中铁十四局集团第三工程有限公司 650400
摘要：昆楚高速公路陡咀2号隧道左幅洞口段地质差、地势陡、浅埋偏压、局部洞段半明半暗，出洞难度大，本文介绍了隧道在此特点下安全、快速出洞的施工技术，为类似隧道施工提供参考。
关键词：半明半暗 浅埋偏压 破碎带
1.工程概况
陡咀2号隧道为双向分离式隧道，其中左线隧道起止里程为ZK40+755～ZK41+045，共290m。原设计进口端明洞里程为ZK40+755～ZK40+765，长10m，断面最大面积169㎡，洞口埋深0m～6m，为大跨度浅埋、偏压、半明半暗隧道。隧道进口洞口围岩主要为强～中风化辉绿岩及全～强风化砂岩互相交叉侵入，地质情况复杂，岩体破碎、节理裂隙发育，自稳性极差，地势高且陡峭，施工难度大。洞口山体地表植被茂盛，经清理后对原地面复测，自然坡度原设计25～30°，复测达到30～60°，偏差大。根据进口地质及地形情况，决定由出口端向进口端掘进。
原设计进口端洞口开挖边坡为四级边坡，约40m高，且在ZK40+762.8断面存在一处10kv高压线杆，位于隧道边坡开挖线内，不改移高压线杆，无法按原设计施工；进口端顺接左线大叠水大桥（3*30m+3*30m），现场人工挖孔桩开挖地质揭示山体为破碎松散体，稳定性差，洞口开挖极易垮塌，下方紧邻施工便道，施工存在安全风险，陡咀2号隧道进口端如何安全有效出洞亟需解决。
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图1陡咀2号隧道洞口位置
2.方案选取
通过现场多次放样测量及讨论，原设计方案施工风险高且不能满足安全出洞需要，主要体现如下几点：①原设计隧道偏压墙基础及局部仰拱位置地形与现场不符，存在基础脱空现象；②原设计隧道洞口四级边坡地形陡峭、地质差，施工中存在边坡开挖垮塌风险；③设计开挖范围内存在10kv高压线杆，应避开。
通过方案论证后采取如下方案：①原明洞段ZK40+755～ZK40+765（长10m），调整为ZK40+744.4～ZK40+765（长20.6m）；②边坡由原四级边坡调整为二级边坡；③原偏压墙底部增设抗滑桩及承台；④原设计左线大叠水大桥3*30m+3*30m调整为3*30+2*30+23m。方案调整前后对比图见图2。
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图2方案调整前后对比图
3.施工技术
陡咀2号隧道出口端掌子面施工至ZK40+780时，掌子面停止掘进，掌子面围岩为Ⅴ级，仰拱及二衬在满足安全步距分别为40m、70m的基础上，尽可能施工至距离掌子面较近的位置。待陡咀2号隧道进口端洞口工程施工完成后，由出口端安全出洞。
陡咀2号隧道进口端洞口工程施工步骤如下：边坡开挖及防护→抗滑桩施工→偏压墙位置刷坡→承台施工→偏压墙施工→洞口封堵墙施工及回填→洞顶回填→超前管棚施工。
3.1边坡开挖及防护
边坡开挖共2级，第一级边坡采用混凝土护面墙防护，下宽2.5m，上宽2m，坡度1:0.25，高10-12m，混凝土标号为C20；第二级边坡采用锚索框格梁防护，边坡开挖过程中做好监控量测及注意天气预报，保证施工安全、做好雨天施工措施。边坡开挖采用挖掘机及破碎锤开挖，禁止爆破开挖，开挖一级防护一级。
3.2抗滑桩施工
抗滑桩采用方桩（截面尺寸1.2*1.5m），桩长12m，数量共6根，交错布置。抗滑桩护壁厚15cm，全长设置配筋。由于地形陡峭，地质差，桩基部位存在虚桩，不得机械大面积开挖，桩基开挖采用人工修筑平台，尽量保证原地形地貌，保证边坡稳定性，确保桩基施工的安全。人工孔口绑扎下放钢筋笼，天泵浇筑，浇筑连续，振捣密实。桩位平面图见下图3。
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图3桩位平面图
3.3偏压墙位置刷坡
待抗滑桩浇筑完成桩检合格后对偏压墙位置刷坡，刷坡只刷出偏压墙位置，满足施工即可。刷坡过程中下方便道两侧安排专职安全员协调指挥交通，避免滚石伤害事件。机械刷坡后，人工对边坡危石排险，并对坡面采用初喷混凝土临时防护，确保后续施工安全。
