隧道洞口段的施工方法及注意事項

1、隧道洞口段的施工方法及注意事項摘 要：目前國內對隧道洞口段的設計大多考慮了預加固措施，這里詳細闡述了洞口段圍巖預加固的措施以及隧道洞口段施工開挖的方法，指出堅持施工原則，采取有效的施工方法，對確保隧道施工和運營安全至關重要。關鍵詞：隧道洞口；預加固；施工方法隨著國家基礎設施建設的加快，公路、鐵路建設中出現(xiàn)了較多的山區(qū)隧道。根據(jù)施工經驗，山區(qū)隧道地質條件大都復雜多變，特別是洞口段圍巖一般較為破碎，地質條件差，開挖邊仰坡又破壞了山體原有平衡，因此洞口往往是地質條件極為復雜的地段。 采取有效的施工方法實現(xiàn)順利進洞，對于確保隧道施工和運營安全具有至關重要的作用。1 隧道洞門的作用及主要形式國內外工程技

2、術人員都非常重視隧道洞口段的施工，許多國家的隧道設計、施工規(guī)范中，都對洞口段的設計與施工設有專門條款。 近年來國外大多提倡隧道進洞順延山坡坡度，盡量不擾動洞口段巖體的穩(wěn)定性，采取無洞門的“趨自然狀態(tài)”形式。國內設計和施工時著重強調“早進晚出”及“保持邊仰坡穩(wěn)定”，要求及時施做洞門，通常采用在預加固結構保護下進行施工。隧道洞門的作用為保持洞口仰坡和路塹邊坡的穩(wěn)定；匯集和排除地面水流；便于進行建筑藝術處理。洞門的主要形式有：（ 1）環(huán)框式洞門。將襯砌略伸出洞外，增大其厚度，形成洞口環(huán)框，適用于洞口石質堅硬、地形陡峻而無排水要求的場合。（ 2） 端墻式洞門。適用于地形開闊、地層基本穩(wěn)定的洞口；其作用

3、在于支護洞口仰坡，并將仰坡水流匯集排出。（ 3）翼墻式洞門。在端墻的側面加設翼墻而成，用以支撐端墻和保護路塹邊坡的穩(wěn)定，適用于地質條件較差的洞口；翼墻頂面和仰坡的延長面一致， 其上設路水溝，將仰坡和洞頂匯集的地表水排入路塹邊溝內。（4）柱式洞門。當?shù)匦屋^陡，地質條件較差，且設路翼墻 式洞門又受地形條件限制時， 可在端墻中設路柱墩，以增加端墻 的穩(wěn)定性，這種洞門稱為柱式洞門。它比較美觀，適用于城郊、 風景區(qū)或長大隧道的洞口。（ 5） 臺階式洞門。在傍山地區(qū)，為了降低仰坡的開挖高度，減少土石方開挖量，可將端墻頂部作成與地表坡度相適應的臺階狀，稱為臺階式洞門。2 洞口段圍巖預加固措施洞口段圍巖的自支

4、護能力比較弱，有的甚至沒有自支護能力。因此，在洞口段施工中最重要的是提高圍巖的自支護能力，保證開挖及后續(xù)作業(yè)的進行。提高圍巖自支護能力的基本方法是控制圍巖的坍塌、松弛。 洞口施工大多是在預加固的支護系統(tǒng)下進行的，尤其是在淺埋、破碎、滑坡、崩塌、軟弱、地下水豐富并具有軟弱夾層等極易發(fā)生滑移、坍塌的地段，更需要采取綜合 預加固措施。根據(jù)隧道設計原則“早進洞、晚出洞”和環(huán)境保護等要求， 隧道洞口較多處于淺埋段。下面以淺埋隧道洞口為例來說明洞口段圍巖常用的預加固措施。淺埋隧道為埋深不足毛洞洞跨2 倍的隧道或區(qū)段。國內外大量工程實例證明，覆蓋層淺的隧道，其圍巖難以自成拱，同時多數(shù)伴有地形偏壓、表層軟弱堆

5、積物、風化帶等對隧道開挖有很大影響的特殊問題，如地表易沉陷問題。如果對隧道變形控制不當，圍巖就會很快松弛，產生張裂破壞，將造成直達地表面的塌陷。所以，淺埋隧道洞口段開挖時應重點控制圍巖的變形，采用強度較高和剛度較大的初期支護，避免破壞圍巖結構。淺埋隧道洞口段的預加固措施主要有地表錨桿加固、抗滑樁、擋土墻、錨索（樁）、減載、填土反壓、地表注漿、超前錨桿、大小管棚、預注漿、套拱、水平旋噴樁、錐形短樁加固隧底等方式。在洞口段采用預加固措施時應注意以下幾點：（ 1）在圍巖特別差的地段，本著“寧強勿弱”的原則，在確定施工方案前應優(yōu)先對大管棚、水平高壓旋噴法、小管棚等方法進行比選，避免采用一般加固措施帶來

