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摘要: 通过对靖那二标隧道出口浅埋、偏压、软弱围岩及进洞跨线施工的总结研讨，详细介绍了隧道进洞施工组织措施和技术方案，为复杂地形地质条件下的隧道进洞技术积累了经验。
关键词: 隧道工程，隧道进洞，施工技术
随着山区高速公路的建设，公路隧道在高速公路中所占比重越来越大，如何保证隧道的施工质量和进度，就显得尤其重要。
1工程概况
1.1地形及地质
广西靖西至那坡高速公路位于云贵高原西南部边缘地带。地形起伏剧烈、沟深坡陡，多为群山绵延，部分孤峰突起，其间沟谷相对平坦开阔。典型喀斯特地区。区内地层主要为灰岩、泥岩、砂岩等，表土为第四系坡积土、红粘土。主要不良地质现象为塌方、溶洞及涌水等。
1.2隧道设计
隧道洞身按新奥法施工原理进行洞身结构设计，即以系统锚杆、喷砼、钢筋网、钢拱架等组成的初期支护与二次模筑砼相结合的复合式衬砌型式。一般Ⅴ级围岩采用留核心土法，Ⅳ级围岩采用上下台阶法，Ⅱ、Ⅲ级围岩采用全断面法。
对于隧道洞口IV、V级软弱围岩、浅埋偏压地段及断层破碎带地段，设计中采取了增设仰拱、工字钢架、格栅钢架及长管棚、小导管注浆等超前支护措施予以加强。
为了掌握围岩在开挖过程中的动态变化和支护结构的稳定状态，施工中必须进行现场监控量测。通过对量测数据的分析和判断，对围岩——支护体系的稳定状态进行预测和分析，并据此及时调整支护参数和相应措施，以确保围岩及结构的稳定。隧道洞身开挖中，将采用超前地质预报技术，提前掌握掌子面前方的地质、水文条件，及时采用应对的技术措施。
2 隧道洞口及进洞施工流程
3隧道工程项目的重点、难点
3.1隧道工程项目的特点
部分隧道洞口位于深沟谷，地形起伏较大，桥隧相连紧密。水、电都难以架设，便道无法修建，施工条件较差。如：百针1号隧道出口与百针2号隧道紧密相连，难以开工，所以采用独头掘进。百针1号进口掘进，百针2号出口掘进，岩信、金龙岩隧道独头掘进。
坡荷隧道（K63+216~K65+480）全长2264m，是本合同段最长的隧道，属控制性工程。进、出口靠近S320，进场较方便。进出口采用双向掘进。
3.2本项目隧道工程的重点
3.2.1百针l#隧道进洞方案
（1）设计情况
①地质概况
隧道区地处靖西县安德镇西北侧的峰林山体上，隧道走向主要斜穿两道山脊，进口位于溶蚀洼地或落水洞边缘，山体自然坡度20°～60°，局部达70°；地表多为基岩裸露，零星分布有少量残坡积土层，厚度为1～3.3m，较薄，山岭基岩为石岩系岩关组石灰岩。按设计方案开挖后，形成高7～12m的人工边坡，为岩质边坡，有直立贴坡后，存在坡体塌落的可能，应进行处理。因边坡高度不大，场地内存在边坡空间，建议放坡处理，开挖坡比率为1：O.3～l：O.5。
②进口设计
洞口采用端墙式洞门，边坡为光面爆破＋常青藤；仰坡为φ22砂浆锚杆，钢筋网φ8@20*20；仰坡采用10cm厚C20喷射混凝土进行支护，边坡采用5cm厚C20喷射混凝土进行支护；边坡坡率为l：0.3，仰坡坡率为l：0.5；边坡高约16m，仰坡高约l0.5m。
（2）现场情况
①地质概况
开挖后，发现残坡积土约6m多厚，为碎石土类，有少量块石，松散，下伏石灰岩，岩体破碎，基岩裸露较少，偏压严重。这和原设计的地质情况有较大的差别。
原设计是岩石边坡，采用坡率为1：O.3和1：O.5，不加防护，现由于地质情况和原设计不符，上部覆盖有6m多松散的碎石土，如在原进洞位置K52＋400进洞，边坡将高达18～20m，将使洞口边坡出现坍塌的可能。
②建议方案
右线方案：为了降低边坡以防坍塌，建议将明洞桩号延伸15m，明洞在K52＋385进洞。明暗交界向前移10米为K52+405。边仰坡都采用φ22砂浆锚杆＋钢筋网φ8@20*20，喷射C20混凝土厚15cm，边仰坡率：土质为l：l.25，石质为l：O.75。
