洞口浅埋段施工技术处理
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工程简介
双江口水电站场内交通工程【6#路（含坝下大桥）】标段起点接于下游围堰处的右岸低线公路，沿大渡河右岸顺流而下，在k0+691处采用隧道穿越陡崖后，设置“坝下大桥”跨至大渡河左岸，沿上游与左岸过坝公路相接，向下游与原S211省道相接。主线长约1km，陡崖隧道长112m，大型钢桥98.5m/1座。隧道所经陡崖地段地形较陡，坡度50°~70°，出露基岩为燕山晚期二云二长花岗岩，岩体呈微新～弱风化。因隧道整体水平埋深33m～45m，隧道整体呈严重偏压状态。
施工案例
方案一：6#隧道进口段洞门端墙与衬砌施工
（1）进口段地质情况
6#隧道进口洞门设计桩号为k0+691，经现场实际勘察，该段地形为陡崖，高度约80m，坡度约70°，水平法线方向基本与洞轴线垂直。且该段呈偏压状态，靠河床侧水平埋深约15m，靠山体侧多为破碎岩体。距洞口约20m处（靠山体侧）存在一条宽度约1m的破碎带，构筑一个滑动面，方向N55°~75°E/SE∠45°～75°；另洞口顶部存在一天贯彻裂缝，宽度约0.9m，垂直于洞轴线方向，使洞口一岩体与山体岩体（母体）分离。该分离岩体高度约5m，宽度约10m。（见附图1）
图1：进洞口顶部岩体
图1说明：进洞口正上方贯穿裂缝，岩体厚度0.9m~1.1m，顶部岩体与完成岩体分离
（2）洞口段施工方案的选择
方案一：洞口向山体侧平移20m；
方案二：清除洞口顶部分离岩体，增加明洞；
方案一
按照施工设计文件要求，洞口经放样，开挖轮廓线将侵占洞口顶部分离岩体。由于洞口顶部贯彻裂缝宽度较大，无法采用锚杆或小导管进行支护，若采取其他方法（管棚、锚索）存在施工难度大、投资过高、工期长等缺点。为避免不良地质地段，调整部分线路线形，将洞口向山体侧平移约20m。但洞口平移同样存在一下问题：
a.若洞口向山体侧平移20m，将穿越破碎带，扰动岩体基础与滑动面，不利于山体稳定与后期开挖支护。
b.不利于整体规划与后期6#隧道安全运行，距6#路水平方向（向山体侧）约50m，垂直方向约70m是后期2#导流洞以及放空洞开挖区，若洞口向山体侧平移，6#隧道将整体向山体侧偏移，后期导流洞、放空洞开挖将影响6#隧道的安全运行。
c.进洞口向山体侧平移，为满足线路线形以及道路通视条件的要求，部分明路段线路也将向山体侧偏移，增加路基边坡开挖量；同时需砍伐树木和植被，不利于环保。
综上考虑，舍弃方案一。
②方案二
a.采用爆破的方式先清除洞口顶部分离岩体，再进行洞口段开挖。开挖后，洞口桩号平移至k0+700，即沿路基中心线向上游平移7m.。
b．为减少对山体侧破碎岩体的扰动，避免破坏山体侧基础的稳定，保留洞口两侧岩体，增加明洞，明洞段桩号k0+693~k0+700。
c．靠山体侧增加局部锚杆，浇筑贴坡C20混凝土挡土墙，确保山体稳定性以及防止因爆破振动形成的悬空孤石滚落。
（3）洞口施工方法与措施
①清除洞口顶部分离岩体
分离岩体顶部宽度约1.0m，为减少对两侧岩体的扰动，采用浅孔松动爆破方式进行爆破。孔深控制在2m~3m，孔距为1m，按单耗0.1kg/m³控制每孔装药量。爆破效果：成功清除顶部岩体，两侧山体原岩保存完整，形成凹槽。（见附图2）
图2：分离岩体爆除后进洞口现状
