施工手册(下册)［Z］.