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摘要：公路、铁路、城市道路等隧道位于地质不良地质区内，隧道底部存在大量软弱的土体直接导致承载力不足的仰拱施工，为同类工程提供借鉴。结合木黄一号隧道的施工实践，介绍了木黄一号隧道在不良地质条件下的工程措施、施工方法及方法过程中质量控制情况及效益分析，
关键词：不良地质隧道;软弱土体;钢管桩加承台;效益;施工;
隧道按新奥法原理组织施工，隧道拟从进、出口左、右线4个作业面同时向中间掘进。软弱围岩地段施工始终坚持“管超前、弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤测量、紧衬砌”的原则。在施工中积极推广应用国内外隧道施工新技术、新工艺，投入大型机械设备，形成挖、装、运、锚、衬等多条机械化作业线;洞内装碴运输采用无轨运输;喷混凝土采用湿喷机，以降低回弹量和粉尘;砼衬砌采用整体液压钢模衬砌台车和泵送砼作业，施工中进行超前地质预报，采用先进测量、探测技术取得围岩状态参数，通过数据分析和处理，及时反馈指导施工。秀印高速公路PPP项目第二分部木黄一号隧道位于地质不良地质区内，隧道底部存在大量软弱土体，直接导致承载力不足，采用仰拱施工钢管桩加承台处理措施，能够有效解决此类问题，且工程量小，对原地址扰动小，施工快捷，节约成本。
一、工程概况
贵州省秀山（黔渝界）至印江高速公路项目是贵州省“十三五”高速公路规划网中地方高速公路项目，是铜仁高速公路规划网的重要组成部分，连接包茂高速和杭瑞高速两条国家高速公路，是两条国家高速公路在贵州省东北部地区又一重要纵向联系通道，也是贵州省东北部又一出省通道。秀印高速公路第二分部函木黄一号隧道，该隧道为分离式长隧道，左幅隧道起讫桩号ZK19+310～ZK21+740，长2430m，其中V级围岩长593m，Ⅳ级围岩长1315m，Ⅲ级围岩长490m，最大埋深约302.23m;右幅隧道起讫桩号K19+278～K21+760，长2482m，其中V级围岩长605m，Ⅳ级长1325m，Ⅲ级围岩长560m，最大埋深约302.23m。木黄一号隧道地处贵州省铜仁市印江县木黄镇镇驻地北侧，进口位于镇驻地东侧，距省道 S304约 400m，有乡村道路可达进口附近，交通较方便，出口位于镇驻地西侧，紧靠省道 S304，交通方便。隧址区为属构造溶蚀侵蚀中山岩溶槽谷地貌，受区域地质构造作用，隧址区山脊呈东北—西南向平行分布，隧道轴线与山脊、冲沟走向夹角 70-80°。山体山顶高程约1084m，其北东侧木黄河为“U”型谷地貌，河谷高程 731-733m，南西侧木黄河为“U”型谷地貌，河谷高程 701～706m，地形相对高差达 383m。
二、工程措施
在木黄一号隧道不良地质施工区内，采用钢管桩加承台的处理措施，钢管桩型号为φ230壁厚6mm，间距1.5m×1.5m梅花型布置，用于密实钢管桩与周边土体之间的缝隙，钢管桩孔内浇筑C30细石混凝土。承台沿着隧道前进方向，分成左右幅施工，承台单幅断面宽度为1257.6cm，混凝土由拌和站集中拌制，为C30商品混凝土。消除隧道底部存在大量软弱的土体直接导致承载力不足的所带来的施工安全隐患，再在承台顶部进行隧道仰拱施工（图1）。
（一）扰动小，安全便捷
木黄一号隧道软弱地基、溶洞及地下暗河的解决方式为清淤换填、钻孔支设锚杆回填混凝土，或采用隧道内部现浇箱梁方式施工。工序繁琐且遇同等及条件庞大软弱地基工程量浩大。本隧道采用钢管桩+承台方式，能够有效解决此类问题，且工程量小，对原地址扰动小，施工快捷，节约成本。
（二）节约成本，保证施工进度
利用本措施施工可以节省隧道开挖不良地质处置时间，减少同等条件下隧道施工处置工程量，节约成本，保证施工进度。
三、施工方案
（一）工艺流程
仰拱软基处理施工工艺流程如下图2所示。
（二）施工要点
1.仰拱软基处理施工操作要点
（1）隧道基底开挖
先由测量仪器定出开挖中线，划出开挖轮廓线，由于基底是由大量软弱土体堆积而成。所以采用机械进行开挖，挖掘机、装载机、自卸车配合出渣。拱脚处欠挖部分采用风镐凿除，以免松动边墙钢架，为了控制超欠挖，应加强仰拱开挖标高的测量工作。开挖面标高至承台底。隧道开挖采用整体开挖，施工区域开挖完成后应及时对仰拱钢支撑进行临时支撑连接落底，底部可采用0.5x0.5x0.3mC30混凝土垫块块进行铺垫，增大受力面积，并对该工施工区域内的拱顶、拱腰、拱底三个部位按纵向间距2m設置监控量测观测点，每天复测两次，确保沉降可控。为避免钢拱架受水浸泡，基坑排水汇集至施工区域中心部位，再采用水泵进行集中抽水排出。