3.2.2果乱隧道进洞方案
（1）地质概况
隧道区地处岩溶发育区，区域岩溶发育程度为中等～强岩溶层，地表岩溶溶槽较发育，右幅隧道出口段洞轴线附近斜坡地段发育两个溶洞，两溶洞相距约2m，北东侧溶洞宽约3m，高约l.5m，深约2m，底部为粘土充填，南西侧溶洞口呈园形，洞径约3m，深约3m，往山顶方向发育。
该隧道所处地貌单元属峰林地形，出口位于山脚处，山体自然坡度20°～35°，局部陡崖，地形平坦，交通较方便。
地质描述：出口洞段地表为第四系坡积层覆盖，下伏基岩为石灰岩，中～厚层状地层，岩体中风化，岩体破碎，桩号K57＋128.3～K57＋157.8段洞顶围岩厚度薄，且见有溶洞发育，成洞条件差，建议加强支护，并对溶洞进行处理。
位于K57＋143.3处SDZl6钻孔柱状图揭示：标高1039.85～1035.45为红粘土；1033.65～1032.55、1024.55～1024.15、1024.05～1023.75、1023．25～1022.15均為溶洞，内有少量粘土及碎石充填。
（2）出口设计
由于洞口出口段地表为第四系坡积层覆盖，下伏石灰岩，岩体破碎，成洞条件差，设计中采用复合式衬砌，从K57＋118～K57＋135，按Vb型支护衬砌；K57＋135～K57＋155为Va型支护衬砌；K57＋155～K57＋175明洞衬砌，洞门形式采用削竹式洞门。
根据地质资料，出口端溶洞非常发育，而设计图中对溶洞未作处理。
边坡采用1：l坡率，采用三维植被网种草防护，仰坡1：0.3采用锚喷网防护，φ8钢筋网@20*20。喷10cm砼。无锚杆加固。
（3）建议方案
该隧道右线出口段开挖后洞脸将形成5～7m的人工边坡，为土质边坡，稳定性差，需支护，右洞前进方左侧边坡地表有两个溶洞，两溶洞相距2m，北东侧溶洞宽约3m，高约l.5m，深约2m。隧道底部存在3个串联的溶洞。
建议：进一步进行地质调查，搞清楚溶洞的形态，同时探明溶洞充填物的埋深及对洞身的影响。仰边坡采用锚喷支护，锚杆φ25长[email protected]*l.0m，φ8钢筋网@20*20，喷射C20厚l0cm，边坡率为l：1。
根据K57＋143.3处的SDZ l6钻孔揭示的情况，连串溶洞对洞身的影响较大，建议：
①进一步揭示溶洞的形态和充填情况，进一步修改设计。
②果乱隧道出口端设计未设大管棚，出口端清表后发现该段为红粘土夹杂块石，因此，加强超前支护是十分必要的，建议增设大管棚，管棚单根长度暂定为35m,布设形式参照其他隧道。
③如果拱顶上有空洞必须注浆填充，不能留有空隙。
④衬砌仰拱底的标高为1024.534，正处在三层溶洞中，隧底应当根据现在揭示的情况（因为溶洞内只有少量粘土和充填物，而且溶洞内无水，洞的高度也不大）进行充填后注浆加固。
⑤因为钻探揭示的溶洞只有高度没有标明宽度和长度。所以边墙应根据其宽度的情况进行处理，如果宽度不大，可以用混凝土填实，宽度较大时，可以用浆砌片石填充，其背后可以用砂石充填密实，并做好泄水孔，以便排水。
2.2.3坡荷隧道出口进洞方案
坡荷隧道出口段处于斜坡地段，上部有一已建公路和隧道轴线斜交，公路中心离左线洞口约45m，离右线洞口约40m。省道S320距离本隧道洞顶的距离约5～7m。
（1）地质概况
出口段，地表为第四系人工堆积覆盖层，为杂色粉质粘土，含页岩碎石块，结构较松散，下伏为页岩及少量石灰岩，岩体风化强烈，围岩自稳能力差，成洞条件差，必须做好超前支护。
（2）建议方案
①地表加固
