中交一公局第一工程有限公司 北京 102205
摘要：接长明洞是隧道洞口出现塌方、落石等危害时所常用的一种工程处理措施，本文结合西安外环高速公路南段白鹿原隧道左洞出口明洞接长施工，通过设计与施工的紧密结合，创新明洞接长方案。文章详细的介绍了该方法的主要施工工艺及工序，为相似条件下隧道洞口施工，积累了一定的施工经验。
关键词：隧道 接长 明洞 衬砌
1 前言
在隧道洞口，常因边仰坡基岩风化或卸荷而发生滑坡，难以根治时，就需要考虑接长明洞。西安外环高速公路南段白鹿原隧道，洞口地质条件差，缺乏自稳能力。原设计左洞出口位于黄土台原边缘冲沟，上部覆盖有薄层第四系松散碎石土、下部为新近系砾岩夹薄层砂质泥岩，洞口右侧边坡为新近系砂质泥岩地层，具弱膨胀性，洞口右侧坡积体为滑塌体，有明显滑痕。因此，需采用接长明洞的方式确保隧道施工以及运营期间的安全。明洞接长施工需在雨季来临之前完成且不得影响暗洞施工，因此，明洞接长施工不但工期紧张、施工安全压力大，而且对设计、施工组织也提高了要求。
2 工程概况
2.1 原设计概况
白鹿原隧道目前为国内断面最大三车道黄土隧道。原设计，隧道左洞明暗交界位置桩号为ZK59+425，终点桩号为ZK59+509，原明洞长84m，洞门形式为削竹式，采用1：1坡率，为整体式模筑衬砌结构，厚度75cm。
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图2-1 原设计明洞示意图
2.2 接长段明洞设计改进
经过对现场情况进行勘察，综合考虑洞口边坡安全系数及隧道整体外观等因素，结合现场实际地形，将隧道明洞延长66m。即把已施工完成的洞门，从ZK59+509处延长至ZK59+575处。
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图2-2明洞接长施工示意图
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图2-3明洞接长施工设计图
改进后的明洞段相较于原设计明洞段，其改进之处主要有3点。一是延长段明洞仰拱基底采用C15片石混凝土换填，防止新旧明洞发生不均匀沉降；二是结合地形条件，墙背两侧增设C20砼基础+M7.5浆砌片石回填，加强明洞侧向约束；三是增设地下临时排水渗沟，与洞内中心水沟相接，确保接长明洞施工期间暗洞内排水畅通。
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图2-4接长明洞断面图
3 施工方法
先进行明洞段临时边坡ZK59+509-ZK59+575段左、右两侧坡顶截水沟施作，两侧边坡采用锚喷支护进行临时加固，待临时加固施工完成后，从ZK59+509往大桩号方向分段开挖施工仰拱，再施工明洞衬砌。待衬砌强度达到设计后进行洞顶回填，最后进行洞顶种植绿化。
3.1 原洞门处理施工
设计洞门类型为削竹式洞门，明洞接长接茬位置为原削竹式洞门斜面。为了保证明洞延长施工新旧混凝土连接平顺，不产生滑移，对原洞门进行切割台阶、凿毛以及植筋处理。
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图3-1 明洞接茬位置处理示意图
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图3-2 明洞接茬位置处理施工图
沿洞门两侧斜面将表面对称切割成1.0m*1.0m台阶；切割面均采用风镐进行凿毛处理；切割面凿出新鲜的混凝土后进行植筋，每个台阶按照纵向间距20cm，横向间距63cm植双排φ22钢筋，植筋长度1m，外漏50cm。按照纵向间距50cm植φ25钢筋，植筋长度1m，外漏50cm。
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图3-2 明洞接茬位置植筋示意图
3.2 截水沟施工
明洞接长施工前，先施工洞顶、边坡顶截水沟，形成完整的排水系统以引排洞口上方积水。洞顶截水沟距离仰坡坡顶不小于5米，且尽可能的紧贴红线施工，使得地表水被及时截排，确保其对洞口的影响降至最小。截水沟线形根据现场地形灵活调整。