（2）钢管桩施工
a.测量放线。按设计图纸，沿钢管桩孔位延隧道前进方向，按1m×1m梅花型布置，对准桩中心位置进行标记，钻孔偏差不大于50mm（图3）。
b.钻机就位、校核。施工前把钻机架移到放样点位上，对机架基础用木板垫平，并用不少于4个地锚分别在机架的四周加固，以确保钻机在钻进运行过程中钻机稳定，机架不下沉、不发生移位;调整机架上钻机铅直，钻头中心对应放样红色孔位标记点，采用水平尺调整钻机到铅直状态，固定钻机与机架，严格控制开钻孔位偏差不大于±10mm，钻孔轴线偏差不大于1%，确认准确无误后，方能进行开孔钻进。
c.钻孔。钢管桩型号为φ203壁厚6mm，钢管桩桩身设置溢浆排气孔孔径10mm，间距1.0m×1.0m梅花型布置，用于密实钢管桩与周边土体之间的缝隙以及排除混凝土内部空气。钻进过程中，每进尺2-3m，应检查钻孔直径和竖直度，若发现桩位不正或倾斜，应调整或重新钻孔。为保证精度，应注意运用测斜仪，进行钻孔偏斜度测量，严格控制成孔垂直度，并做好每个钻孔地质记录。钢管桩之间连接采用φ219壁厚12mm的连接钢管，进行丝扣连接钢管桩钻孔时，控制成孔质量以防坍塌。钻孔时应根据钻芯岩土质量并结合钻勘报告确定柱底标高，钢管桩钻孔应根据岩芯完整度及强度判断是否入岩，终孔条件入岩不小于100cm（图4）。 d.钢管桩钢筋笼制作。钢筋在在加工场统一进行加工，钢筋笼需分段制作，根据隧道洞内实际情况每段最长为6m。桩基钢筋笼制作时严格按设计图纸下料配筋制作，弯曲的主筋应调直，清除钢筋表面和污垢和锈蚀，钢筋笼焊接用的焊条应与钢材材质相适应。钢管桩制作钢筋笼钢筋的焊接焊条应使用502;螺旋箍筋与主筋的连接采用梅花形间隔绑扎。钢筋骨架加设固定筋，防止钢筋骨架在运输和就位时变形。钢筋笼应高出钢管桩20cm锚入承台钢筋混凝土中（图5）。
e.钢管桩混凝土浇筑。对钢管桩孔内浇筑C30细石混凝土，灌注开始后，要连续紧凑地进行，严禁中途停工，防止钢筋笼上浮，当灌注的砼顶面距钢筋骨架底部1m左右时，应降低砼的灌注速度。在浇筑过程中应运输浇筑，中断不可过长，由于细石混凝土特点，具有自密实性，浇筑过程不需要振捣。砼浇筑到桩顶时，应适当超过桩顶设计标高，以保证在剔除浮浆后，桩顶标高符合设计要求。
（三）承台施工
1.承台钢筋绑扎
凿除伸入承台的超灌桩头混凝土，采用手工凿除和风动工具凿除的施工方法，首先使用风动工具将桩头清除至距设计桩顶5cm的位置，然后改为手工凿除直至设计桩顶标高。最后将桩身变形的钢筋整修复原。钢筋在钢筋加工厂按设计尺寸集中进行加工，加工完成后运输至施工现场进行安装。钢筋绑扎前，由技术人员在承台底平台上放出钢筋大样，对于桩头钢筋要提前用钢丝刷刷掉钢筋上的泥浆及混凝土残渣。钢筋与地面之间采用混凝土垫块。当承台钢筋与钢管桩钢筋笼冲突时，可适当调整。由于承台为分段浇筑，应提前预留下一模连接钢筋，连接钢筋之间采用单面焊，焊接长度不小于10d（图6、7）。
2.承台模板安装
模板采用竹胶板，模板进场后进行试拼，将模板间的接头处打磨平顺，将整个模板面进行打磨，涂刷脱模剂，并复核模板尺寸，模板加固采用斜撑加固。由于承台采用分段浇筑，存在施工缝连接钢筋，需在模板上预留连接钢筋孔洞，模板安装完成后，先自行检查模板的支撑、高程、垂直度、保护层厚度等各项指标是否符合要求，自检合格后，准备浇筑混凝土。
3.承台混凝土浇筑
浇筑下一段承台时应对上段承台连接面进行凿毛处理，并将残渣及时清理干净。混凝土前将模板内杂物、积水、钢筋上的污垢等清理干净。混凝土由拌和站集中拌制，为C30商品混凝土，混凝土运输车运输到位，入仓方式采用搭设溜槽或汽车泵进行浇筑，混凝土浇筑时，分层厚度不大于30cm，在下层混凝土初凝或能重塑前浇筑完成上层混凝土。插入式振捣器振捣，振捣时遵循“快插慢拨”的原则，振点间距不大于振捣棒有效作用半径的1.5倍，每点振捣时间一般为20～30s，与模板保持5～10cm间距，插入下层混凝土5～10cm，直到混凝土停止下沉、不冒气泡、泛浆为止。