图2说明：爆破后进口洞门现场图片，采用浅孔松动爆破方式清除分离岩体，为避免扰动山体原岩，降低安全风险，保留两侧岩体，并及时对两侧岩体进行支护。
②洞口边仰坡、两侧岩体进行锚喷支护
分离岩体清理后立即对洞口边仰坡、两侧岩体进行系统锚喷支护。
开挖轮廓线外1m范围内的锁扣锚杆有原设计支护参数L=4.5m，Φ22更改为L=6.0m，Φ25。
在距开挖轮廓线15m~1m范围内的系统锚杆参数有原设计L=3m，Φ22，间排距3.0m×3.0m更改为L=4.5m，Φ25，间排距2.0m×2.0m。
对局部存在裂隙或不稳定岩体采用L=6.0m，Φ22加强锚杆支护。
③k0+693~k0+700段采用钢支撑支护（明洞段）
处理侵占隧道支护净空的两侧岩体；
钢支撑按照间距0.6m/榀架立，直至掌子面（k0+700），钢支撑型号选择I20a型；
焊接连接筋，喷射混凝土，使钢支撑形成稳固的整体；
两侧岩体与钢支撑空隙处采用混凝土回填，并回填至拱顶，给山体侧岩体施加侧向约束力，防止进一步变形。(见附图3)
图3：开挖形成凹槽后采用型钢钢架支撑两侧岩体
图3说明：开挖形成凹槽后，采用型钢钢架支撑两侧岩体，同时初步形成明洞；空隙部分用混凝土回填密实。洞口明暗交界桩号为k0+700，进洞口位置不变k0+693，增加明洞桩号为k0+693~k0+700。
④洞门端墙、出口k0+693~k0+700段混凝土衬砌以及顶拱回填砼整体浇注（见附图4）
仰拱处理：由于该段为偏压明洞段，仰拱浇注必须延伸至洞门端墙以外，仰拱钢筋主筋（横筋）采用Φ22、间距20m，纵筋采用Φ12、间距20m布置，仰拱钢筋必须延伸至拱墙衬砌范围之内。
防水处理：防水板沿拱墙铺设，在k0+700，k0+693处分别设置波纹管。K0+700处防水板焊接长度不小于15cm，且该段防水板铺设长度延伸至洞门端墙内，防止后期在k0+693以及k0+700处出现渗漏水情况。
衬砌钢筋绑扎：拱墙衬砌钢筋布设与仰拱钢筋相同，主筋（横筋）采用Φ22、间距20m，纵筋采用Φ12、间距20m布置。纵向间连接钢筋采用焊接方式，双面焊接长度为22cm，横向间连接钢筋双面焊接长度12cm。纵横向间用细铁丝绑扎。
洞门端墙与衬砌整体性浇筑，模板用小型组装钢模板。模板拼装必须紧密可靠，底部采用无缝钢制搭设“满堂红”排架作为支撑。
混凝土浇筑：混凝土浇筑需缓慢进行，分部对称浇筑，每次浇筑高度不超过1m，避免因过快浇筑使模板出现较大变形。
⑤内侧贴坡墙浇筑
洞门内侧岩体多位破碎体，其中部分为松散土质段，采用锚喷支护的方式不能满足支护要求。为避免出现碎石体滚落等现场的发生，采用浇筑贴坡混凝土护壁。
图4：洞门端墙、贴坡墙整体浇筑后的效果图
图4说明：洞门端墙、贴坡墙整体一次性浇筑，进一步稳固两侧岩体。
三、工程体会
通过6#隧道进口段开挖以及后期延续施工，得道一下几点体会：
1、重视现场地形、地质勘察，第一时间了解现场情况，为正确选择技术方案或施工方案提供有力的支撑。
2、方案的确定应遵循“结合实际、谨慎科学、安全第一、经济高效”的原则，避免盲目确定方案。
3、精心组织，合理安排各施工工序；严禁野蛮施工，避免带来不必要的安全风险或经济损失。
4、严格管理、有效控制，使各施工过程处于可控状态。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。