隧道处在约20m深的松散碎石土中，所以采用洞外地表注浆加固方案，使松散的碎石胶结和超前支护共同作用，确保隧道安全进洞。注浆采用φ76钢管，钢管采用梅花形布置，设置间距为0.75m。拱顶部分钢管长度为距离隧道拱顶0.3~0.5m，两侧边墙的位置要求设置3~5排注浆管，注浆管长度要求与仰拱底基本齐平。
注浆的浆液采用1:1的水泥净浆。注浆压力为0.5~1.0MPa。
为减轻省道S320上重载车对隧道施工的影响，在公路下方施工期间，建议在道路上方靠近小桩号一侧修筑一条宽5m以上的辅道。
②洞内加固
洞内加固方案应当结合仰坡、原公路地段地表加固方案同时进行。
隧道内加固方案主要的优点是能保证公路畅通，对环境起到保护作用，施工安全。
1）超前支护加强：采用φ89×8mm大套管超前注浆支护，φ89×8mm管棚采用热轧无缝花钢管，间距40cm，范围拱部120°内，长度：左洞60m，右洞45m。左洞管棚较长，可以分两次施工，搭接5m。
2）初期支护：采用I 22b钢拱架，纵向间距50cm，双层钢筋网为φ8@20*20，喷C25混凝土28cm，纵向拱架连接筋为φ25钢筋，间距1m；系统锚杆为中空式φ25钢筋；锁脚锚杆钢筋为φ25钢筋，L=4.5m
3）开挖形式：Ⅴ级围岩采用CD法开挖。开挖时可视边墙稳定情况，适当加设φ50小导管注浆加固。
4 监控量测的信息反馈
施工过程中应进行监控量测数据的实时分析和阶段分析。
实时分析: 每天根据监控量测数据及时进行分析，发现安全隐患应分析原因并提交异常报告。
阶段分析: 按周、月进行阶段分析，总结监控量测数据的变化规律，对施工情况进行评价，提交阶段分析报告，指导后续施工。
小 结
复杂地形地质隧道进洞施工，风险较大，围岩易受到扰动，根据地形地质，采取长大管棚、套拱加固、反压回填、打设预应力锚杆等措施，不失为经济有效的处治方式，利用监控量测手段监控和指导施工，动态设计、动态施工，为复杂地形地质条件下的隧道顺利进洞积累了宝贵的施工数据和经验，为后期同类型隧道施工提供了技术支持。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词: 隧道工程，隧道进洞，施工技术
随着山区高速公路的建设，公路隧道在高速公路中所占比重越来越大，如何保证隧道的施工质量和进度，就显得尤其重要。
1工程概况
1.1地形及地质
广西靖西至那坡高速公路位于云贵高原西南部边缘地带。地形起伏剧烈、沟深坡陡，多为群山绵延，部分孤峰突起，其间沟谷相对平坦开阔。典型喀斯特地区。区内地层主要为灰岩、泥岩、砂岩等，表土为第四系坡积土、红粘土。主要不良地质现象为塌方、溶洞及涌水等。
1.2隧道设计
隧道洞身按新奥法施工原理进行洞身结构设计，即以系统锚杆、喷砼、钢筋网、钢拱架等组成的初期支护与二次模筑砼相结合的复合式衬砌型式。一般Ⅴ级围岩采用留核心土法，Ⅳ级围岩采用上下台阶法，Ⅱ、Ⅲ级围岩采用全断面法。
对于隧道洞口IV、V级软弱围岩、浅埋偏压地段及断层破碎带地段，设计中采取了增设仰拱、工字钢架、格栅钢架及长管棚、小导管注浆等超前支护措施予以加强。
为了掌握围岩在开挖过程中的动态变化和支护结构的稳定状态，施工中必须进行现场监控量测。通过对量测数据的分析和判断，对围岩——支护体系的稳定状态进行预测和分析，并据此及时调整支护参数和相应措施，以确保围岩及结构的稳定。隧道洞身开挖中，将采用超前地质预报技术，提前掌握掌子面前方的地质、水文条件，及时采用应对的技术措施。
2 隧道洞口及进洞施工流程
3隧道工程项目的重点、难点
3.1隧道工程项目的特点
部分隧道洞口位于深沟谷，地形起伏较大，桥隧相连紧密。水、电都难以架设，便道无法修建，施工条件较差。如：百针1号隧道出口与百针2号隧道紧密相连，难以开工，所以采用独头掘进。百针1号进口掘进，百针2号出口掘进，岩信、金龙岩隧道独头掘进。