（四）仰拱施工
1.C15垫层混凝土浇筑
承台混凝土浇筑完成达到设计混凝土强度75%后在仰拱与平台夹角处浇筑C15混凝土垫层。混凝土地层浇筑保持与仰拱线型一致。
2.仰拱钢筋绑扎
仰拱衬砌钢筋为双层，环向主筋采用直径20mm的HRB400钢筋，S-Tb间距16.7cm，仰拱钢筋按设计要求在洞外加工预制，汽车运输到现场，在作业台架上人工安装绑扎。根据测量控制点先扎外层环向定位钢筋，用纵向筋将定位钢筋连接后，以纵向筋作为其他环向筋安扎依据，扎完外层后再用相同方法安扎内层钢筋，并及时将内外层钢筋用凳筋连接，并用电弧焊点焊，以加强整体刚度。钢筋安设完成后，按中线标高进行轮廓尺寸检查，合格后于内层钢筋挂设4cm厚砂浆垫块，以确保混凝土灌筑后钢筋保护层厚度。钢筋绑扎时，注意不要损伤防水层，钢筋焊接时，用防火板对防水板进行遮拦，以防烧伤防水板。
3.仰拱混凝土浇筑
仰拱钢筋绑扎经检车合格后支设模板浇筑混凝土，仰拱铺底端头模板，按端头截面形状，采用定型拼装钢模。为便于平台下安装，模板分成2块，用螺栓連接，安装时通过背后支撑定位。预留侧沟的模板采用木模，以便于制作和支立。为了保证施工进度，仰拱混凝土采用分段作业方法，架设长36米的仰拱施工栈桥，一次施工6m。每个作业面仰拱栈桥设1套，同时将根据工程实际进度情况，对仰拱栈桥进行调整。二次衬砌采用抗渗等级P8的C30钢筋混凝土或素混凝土，混凝土由砼输送车运输，利用滑槽直接入模。仰拱浇筑宜采用低塑性混凝土，由仰拱中心向两侧浇筑。拱座部位要预埋连接筋。仰拱采用插入式振捣器捣固密实。混凝土强度达到2.5Mpa以上方可拆除模，进入下一段施工。
4.中心排水沟立模混凝土浇筑
中心排水沟采用120×60cm矩形排水沟，位于隧道中心线左侧112.5cm位置。中心排水沟每50m设置沉沙井一处，每250m设置检查井一处，设检查井位置不再设沉沙井，沉沙井及检查井均采用暗井。中心排水沟尺寸应符合设计要求，线型应顺直，中心排水沟沟底的总体坡度、段落坡度、应协调一致，并符合设计要求，不得高低起伏;中心排水沟设置在仰拱下时，应和仰拱、底板同步施工。
5.仰拱填充混凝土浇筑
仰拱混凝土强度达到70%后采用C15混凝土进行填充，填充混凝土施工前先对仰拱混凝土施工界面要凿毛冲洗、充分润湿，使新旧混凝土结合密贴。仰拱填充混凝土顶面高程要严格控制，以免影响路面厚度，同时要保持正确的纵向和横向坡度，表面平整。仰拱和底板混凝土强度达到设计强度100%后方可允许车辆通行。
6.水沟盖板安装
中心排水沟盖板采用集中预制，盖板尺寸为180×49cm;水沟盖板安装完成后应无晃动。
五、木黄一号隧道不良地质仰拱施工地表沉降量测
（一）洞口段、洞顶浅埋地段开挖前垂直隧道纵轴线横向埋设地表监控量测桩及水准基准点，第一个监测断面布置在明暗洞交界里程往洞内方向2m处，其余断面布置尽量与洞内拱顶下沉、净空水平收敛断面布置一致（也可根据情况调整）。每个地表下沉量测断面测点横向间距为2～5m（横断面布点应结合地形），横向布点埋设在隧道开挖影响范围内、同一量测断面至少布置9个测点，在隧道中线附近测点应布置密。（二）隧道施工时及时根据量测数据绘制地表下沉位移一时间的关系曲线，绘制地表下沉位移值--距开挖面距离的关系曲线，地表沉降量测用精密水准仪观测。（三）观测元件说明：桩体选择20mm不锈钢棒，顶部磨圆并刻画十字线，底部焊接弯钩，待基床表层级配碎石施工完成后，通过测量埋置在设计位置，埋置深度不小于0.4m，桩周0.15m用C20混凝土浇筑固定，完成埋设后测量桩顶标高作为初始读数。（四）在布置测点时应注意在位移量较大的地段将测点布置密一点。（五）水准基点必须设置在工程施工影响范围以外，确保水准基点不下沉。（六）地表量测与地下洞室各项监测同步进行。（七）监测精度：A h=0.1mm。 六、木黄一号隧道不良地质仰拱施工质量控制
（一）模板质量控制
1.模板变形：建议对模板进行专项设计与计算，保证足够的强度刚度;加强施工班组的岗前培训，规范人员操作。2.模板拼缝错台：模板变形、内模内缩空间有限、模板未合模紧密、模板撑杆不到位、丝杆滑丝或未锁紧。建议控制模板变形、优化模板结构设计、加强模板固定和支撑的管控。
（二）钢筋质量控制
