半明半暗进洞在偏压隧道中的应用

半明半暗进洞在偏压隧道中的应用

王云

中铁十二局集团第一工程有限公司，：陕西 西安 710000

摘要：随着我国经济技术的飞速发展，国家基础设施建设的不断投入，全国各地公路、铁路建设规模的不断扩大，在施工过程中也会遇到比较多的问题与挑战。再则我国幅员辽阔，地形多变，公路、铁路沿线长，跨越地区广，总会遇到比较多的丘陵和山脉，隧道施工不可避免。而隧道进洞安全则是每个隧道施工过程中必须重点研究的课题，尤其是复杂地质条件下，隧道的安全进洞施工方法就显得尤为重要。基于此，本篇文章对斜交、偏压隧道半明半暗进洞施工方法在我项目隧道施工中的应用作阐述，以供参考。

关键词：偏压隧道；半明半暗进洞；应用

引言

在隧道施工过程中，施工安全性是能否正常施工的首要条件，而洞口段施工则是我们隧道施工的第一步，施工安全显得尤为重要。在我国多年的隧道施工中，洞口坍塌事故屡见不鲜。不同的地质，进洞施工要采用不同的方法，常规的多采用导向墙加大管棚进洞；复杂地质条件下，软弱地表多采用地表注浆或加钢管桩注浆加固等；而洞口斜交、偏压隧道则常采用半明半暗法进洞施工。下面就半明半暗结构在白杨岭隧道出口左洞斜交、偏压洞口的应用进行概述。

1工程概况

白杨岭隧道为黄千高速公路全线最长隧道，穿越山体，整体自北西向南东，隧道左右线净距28～43m，为分离式长隧道，右线长2794m，左线长2848m。隧道洞身位于直线段和大半径圆曲线段，出口洞口位于直线段。隧道平纵线形和隧道几何尺寸净空断面按80km/h设计速度设计。隧道进、出口均位于斜坡，进口端总体坡向约334°，坡角38°，出口端总体坡向约198°，坡角32°。出口端位于斜坡，围岩级别为V级，埋深为0～77m，地形较陡，植被覆盖，岩层走向与洞轴线斜交，偏压，节理裂隙很发育，穿越F3低阻体，岩石极破碎，强度较低，边坡稳定性较差，易发生坍塌、冒顶现象。

2进洞方案的选择

由于白杨岭隧道左线出口洞口斜交进洞，偏压严重，采用明挖法会造成边仰坡开挖过高，且洞口段节理裂隙很发育，穿越F3低阻体，岩石极破碎，强度较低，边坡稳定性较差，易发生坍塌现象。所以在采用半明半暗的结构形式进洞，通过明挖隧道部分拱墙土体后，设置偏压挡墙和护拱，并反压回填，然后靠近山体一侧采用暗挖施工，从而有效降低临时边仰坡开挖高度，减少生态破坏，减小坍塌风险，确保进洞安全。

3半明半暗进洞前施工准备

3.1 洞顶地质条件调查及处治

对隧道洞口施工范围内实际地质、环境情况进行调查并和设计相关情况进行对比，包括冲沟、岩层结构、洞口断面及周边环境等。若发现有不同的地方则联系相关单位进行调整。

3.2 洞顶截、排水沟施工

根据设计及现场实际地形、排水需要，定出洞顶截、排水沟位置，并对截、排水沟线型进行适当调整，以保证水沟线型的直顺。测量放线后进行施工，将水引入洞门外端自然沟谷，确保排水通畅，避免施工过程中雨水冲刷边仰坡造成坡体破坏或坍塌事故发生。

3.3地表沉降观测点埋设

由于洞口地质条件较差，在边仰坡施工前，在仰坡开挖范围外布设地表沉降观测点，用于地表沉降观测，在下方洞口段施工过程中及时进行量测、分析，指导施工。

3.4 临时边仰坡开挖

根据现场地质条件，临时边仰坡采用锚喷防护，锚杆采用φ25自进式中空注浆锚杆，长5m，间距2m×2m；网片采用φ8钢筋网片，网格间距20cm×20cm；喷射混凝土为10cm厚C20喷射混凝土。边仰坡开挖前，应提前了解当地天气情况，避开雨天施工。测量队根据地形和设计坡比，放出边仰坡开挖线，并对边仰坡开挖范围内进行清表。边仰坡开挖应自上而下分层开挖，尽量采用机械开挖，减少周边岩层扰动。开挖时用坡度尺现场检查，坡度开挖应略缓于设计坡度，测量及时对开挖面进行复测，修整。开挖完后应立即打设锚杆并挂网喷射混凝土支护。施工过程中要检查边仰坡上方有无松动石块等，及时排除，防止掉落伤人。