6、的隱患；（ 2）采用預加固措施后，施工中發(fā)現(xiàn)有邊墻開裂、仰拱隆起現(xiàn)象，說明拱部加固后，邊墻、仰拱受力增大，因此，施工中在進行拱部預加固的同時應加強邊墻、仰拱支護強度，如增加錨桿的數(shù)量和長度、增設格柵鋼架及先行施做仰拱等措施。3 隧道洞口段施工對于隧道施工來說，選擇合理的施工方法對于隧道洞口防坍塌和施工安全具有重要的意義。在制定隧道洞口段方案時，應充分考慮地質和施工條件、埋深和斷面尺寸、圍巖類別、坡面情況、地表建筑物結構、地下水及氣候條件、施工進度與圍巖承載拱形式的關系、材料供應、隊伍施工水平、方案經濟性、工期要求、 突發(fā)事件應對措施等因素，目前常用的施工方法有臺階法和分步開挖法。3.1 臺階法

7、臺階法多適用于n、田類軟弱而節(jié)理發(fā)育的圍巖中，根據(jù)上、下臺階保持距離的不同，又可分為長臺階法、短臺階法、微臺階法三種，在洞口段施工中常用長臺階法。長臺階法上下臺階距離保持在50m以上。開挖斷面變小有利于隧道的穩(wěn)定，在上臺階進入較好的圍巖后，加快下臺階的施工速度，變臺階法為全斷面法。在公路隧道這種大斷面隧道施工中，上下臺階可配路同類的較大型機械平行作業(yè)，下臺階可分左右兩斷面分別開挖，減少上下臺階施工中的相互干擾。當隧道較短時，可將上臺階挖通后，再挖下臺階。3.2 分步開挖法分步開挖法中常用環(huán)形開挖留核心土法及單（雙）側壁導坑法。 環(huán)形開挖留核心土法適用于一般土質或易坍塌的軟弱圍巖地段。上部留核心

8、土有兩個作用，其一支擋開挖面，保證開挖面穩(wěn)定 ; 其二可作為上部初期支護的工作平臺。核心土及下部開挖在拱部初期支護下進行，施工較安全。單（雙）側壁導坑法: 適用于圍巖穩(wěn)定性較差，對地表下沉量要求嚴格，斷面大時采用。在城市修建公路隧道應用較多。（ 隧道洞口段施工注意事項（ 1）重視各項準備工作。進洞前施工單位制定完整的進洞方案（場地布路、預加固措施、施工方法等），方案經審核批準后開工， 施工中不得隨意變更方案。重點隧道配備專職地質技術人員，及時掌握地質變化情況，并提出施工建議；（ 2）貫徹“早進晚出”原則，盡量減少對邊仰坡的擾動，提倡“趨自然狀態(tài)進洞”，盡早完成洞口周圍排水系統(tǒng)。邊仰坡處理與路基

9、施工、場地布路、便道施工、橋涵工程統(tǒng)一安排；（ 3）先固后挖，嚴格執(zhí)行“先治水，管超前，嚴注漿，短開挖，弱爆破，強支護，早封閉，勤量測，搶做門”的 27 字方針；（ 4）襯砌盡量先墻后拱，不提倡先拱后墻，有仰拱的必須先做仰拱，盡早成環(huán)；（ 5）洞口段采用臺階法施工時，盡量縮短臺階長度以確保隧道穩(wěn)定性；（ 6） 對于偏壓、淺埋的多線隧道，優(yōu)先采用雙側壁導坑法，在地表預加固措施到位的前提下，可考慮采用臺階法；（ 7）拱部采取預加固措施的同時，加強對邊墻及仰拱等部位的支護措施；（ 8）盡早完成洞門，增強洞口段穩(wěn)定性。5 監(jiān)控量測隧道洞口段施工時，一般要進行地表監(jiān)測和洞內監(jiān)測。地表監(jiān)測主要是利用水準儀觀測地表有無下沉，觀察隧道地表有無裂縫等 ; 洞內監(jiān)測項目通常有拱頂下沉、周邊位移以及地質和支護狀況觀察等。6 結論隧道洞口段施工對于隧道施工的