1.钢筋进场检查检测。不合格的钢筋材料混入：建议加强钢筋进场管理措施。2.钢筋下料。配料单错误：建议多层检查，签字留存检查记录。钢筋下料尺寸误差大：建议采用数控自动化钢筋剪切生产线。3.钢筋连接。焊接定位钢筋时烧伤波纹管：建议定位钢筋焊接前垫防护材料，焊接采用CO2气体保护焊，优化定位钢筋形状。钢筋焊接存在咬边、气孔、裂纹：建议选择合适的电流，控制电弧长度、焊接速度，采取防风措施、预热措施，或采用CO2气体保护焊。
（三）混凝土质量控制。1.原材料、掺合料质量差：材料母材质量差，加工设备部不满足要求。建议从母材开始控制，选择合格加工设备。2.收面高低不平、表面拉毛不顺直，深浅不一：建议对作业人员加强教育，严格落实技术交底要求。3.收缩裂缝：建议优化施工配合比、加强养护质量控制。
七、木黄一号隧道不良地质仰拱施工效益分析
（一）木黄一号隧道不良地质仰拱施工效益分析
1.木黄一号隧道不良地质仰拱施工效益。钢花管材料费：φ203×6钢管每米单价为92元，该处不良地质处理工程量预计为5021米，费用为92×5021=461932元;承台材料费：C30混凝土单价为325元/m?，工程量为383方，费用为325*383=124475，C15单价为275元/m?，工程量为150方，费用为150*275=41250元;钢筋材料费：带肋钢筋单价为6.69/kg，工程量为48476kg，费用为6.69*48476=324304元。人工费：对该段隧道不良地质处理，预计需要工人12个，管理人员2人。1个工日单价160元，工期按2个月进行计算，费用合计14*160*60=134400元。机械设备费：钻孔机单台租赁费用为20000元/台，预计租用5台，租用2个月，费用合计为5*2*20000=200000元;费用合计为：1286361元。
2.传统设置行车梁处理方法施工效益。为确保行车梁质量，设置行车梁制梁场，设置三个制梁台座。预制梁场征地费按当地政策4.2万/亩计算，梁场占地3亩，合计征地费用4.2万x3亩=12.6万元，梁场建设费50万元。行车梁预制完成后采用2台100T汽车吊进行吊装，1台汽车吊租赁费12万元/月，按3个月工期考虑，汽车吊费用2台x3个月x12万元/月=72万元。行车梁预制采用大型混凝土预制，需要管理人员1人，普工至少6人。人工费：1个工日单价160元，一个梁场一天养护作业需人工2个工日。施工工期：90天，费用总计为7×90×160=100800元;机械设备费：;行车梁养护喷淋设施3000元、电线布设3000元、設备安装20000元，合计26000元;对行车梁进行模板特制：预计采用2套模板，每套模板30000元，合计2×30000=60000元;行车梁材料费：根据实际情况如果采用行车梁对不良地质区跨越，需预制50m行车梁共计10片，单片材料费按15000元进行预估，合计材料费为：150000×10=1500000元;对隧道基底不良地质软弱土进行开挖，平均开挖深度为6m，长度按50m进行考虑，合计费用为：50*12.5*6*50=187500元。架梁机械费：单台架梁机租赁费用13万/月，按2个月工期考虑，架梁机费用2×13=26万元。成本费用合计：3480300元。采用云贵高原不良地质隧道仰拱施工总成本节约：348.03万元-123.64万元=224.39万元。
（二）环保效益
木黄一号隧道不良地质仰拱施工以钢管桩+承台方式，避免清淤换填、钻孔支设锚杆回填混凝土等施工工艺，减少对原状土扰动，减少对原环境造成破坏。
（三）社会效益
当前我国公路交通事业发展迅猛，云贵高原岩溶地貌隧道施工越来越多，该施工方法解决了云贵高原岩溶地貌隧道仰拱不良地质施工的技术难题，社会意义和社会价值深远重大。
八、结语
在云贵高原公路、铁路、城市道路等隧道位于地质不良地质区内，隧道底部存在大量软弱的土体直接导致承载力不足的仰拱施工，木黄一号隧道不良地质仰拱施工的钢管桩加承台的处理措施，为同类工程提供借鉴
参考文献
[1]关宝树.隧道工程施工要点集[M].北京.人民交通出版社.2003.
[2]关宝树.隧道施工安全集[M].北京.人民交通出版社，2003 .
[3]交通运输部公路局.高速公路施工标准化技术指南（第5分册）：隧道工程.[M].北京.人民交通出版社.2012.
[4]JTG/T 3660-2020.公路隧道施工技术规范.