3.5其他准备工作

洞口段施工安全风险较高，支护越快、越早完成，风险就越低，这就要求我们在施工前要做好充足的准备工作，备齐施工要素。应提前准备好施工所需要配备的人、材、机及技术准备工作，施工组织、工序衔接应紧凑、不耽误。

4半明半暗施工工序

4.1 施做外侧偏压挡墙

外侧偏压挡墙施工前应再次检查边仰坡上方有无松动石块或其他易掉落物品，发现则应及时清除，确保下方施工安全。根据设计图纸并测量放样，准确开挖出外侧挡墙基础，基础开挖应尽量保持周边岩层的自稳能力，自稳能力差的地方，要及时做好临时防护措施。基础开挖到设计高程后，根据要求检测基底承载力，应不小于250KPa。检测合格后进行外侧挡墙施工。挡墙施工时，内侧为弧形需要提前加工好内模模板拱架，外侧为斜面，采用钢模。需要注意的是：由于半明半段挡墙施工长度为12米，开挖不宜一次开挖过长，需分段开挖浇筑。挡墙施工中要做好施工缝连接筋安装，挡墙施工到与护拱交界位置时预埋好与护拱内钢架连接的连接板，采用4根30cm长的φ25钢筋锚固，在挡墙与护拱交界处最低位置预留好泄水孔。

4.2 施做套拱

外侧挡墙施做完成后进行套拱施工，护拱施工过程中，经过测量定位，钢拱架安装好后，安装导向管。导向管根据导向墙长度和半明半暗长度确定，现场尺量后确定导向管长度。导向管安装时必须经过测量定位后再安装，安装要精确，禁止擅自抬高、降低或移位，造成管棚向外偏移较大或直接偏向隧道内。套拱长2m～12m，长度较长，浇筑混凝土前要检查好模板加固情况，防止浇筑混凝土时，跑模现象发生，并做好混凝土振捣，保证混凝土施工质量。

4.3 半明半暗段反压回填

地层偏压作用是隧道变形、坍塌的主要原因，因此隧道处于偏压状态时，应采取措施避免隧道结构发生病害、失稳。施工期间的病害主要是一侧压力大，容易产生大变形，喷射混凝土开裂、掉块、严重的发生塌方。运营阶段，由于受偏压荷载影响，隧道结构容易产生开裂、渗漏等病害。因此，护拱浇筑完成后，进行半明半暗段洞顶反压回填，回填采用水泥稳定碎石土回填，压实度应符合设计要求，通过改变偏压地形地貌，增加隧道和边坡的稳定性。

4.4 管棚施工

管棚导管采用外径108mm，壁厚6mm的热轧无缝钢管；导管上钻注浆孔，孔径16mm，孔间距20cm，呈梅花型布置，尾部留3m的不钻孔止浆段；导管内插加劲钢筋笼，主筋4根，直径20mm，固定环采用φ42热轧无缝钢管制作，每段长4cm，间距150cm，与主筋之间焊接。导管最前方需加工成尖角，方便下管。管棚钻孔前先对孔进行编号，钻孔时注意要隔孔钻孔，并及时下管，防止塌孔无法下管。注浆材料采用1:1水泥浆，添加占水泥重要3%的水玻璃，模数：m=2.5～3.0。管棚注浆前，要注意孔口止浆阀安装要密封好，护拱或套拱与仰坡下方岩层交界断面极易因掉块形成空腔，需提前密封好；注浆时管棚注浆终压1～2MPa，维持时间5～10分钟，注浆饱满密实。

4.4 半暗段隧道进洞开挖支护

隧道半暗段进洞开挖支护采用两台阶预留核心土法施工，开挖时应严格控制开挖进尺，并及时进行支护。测量队埋设围岩量测点进行量测、分析，指导施工。半明半暗段要及早进行仰拱浇筑，封闭成环。洞身衬砌及洞门墙也应早施作。

结束语

该隧道受地形、地质条件影响，洞口斜交进洞且偏压，围岩自稳能力较差，通过半明半暗结构形式进洞，实现了安全进洞的目的。证明了上述措施能起到有效降低临时边仰坡开挖高度，减少生态破坏，减小坍塌风险，确保施工及进洞安全的作用，对同类工程具有一定的参考价值。

参考文献

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