3.3边坡防护施工
考虑洞口膨胀性岩土影响，加强洞口防护。对ZK59+509-ZK59+575段边坡土质较软弱的部分进行临时加固，采用φ22药卷锚杆+φ8钢筋网+10cmC25喷射混凝土锚喷防护，确保边坡的平顺和稳定。
3.4临时排水沟修建
仰拱下方修建临时排水渗沟。采用大型机械开挖，人工辅助清底，开挖完成后进行排水管埋设施工。沟底铺设20-40mm碎石，铺底厚度为20cm；在铺设碎石面上铺两布一膜防渗复合土工布，然后下管；回填前在开挖基坑周围放置2层200目尼龙网，尼龙网放置完成后回填1米后的碎石，碎石回填粒径为20-40mm，回填密实；然后进行回填土。
3.5接长段明洞仰拱施工
明洞仰拱以机械开挖为主，人工配合为辅，按每循环6m分段进行开挖施工。开挖完成至设计标高后，将隧底虚碴及积水清理干净。采用C15片石混凝土换填基底，提高地基承载力。待仰拱开挖基础检验合格后，进行仰拱衬砌钢筋绑扎。仰拱衬砌采用C35混凝土，混凝土由混凝土运输罐车运至现场浇筑，仰拱浇筑过程中严格进行振捣，以确保混凝土密实性。仰拱混凝土浇筑后及时进行养护。待仰拱混凝土达到一定强度后，清除仰拱表面杂物及积水，分层浇筑C15填充混凝土，并振捣密实。
3.6明洞衬砌施工
明洞衬砌参数与原设计一致，采用12m模板台车整体浇筑。模板台车定位完成后，对台车进行打磨和除锈处理，并涂脱模剂。钢筋绑扎完成后安装外模。采用Φ20钢筋弯制弧形骨架固定外模，外模选用木模板；端模（挡头板）选用竹胶板，采用角钢U形卡和方木固定，以适应端模尺寸的不规则性。明洞混凝土采用泵送方式一次浇筑，浇筑过程中由下至上分层、左右交替、从两侧向拱顶对称灌注。浇筑时利用台车上的附着式振动器配合人工插入式振捣棒振捣密实。混凝土达到设计强度的70%后方可进行模板的拆除，模板拆除后及时对混凝土进行养生，养生不少于14d。
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图3-4地下临时排水渗沟图
3.7防水层施工
明洞防水层采用“两布一膜”，即350g/m2无纺布+1.2mm厚EVA/ECB防水卷材+350g/m2无纺布。施工前先对基面进行处理，切断钢筋等凸出部分，用锤铆平抹砂浆素灰，防止其刺破防水材料。防水板在铺设时严格按要求进行搭接并焊接，搭接宽度不小于10cm，单条焊缝的有效焊接宽度不应小于10mm，焊接严密，不得焊焦焊穿。
3.8明洞回填施工
待衬砌强度达到设计后进行洞顶回填，明洞回填前做好两侧C20砼基础以及两侧M7.5浆砌片石回填，回填高度6m。明洞两侧M7.5浆砌片石回填至6m以后，在浆砌片石顶部两侧施做D160HDPE纵向排水管，排水管施做完成后进行明洞洞顶回填。明洞拱背回填碎石土要对称分层填筑并夯实，每层厚度不大于30cm，两侧回填土高差不宜大于50cm，回填至拱顶后，要立即满铺分层向上填筑，严禁任意抛填。如采用机械回填，应在人工夯填至拱顶以上1m后，方可进行。回填碎石土顶面铺设50cm厚粘土隔水层，再回填耕种土，进行植草绿化。粘土隔水层设为向洞口外流水坡。
4 注意事项
（1）施工时做好边坡监测工作，根据监测信息分析指导施工。
（2）施工前要做好全部临时排水系统。
（3）新旧明洞接茬处，防水层铺贴时要认真仔细，不有漏铺现象。防止接茬处出现渗漏水。
（4）洞口挡头板制作时，要考虑洞门倾斜坡度，经计算后绘制详细加工图，按加工图尺寸加工。
（5）在拱圈混凝土强度达到设计强度时，防水层施工完成后，方可进行洞顶回填土的施工。填土时不得损坏防水层。
5 总结
通过采用对原有削竹式洞门进行切割台阶+植筋处理的方法接长明洞，极大的提升了施工效率，避免了明洞与暗洞施工干扰，降低了施工风险，同时能够确保后期隧道运营安全，值得同条件下类似工程借鉴。
参考文献：
（1）张永平.《运营隧道非常规方法接长明洞设计及施工》.高速铁路技术.2018年第2期
（2）期刊：张慧玲.《高速铁路超大断面隧道施工方法研究》科技创新导报.201717期