[作者简介]彭梦环（1993.01-），男，汉族，贵州省赫章县人，本科学历，中建四局第五建筑工程有限公司贵州秀印高速公路第二分部技术部技术工程师，主要研究方向：施工技术方向。
关键词：不良地质隧道;软弱土体;钢管桩加承台;效益;施工;
隧道按新奥法原理组织施工，隧道拟从进、出口左、右线4个作业面同时向中间掘进。软弱围岩地段施工始终坚持“管超前、弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤测量、紧衬砌”的原则。在施工中积极推广应用国内外隧道施工新技术、新工艺，投入大型机械设备，形成挖、装、运、锚、衬等多条机械化作业线;洞内装碴运输采用无轨运输;喷混凝土采用湿喷机，以降低回弹量和粉尘;砼衬砌采用整体液压钢模衬砌台车和泵送砼作业，施工中进行超前地质预报，采用先进测量、探测技术取得围岩状态参数，通过数据分析和处理，及时反馈指导施工。秀印高速公路PPP项目第二分部木黄一号隧道位于地质不良地质区内，隧道底部存在大量软弱土体，直接导致承载力不足，采用仰拱施工钢管桩加承台处理措施，能够有效解决此类问题，且工程量小，对原地址扰动小，施工快捷，节约成本。
一、工程概况
贵州省秀山（黔渝界）至印江高速公路项目是贵州省“十三五”高速公路规划网中地方高速公路项目，是铜仁高速公路规划网的重要组成部分，连接包茂高速和杭瑞高速两条国家高速公路，是两条国家高速公路在贵州省东北部地区又一重要纵向联系通道，也是贵州省东北部又一出省通道。秀印高速公路第二分部函木黄一号隧道，该隧道为分离式长隧道，左幅隧道起讫桩号ZK19+310～ZK21+740，长2430m，其中V级围岩长593m，Ⅳ级围岩长1315m，Ⅲ级围岩长490m，最大埋深约302.23m;右幅隧道起讫桩号K19+278～K21+760，长2482m，其中V级围岩长605m，Ⅳ级长1325m，Ⅲ级围岩长560m，最大埋深约302.23m。木黄一号隧道地处贵州省铜仁市印江县木黄镇镇驻地北侧，进口位于镇驻地东侧，距省道 S304约 400m，有乡村道路可达进口附近，交通较方便，出口位于镇驻地西侧，紧靠省道 S304，交通方便。隧址区为属构造溶蚀侵蚀中山岩溶槽谷地貌，受区域地质构造作用，隧址区山脊呈东北—西南向平行分布，隧道轴线与山脊、冲沟走向夹角 70-80°。山体山顶高程约1084m，其北东侧木黄河为“U”型谷地貌，河谷高程 731-733m，南西侧木黄河为“U”型谷地貌，河谷高程 701～706m，地形相对高差达 383m。
二、工程措施
在木黄一号隧道不良地质施工区内，采用钢管桩加承台的处理措施，钢管桩型号为φ230壁厚6mm，间距1.5m×1.5m梅花型布置，用于密实钢管桩与周边土体之间的缝隙，钢管桩孔内浇筑C30细石混凝土。承台沿着隧道前进方向，分成左右幅施工，承台单幅断面宽度为1257.6cm，混凝土由拌和站集中拌制，为C30商品混凝土。消除隧道底部存在大量软弱的土体直接导致承载力不足的所带来的施工安全隐患，再在承台顶部进行隧道仰拱施工（图1）。
（一）扰动小，安全便捷
木黄一号隧道软弱地基、溶洞及地下暗河的解决方式为清淤换填、钻孔支设锚杆回填混凝土，或采用隧道内部现浇箱梁方式施工。工序繁琐且遇同等及条件庞大软弱地基工程量浩大。本隧道采用钢管桩+承台方式，能够有效解决此类问题，且工程量小，对原地址扰动小，施工快捷，节约成本。
（二）节约成本，保证施工进度
利用本措施施工可以节省隧道开挖不良地质处置时间，减少同等条件下隧道施工处置工程量，节约成本，保证施工进度。
三、施工方案
（一）工艺流程
仰拱软基处理施工工艺流程如下图2所示。
（二）施工要点
1.仰拱软基处理施工操作要点
（1）隧道基底开挖
先由测量仪器定出开挖中线，划出开挖轮廓线，由于基底是由大量软弱土体堆积而成。所以采用机械进行开挖，挖掘机、装载机、自卸车配合出渣。拱脚处欠挖部分采用风镐凿除，以免松动边墙钢架，为了控制超欠挖，应加强仰拱开挖标高的测量工作。开挖面标高至承台底。隧道开挖采用整体开挖，施工区域开挖完成后应及时对仰拱钢支撑进行临时支撑连接落底，底部可采用0.5x0.5x0.3mC30混凝土垫块块进行铺垫，增大受力面积，并对该工施工区域内的拱顶、拱腰、拱底三个部位按纵向间距2m設置监控量测观测点，每天复测两次，确保沉降可控。为避免钢拱架受水浸泡，基坑排水汇集至施工区域中心部位，再采用水泵进行集中抽水排出。