3.4承台施工
承台施工根据地形情况，需分两节施工。第一节：承台长6.6m（ZK40+744.4～ZK40+751），断面为倒梯形（2+1.533）m，宽4.681m，第二节：承台长14m（ZK40+751～ZK40+765），断面为倒梯形（3+2.533）m，宽4.681m。承台顶面坡度1:10，承台主筋为Φ25，箍筋及分布筋为Φ14，承台与偏压墙接茬筋为Φ25，1m*1m梅花形布置，承台混凝土标号为C30。承台立面图见下图4。
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图4承台立面图
3.5偏压墙施工
偏压墙混凝土标号为C25，底面反坡1:10，宽4.681m（同承台宽度），顶面宽度60cm，其他参数详见图5。偏压墙施工中为便于施工，减少立模时间，保证模板牢固性，采用隧道初期支护钢拱架当模板，偏压墙及初期支护一同浇筑。
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图5偏压墙断面图
3.6洞口封堵墙施工及回填
洞门位置增加洞口临时封堵墙，封堵墙厚度30-50cm，坡度1:0.25，混凝土标号采用C20,封堵墙施工完成后，及时对洞身区间内的封堵墙与山体空隙、偏压墙与山体空隙回填水泥稳定土，回填后洞口山体整体稳定，出口端以暗洞形式贯通，保证了出洞安全。
3.7洞顶回填
封堵墙施工施工完成后，对洞顶回填，原设计回填料采用水泥稳定土回填。因洞口地势高，无回填作业面以及节省施工工期，保证偏压墙稳定安全，洞顶回填实际采用泵送C25混凝土回填，及时回填保证了偏压墙与山体有效结合、共同受力，保证了洞口稳定。
3.8超前管棚施工
首先施工套拱，再施工超前管棚。套拱采用4榀I20a工字钢，间距50cm。Φ140*8mm导向钢管，中至中间距40cm，混凝土标号采用C20,厚度60cm，纵向长度2m。套拱与偏压墙采用M24*150膨胀螺栓有效连接。
超前管棚采用Φ108*6mm无缝钢花管，长度34m（含搭接长度及套拱长度各2m），上仰角1°～3°，止浆段长2.5m，注浆水灰比1:1（重量比），初始压力0.5～1MPa，终止压力2MPa。
3.9出口端掘进
超前管棚施工完成后，开始出口端掌子面掘进施工，施工采用三台阶预留核心土施工，施工进度控制在1～2榀，期间做好洞内及进口端洞外地表监控量测，确保施工安全。
3.10监控量测
在洞口边坡开挖、抗滑桩、承台、偏压墙及洞顶回填施工过程中，对进口端地表实施重点监控，及时分析反馈数据，指导施工。
洞内ZK40+780～ZK40+744.4段每5m为一个断面，两侧边墙、拱腰、拱顶设置监控量测控制点，主要测量拱顶沉降及周边收敛。每天量测2次，根据沉降数据变化幅度增加频次。
4.总结与建议
（1）对于大断面半明半暗偏压浅埋隧道，洞口施工需采用偏压墙，施工完成后洞顶回填，确保偏压墙与山体有效结合，消除偏压及半明半暗因素，再通过暗挖法出洞，施工安全可靠。
（2）如偏压墙因地势陡峭导致脱空现象，需对偏压墙底部增设抗滑桩及承台，消除脱空隐患，保证偏压墙承受偏压力可靠。
（3）洞口地势陡峭，围岩复杂及岩性多变，多呈破碎状。洞口边坡开挖存在垮塌风险，需根据地形情况，对隧道洞口位置需进行调整，调整后减少边坡开挖高度，保证洞口安全、稳定。
（4）对于大断面半明半暗偏压浅埋隧道，需洞口工程施工完成后，洞口趋于稳定状态，方可出洞。
（5）地形植被的茂密程度会在一定程度上干扰设计人员对地形的判断，因此施工前需对隧道洞口地表地形、岩性进行踏勘，详细记录，并结合实际情况，及时调整。
5.结束语
本文对陡咀2号隧道半明半暗偏压浅埋围岩破碎带面临出洞难度大的问题，采用调整洞口位置、增加抗滑桩及承台、洞口边坡降级、桥梁调跨等措施，隧道顺利出洞，且施工过程中初期支护及进洞口地表沉降均较小，该处理方法可为以后同类型隧道安全、有效出洞提供参考。
参考文献：
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