孔家隧道出口浅埋偏压进洞施工技术
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【摘要】铁路路线因为适应地形、缩短里程、克服高差、保护生态环境等原因，常常将隧道的选址定在不良地质段，浅埋偏压软岩地质就是其中的一种。其不仅增加了施工难度和工程造价，还降低了施工的安全系数，延误工期。本文结合孔家隧道工程实例，介绍了隧道出口进洞的施工技术，并分析了施工过程中采取的安全质量保证措施。
1.工程概况
孔家隧道全长1630米，采用端墙式洞门，洞口与路基之间设10米过渡段，过渡段左右两侧各设10米长挡土墙挡护。隧道出口30米洞身为浅埋，埋深最浅处2米，地表上覆黏土及松软土，隧道洞身主要分布为砂岩、页岩夹煤层。洞口地形右高左低（沿线路方向），地表横坡5：1～3：1，洞口右侧一条季节性流水沟谷顺线路方向发育,平常无水。从洞口土层及地形可以判断，出口洞身5～10米范围内存在一定程度偏压。
2.进洞施工方案
2.1测量放线
工区测量组首先对进洞桩点进行复测，放样进洞轴线及边仰坡开口线。进洞关系必须经工区总工复核后才能采用。
2.2洞口工程
(1)地表清理及洞口右侧沟坑回填压实。根据洞口实际地形情况，将洞口左侧沟坑进行反向回填压实，基本达到洞顶左右荷载均匀平衡，消除洞顶偏压。回填前先清理地表，回填料就近采用线左刷坡黏土或砂类土。
(2)洞顶天沟及截水沟。根据边仰坡开口线及实际地形情况，在边仰坡开挖前及时进行天沟及截水沟施工，将地表主要汇水自天沟排出，确保边、仰坡稳定，土质天沟边挖边砌，避免雨水冲刷坡面，仰坡坡底做临时排水沟，防止洞口积水。
(3)边、仰坡开挖支护。边仰坡严格按照设计坡率分层开挖，每层高度控制在2米左右，对于基岩采用沿坡面施钻竖眼控制爆破。每开挖一层必须检查边仰坡坡比，控制坡面成型。线路右侧边坡较高，且存在顺层，在挡墙开挖面设置喷锚支护，喷C20砼厚8cm，φ8钢筋网及5米长Φ32砂浆锚杆，锚杆按1.0米梅花形布置。其余部位边仰坡采用C15混凝土骨架截水护坡防护，主骨架间距按8米设置，支骨架按4米设置。坡面防护在进洞前施作完毕。
(4)管棚施工。管棚在施工前，利用核心土作为工作平台直接架设上半断面套拱钢拱架，钢架设置3榀，在拱部钢架上按设计间距安装38根φ127钢管作为管棚定向钢管，在钢架上关模喷砼形成上半断面套拱。钢架及定向钢管在安设过程应精确定位，以免侵入洞门及衬砌净空。管棚超前支护采用φ108钢花管，环向间距0.4m，每环38根，单根长35m，共设1环。
采用风动潜孔钻孔，严格按照测量定向施钻确保管棚施作精度。钻孔时及时对孔内吹出岩粉及土样收集分析，作好记录，对探明洞内地质状况提供依据。孔钻完应及时顶入钢管，钢管视地质状况采用挖机或潜孔钻顶入。钢管必须顶入设计深度，如遇坍孔钢管难以顶进时，拔出钢管重新钻孔。钢花管连接采用配套60cm长丝管进行连接，钢花管外露端头用钢板焊接封堵。钢板中间焊接注浆用八分管，并安装球形止水阀门。
为了保证拱顶压注浆液饱满，在开挖轮廓线周围形成较为密实的固结圈，注浆时严格按照从下至上的顺序分错进行压注，待第一次注浆结束2小时后，再对检查孔进行注浆。
2.3洞口开挖
(1)上半断面进洞施工。上断面开挖高度为6.0米，预留核心土，根据出口段软弱土层及围岩状况，以挖机开挖为主，人工风镐修凿，局部采用松动爆破，遵循弱爆破、短进尺方案进行,每循环进尺80cm～120cm,如开挖段为大幅完整基岩，采用光面爆破，严格控制周边眼间距。
开挖完成后应及时立拱支护，拱架尽量紧靠掌子面。当隧道掌子面全幅揭示为基岩无土层时，可考虑在原设计基础上加强拱部超前支护，采用开挖台架进行上半断面钻爆开挖。
(2)下半断面开挖。下半断面与上半断面考虑30米左右间距，在施工时间上予以调整。下半断面分左右半幅错开开挖及支护，高度一次开挖至隧底。并及时将初支封闭成环，初支完成后及时施作仰拱及填充彻底封闭隧底。
3.安全与质量保证措施
3.1安全保证措施
(1)洞口路基及边仰坡断面应自上而下开挖，一次将土石方工程做完，开挖人员不得上下重叠作业。确需在高处上下重叠作业时，应在上下两层中间用密铺棚板隔离或采用其他隔离设施。
(2)边仰坡以上山坡松动危石应在开工前清除干净；施工中应经常检查，特别是在雨雪之后，发现松动危石必须立即清除。
(3)爆破后应在清除边仰坡上的松动石块后，方可继续施工。地质不良时，边、仰坡应采用加固措施。
(4)爆破器材应有装炮负责人一次需用量提取，随取随用。放炮后的剩余材料，应经专人检查核对后及时交还入库。
(5)洞内开挖钻眼前，应检查工作环境的安全状态，应待开挖面清除浮石以及瞎炮后方可进行钻眼作业。
(6)不得在残眼上钻眼。
3.2质量保证措施
(1)施工中认真进行地质描述和观察，加强隧道开挖后变形收敛量测，收集信息，及时反馈指导施工。
(2)隧道开挖采用光面预裂爆破，根据围岩情况优选最佳循环进尺，最佳眼孔布置和用药参数，提高爆破质量，保证开挖断面成型圆顺，控制超欠挖在允许范围之内。
(3)混凝土喷射前应清理岩面。厚度较大时分层喷射。严格掌握水压、风压和喷射距离，作到厚度符合设计和安全要求，表面平顺。
(4)钢架施工时作到加工正确，间距、倾斜度和垂直度符合要求。钢架接头板密贴，上齐连接螺栓。
(5)锚杆的间距和深度符合设计，采用系统锚杆时做到灌浆充填饱满。
(6)把好工序过程质量检验关，对加工的半成品，按要求认真检查验收并报驻地工程师检查。配齐试验、检验设备以满足施工试验的要求，认真做好原材料的检查、试验和对砼、喷砼的质量检查工作，使其始终处于可控状态。
(7)严格把好原材料进场质量关，不合格材料不准验收，保证使用的材料全部符合工程质量的要求。每项材料到工地有出厂检验单，并进行抽查，过期变质的材料不用，消除外来因素对工程质量的影响。
(8) 施工前根据设计文件提供的地质资料，作好不良地质地段的爆破试验，及时修正钻爆参数，提高爆破效果。软弱围岩地段，坚持“弱爆破、短进尺、多循环”的施工原则，严格控制装药量，采用控制爆破，减少爆破对围岩的扰动，确保结构稳定和施工安全。
4.结束语
“进洞”一直是浅埋偏压隧道施工的难点，施工细节决定工程成败。孔家隧道浅埋、偏压段进洞施工技术考虑了工程状况和施工条件，施工细节涉及每个施工环节。实践证明，孔家隧道的浅埋偏压进洞施工技术保证了施工进度和洞口施工的质量，是切实可行的，可以成为此类隧道施工的技术参考实例。
参考文献
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