（2）钢管桩施工
a.测量放线。按设计图纸，沿钢管桩孔位延隧道前进方向，按1m×1m梅花型布置，对准桩中心位置进行标记，钻孔偏差不大于50mm（图3）。
b.钻机就位、校核。施工前把钻机架移到放样点位上，对机架基础用木板垫平，并用不少于4个地锚分别在机架的四周加固，以确保钻机在钻进运行过程中钻机稳定，机架不下沉、不发生移位;调整机架上钻机铅直，钻头中心对应放样红色孔位标记点，采用水平尺调整钻机到铅直状态，固定钻机与机架，严格控制开钻孔位偏差不大于±10mm，钻孔轴线偏差不大于1%，确认准确无误后，方能进行开孔钻进。
c.钻孔。钢管桩型号为φ203壁厚6mm，钢管桩桩身设置溢浆排气孔孔径10mm，间距1.0m×1.0m梅花型布置，用于密实钢管桩与周边土体之间的缝隙以及排除混凝土内部空气。钻进过程中，每进尺2-3m，应检查钻孔直径和竖直度，若发现桩位不正或倾斜，应调整或重新钻孔。为保证精度，应注意运用测斜仪，进行钻孔偏斜度测量，严格控制成孔垂直度，并做好每个钻孔地质记录。钢管桩之间连接采用φ219壁厚12mm的连接钢管，进行丝扣连接钢管桩钻孔时，控制成孔质量以防坍塌。钻孔时应根据钻芯岩土质量并结合钻勘报告确定柱底标高，钢管桩钻孔应根据岩芯完整度及强度判断是否入岩，终孔条件入岩不小于100cm（图4）。 d.钢管桩钢筋笼制作。钢筋在在加工场统一进行加工，钢筋笼需分段制作，根据隧道洞内实际情况每段最长为6m。桩基钢筋笼制作时严格按设计图纸下料配筋制作，弯曲的主筋应调直，清除钢筋表面和污垢和锈蚀，钢筋笼焊接用的焊条应与钢材材质相适应。钢管桩制作钢筋笼钢筋的焊接焊条应使用502;螺旋箍筋与主筋的连接采用梅花形间隔绑扎。钢筋骨架加设固定筋，防止钢筋骨架在运输和就位时变形。钢筋笼应高出钢管桩20cm锚入承台钢筋混凝土中（图5）。
e.钢管桩混凝土浇筑。对钢管桩孔内浇筑C30细石混凝土，灌注开始后，要连续紧凑地进行，严禁中途停工，防止钢筋笼上浮，当灌注的砼顶面距钢筋骨架底部1m左右时，应降低砼的灌注速度。在浇筑过程中应运输浇筑，中断不可过长，由于细石混凝土特点，具有自密实性，浇筑过程不需要振捣。砼浇筑到桩顶时，应适当超过桩顶设计标高，以保证在剔除浮浆后，桩顶标高符合设计要求。
（三）承台施工
1.承台钢筋绑扎
凿除伸入承台的超灌桩头混凝土，采用手工凿除和风动工具凿除的施工方法，首先使用风动工具将桩头清除至距设计桩顶5cm的位置，然后改为手工凿除直至设计桩顶标高。最后将桩身变形的钢筋整修复原。钢筋在钢筋加工厂按设计尺寸集中进行加工，加工完成后运输至施工现场进行安装。钢筋绑扎前，由技术人员在承台底平台上放出钢筋大样，对于桩头钢筋要提前用钢丝刷刷掉钢筋上的泥浆及混凝土残渣。钢筋与地面之间采用混凝土垫块。当承台钢筋与钢管桩钢筋笼冲突时，可适当调整。由于承台为分段浇筑，应提前预留下一模连接钢筋，连接钢筋之间采用单面焊，焊接长度不小于10d（图6、7）。
2.承台模板安装
模板采用竹胶板，模板进场后进行试拼，将模板间的接头处打磨平顺，将整个模板面进行打磨，涂刷脱模剂，并复核模板尺寸，模板加固采用斜撑加固。由于承台采用分段浇筑，存在施工缝连接钢筋，需在模板上预留连接钢筋孔洞，模板安装完成后，先自行检查模板的支撑、高程、垂直度、保护层厚度等各项指标是否符合要求，自检合格后，准备浇筑混凝土。
3.承台混凝土浇筑
浇筑下一段承台时应对上段承台连接面进行凿毛处理，并将残渣及时清理干净。混凝土前将模板内杂物、积水、钢筋上的污垢等清理干净。混凝土由拌和站集中拌制，为C30商品混凝土，混凝土运输车运输到位，入仓方式采用搭设溜槽或汽车泵进行浇筑，混凝土浇筑时，分层厚度不大于30cm，在下层混凝土初凝或能重塑前浇筑完成上层混凝土。插入式振捣器振捣，振捣时遵循“快插慢拨”的原则，振点间距不大于振捣棒有效作用半径的1.5倍，每点振捣时间一般为20～30s，与模板保持5～10cm间距，插入下层混凝土5～10cm，直到混凝土停止下沉、不冒气泡、泛浆为止。
（四）仰拱施工
1.C15垫层混凝土浇筑
承台混凝土浇筑完成达到设计混凝土强度75%后在仰拱与平台夹角处浇筑C15混凝土垫层。混凝土地层浇筑保持与仰拱线型一致。
2.仰拱钢筋绑扎
仰拱衬砌钢筋为双层，环向主筋采用直径20mm的HRB400钢筋，S-Tb间距16.7cm，仰拱钢筋按设计要求在洞外加工预制，汽车运输到现场，在作业台架上人工安装绑扎。根据测量控制点先扎外层环向定位钢筋，用纵向筋将定位钢筋连接后，以纵向筋作为其他环向筋安扎依据，扎完外层后再用相同方法安扎内层钢筋，并及时将内外层钢筋用凳筋连接，并用电弧焊点焊，以加强整体刚度。钢筋安设完成后，按中线标高进行轮廓尺寸检查，合格后于内层钢筋挂设4cm厚砂浆垫块，以确保混凝土灌筑后钢筋保护层厚度。钢筋绑扎时，注意不要损伤防水层，钢筋焊接时，用防火板对防水板进行遮拦，以防烧伤防水板。
3.仰拱混凝土浇筑
仰拱钢筋绑扎经检车合格后支设模板浇筑混凝土，仰拱铺底端头模板，按端头截面形状，采用定型拼装钢模。为便于平台下安装，模板分成2块，用螺栓連接，安装时通过背后支撑定位。预留侧沟的模板采用木模，以便于制作和支立。为了保证施工进度，仰拱混凝土采用分段作业方法，架设长36米的仰拱施工栈桥，一次施工6m。每个作业面仰拱栈桥设1套，同时将根据工程实际进度情况，对仰拱栈桥进行调整。二次衬砌采用抗渗等级P8的C30钢筋混凝土或素混凝土，混凝土由砼输送车运输，利用滑槽直接入模。仰拱浇筑宜采用低塑性混凝土，由仰拱中心向两侧浇筑。拱座部位要预埋连接筋。仰拱采用插入式振捣器捣固密实。混凝土强度达到2.5Mpa以上方可拆除模，进入下一段施工。
4.中心排水沟立模混凝土浇筑
中心排水沟采用120×60cm矩形排水沟，位于隧道中心线左侧112.5cm位置。中心排水沟每50m设置沉沙井一处，每250m设置检查井一处，设检查井位置不再设沉沙井，沉沙井及检查井均采用暗井。中心排水沟尺寸应符合设计要求，线型应顺直，中心排水沟沟底的总体坡度、段落坡度、应协调一致，并符合设计要求，不得高低起伏;中心排水沟设置在仰拱下时，应和仰拱、底板同步施工。
5.仰拱填充混凝土浇筑
仰拱混凝土强度达到70%后采用C15混凝土进行填充，填充混凝土施工前先对仰拱混凝土施工界面要凿毛冲洗、充分润湿，使新旧混凝土结合密贴。仰拱填充混凝土顶面高程要严格控制，以免影响路面厚度，同时要保持正确的纵向和横向坡度，表面平整。仰拱和底板混凝土强度达到设计强度100%后方可允许车辆通行。
6.水沟盖板安装
中心排水沟盖板采用集中预制，盖板尺寸为180×49cm;水沟盖板安装完成后应无晃动。
五、木黄一号隧道不良地质仰拱施工地表沉降量测
（一）洞口段、洞顶浅埋地段开挖前垂直隧道纵轴线横向埋设地表监控量测桩及水准基准点，第一个监测断面布置在明暗洞交界里程往洞内方向2m处，其余断面布置尽量与洞内拱顶下沉、净空水平收敛断面布置一致（也可根据情况调整）。每个地表下沉量测断面测点横向间距为2～5m（横断面布点应结合地形），横向布点埋设在隧道开挖影响范围内、同一量测断面至少布置9个测点，在隧道中线附近测点应布置密。（二）隧道施工时及时根据量测数据绘制地表下沉位移一时间的关系曲线，绘制地表下沉位移值--距开挖面距离的关系曲线，地表沉降量测用精密水准仪观测。（三）观测元件说明：桩体选择20mm不锈钢棒，顶部磨圆并刻画十字线，底部焊接弯钩，待基床表层级配碎石施工完成后，通过测量埋置在设计位置，埋置深度不小于0.4m，桩周0.15m用C20混凝土浇筑固定，完成埋设后测量桩顶标高作为初始读数。（四）在布置测点时应注意在位移量较大的地段将测点布置密一点。（五）水准基点必须设置在工程施工影响范围以外，确保水准基点不下沉。（六）地表量测与地下洞室各项监测同步进行。（七）监测精度：A h=0.1mm。 六、木黄一号隧道不良地质仰拱施工质量控制
（一）模板质量控制
1.模板变形：建议对模板进行专项设计与计算，保证足够的强度刚度;加强施工班组的岗前培训，规范人员操作。2.模板拼缝错台：模板变形、内模内缩空间有限、模板未合模紧密、模板撑杆不到位、丝杆滑丝或未锁紧。建议控制模板变形、优化模板结构设计、加强模板固定和支撑的管控。
（二）钢筋质量控制
1.钢筋进场检查检测。不合格的钢筋材料混入：建议加强钢筋进场管理措施。2.钢筋下料。配料单错误：建议多层检查，签字留存检查记录。钢筋下料尺寸误差大：建议采用数控自动化钢筋剪切生产线。3.钢筋连接。焊接定位钢筋时烧伤波纹管：建议定位钢筋焊接前垫防护材料，焊接采用CO2气体保护焊，优化定位钢筋形状。钢筋焊接存在咬边、气孔、裂纹：建议选择合适的电流，控制电弧长度、焊接速度，采取防风措施、预热措施，或采用CO2气体保护焊。
（三）混凝土质量控制。1.原材料、掺合料质量差：材料母材质量差，加工设备部不满足要求。建议从母材开始控制，选择合格加工设备。2.收面高低不平、表面拉毛不顺直，深浅不一：建议对作业人员加强教育，严格落实技术交底要求。3.收缩裂缝：建议优化施工配合比、加强养护质量控制。
七、木黄一号隧道不良地质仰拱施工效益分析
（一）木黄一号隧道不良地质仰拱施工效益分析
1.木黄一号隧道不良地质仰拱施工效益。钢花管材料费：φ203×6钢管每米单价为92元，该处不良地质处理工程量预计为5021米，费用为92×5021=461932元;承台材料费：C30混凝土单价为325元/m?，工程量为383方，费用为325*383=124475，C15单价为275元/m?，工程量为150方，费用为150*275=41250元;钢筋材料费：带肋钢筋单价为6.69/kg，工程量为48476kg，费用为6.69*48476=324304元。人工费：对该段隧道不良地质处理，预计需要工人12个，管理人员2人。1个工日单价160元，工期按2个月进行计算，费用合计14*160*60=134400元。机械设备费：钻孔机单台租赁费用为20000元/台，预计租用5台，租用2个月，费用合计为5*2*20000=200000元;费用合计为：1286361元。
2.传统设置行车梁处理方法施工效益。为确保行车梁质量，设置行车梁制梁场，设置三个制梁台座。预制梁场征地费按当地政策4.2万/亩计算，梁场占地3亩，合计征地费用4.2万x3亩=12.6万元，梁场建设费50万元。行车梁预制完成后采用2台100T汽车吊进行吊装，1台汽车吊租赁费12万元/月，按3个月工期考虑，汽车吊费用2台x3个月x12万元/月=72万元。行车梁预制采用大型混凝土预制，需要管理人员1人，普工至少6人。人工费：1个工日单价160元，一个梁场一天养护作业需人工2个工日。施工工期：90天，费用总计为7×90×160=100800元;机械设备费：;行车梁养护喷淋设施3000元、电线布设3000元、設备安装20000元，合计26000元;对行车梁进行模板特制：预计采用2套模板，每套模板30000元，合计2×30000=60000元;行车梁材料费：根据实际情况如果采用行车梁对不良地质区跨越，需预制50m行车梁共计10片，单片材料费按15000元进行预估，合计材料费为：150000×10=1500000元;对隧道基底不良地质软弱土进行开挖，平均开挖深度为6m，长度按50m进行考虑，合计费用为：50*12.5*6*50=187500元。架梁机械费：单台架梁机租赁费用13万/月，按2个月工期考虑，架梁机费用2×13=26万元。成本费用合计：3480300元。采用云贵高原不良地质隧道仰拱施工总成本节约：348.03万元-123.64万元=224.39万元。
（二）环保效益
木黄一号隧道不良地质仰拱施工以钢管桩+承台方式，避免清淤换填、钻孔支设锚杆回填混凝土等施工工艺，减少对原状土扰动，减少对原环境造成破坏。
（三）社会效益
当前我国公路交通事业发展迅猛，云贵高原岩溶地貌隧道施工越来越多，该施工方法解决了云贵高原岩溶地貌隧道仰拱不良地质施工的技术难题，社会意义和社会价值深远重大。
八、结语
在云贵高原公路、铁路、城市道路等隧道位于地质不良地质区内，隧道底部存在大量软弱的土体直接导致承载力不足的仰拱施工，木黄一号隧道不良地质仰拱施工的钢管桩加承台的处理措施，为同类工程提供借鉴
参考文献
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[2]关宝树.隧道施工安全集[M].北京.人民交通出版社，2003 .
[3]交通运输部公路局.高速公路施工标准化技术指南（第5分册）：隧道工程.[M].北京.人民交通出版社.2012.
[4]JTG/T 3660-2020.公路隧道施工技术规范.
[作者简介]彭梦环（1993.01-），男，汉族，贵州省赫章县人，本科学历，中建四局第五建筑工程有限公司贵州秀印高速公路第二分部技术部技术工程师，主要研究方向：施工技术方向。