坡荷隧道（K63+216~K65+480）全长2264m，是本合同段最长的隧道，属控制性工程。进、出口靠近S320，进场较方便。进出口采用双向掘进。
3.2本项目隧道工程的重点
3.2.1百针l#隧道进洞方案
（1）设计情况
①地质概况
隧道区地处靖西县安德镇西北侧的峰林山体上，隧道走向主要斜穿两道山脊，进口位于溶蚀洼地或落水洞边缘，山体自然坡度20°～60°，局部达70°；地表多为基岩裸露，零星分布有少量残坡积土层，厚度为1～3.3m，较薄，山岭基岩为石岩系岩关组石灰岩。按设计方案开挖后，形成高7～12m的人工边坡，为岩质边坡，有直立贴坡后，存在坡体塌落的可能，应进行处理。因边坡高度不大，场地内存在边坡空间，建议放坡处理，开挖坡比率为1：O.3～l：O.5。
②进口设计
洞口采用端墙式洞门，边坡为光面爆破＋常青藤；仰坡为φ22砂浆锚杆，钢筋网φ8@20*20；仰坡采用10cm厚C20喷射混凝土进行支护，边坡采用5cm厚C20喷射混凝土进行支护；边坡坡率为l：0.3，仰坡坡率为l：0.5；边坡高约16m，仰坡高约l0.5m。
（2）现场情况
①地质概况
开挖后，发现残坡积土约6m多厚，为碎石土类，有少量块石，松散，下伏石灰岩，岩体破碎，基岩裸露较少，偏压严重。这和原设计的地质情况有较大的差别。
原设计是岩石边坡，采用坡率为1：O.3和1：O.5，不加防护，现由于地质情况和原设计不符，上部覆盖有6m多松散的碎石土，如在原进洞位置K52＋400进洞，边坡将高达18～20m，将使洞口边坡出现坍塌的可能。
②建议方案
右线方案：为了降低边坡以防坍塌，建议将明洞桩号延伸15m，明洞在K52＋385进洞。明暗交界向前移10米为K52+405。边仰坡都采用φ22砂浆锚杆＋钢筋网φ8@20*20，喷射C20混凝土厚15cm，边仰坡率：土质为l：l.25，石质为l：O.75。
3.2.2果乱隧道进洞方案
（1）地质概况
隧道区地处岩溶发育区，区域岩溶发育程度为中等～强岩溶层，地表岩溶溶槽较发育，右幅隧道出口段洞轴线附近斜坡地段发育两个溶洞，两溶洞相距约2m，北东侧溶洞宽约3m，高约l.5m，深约2m，底部为粘土充填，南西侧溶洞口呈园形，洞径约3m，深约3m，往山顶方向发育。
该隧道所处地貌单元属峰林地形，出口位于山脚处，山体自然坡度20°～35°，局部陡崖，地形平坦，交通较方便。
地质描述：出口洞段地表为第四系坡积层覆盖，下伏基岩为石灰岩，中～厚层状地层，岩体中风化，岩体破碎，桩号K57＋128.3～K57＋157.8段洞顶围岩厚度薄，且见有溶洞发育，成洞条件差，建议加强支护，并对溶洞进行处理。
位于K57＋143.3处SDZl6钻孔柱状图揭示：标高1039.85～1035.45为红粘土；1033.65～1032.55、1024.55～1024.15、1024.05～1023.75、1023．25～1022.15均為溶洞，内有少量粘土及碎石充填。
（2）出口设计
由于洞口出口段地表为第四系坡积层覆盖，下伏石灰岩，岩体破碎，成洞条件差，设计中采用复合式衬砌，从K57＋118～K57＋135，按Vb型支护衬砌；K57＋135～K57＋155为Va型支护衬砌；K57＋155～K57＋175明洞衬砌，洞门形式采用削竹式洞门。
根据地质资料，出口端溶洞非常发育，而设计图中对溶洞未作处理。
边坡采用1：l坡率，采用三维植被网种草防护，仰坡1：0.3采用锚喷网防护，φ8钢筋网@20*20。喷10cm砼。无锚杆加固。
（3）建议方案
该隧道右线出口段开挖后洞脸将形成5～7m的人工边坡，为土质边坡，稳定性差，需支护，右洞前进方左侧边坡地表有两个溶洞，两溶洞相距2m，北东侧溶洞宽约3m，高约l.5m，深约2m。隧道底部存在3个串联的溶洞。
建议：进一步进行地质调查，搞清楚溶洞的形态，同时探明溶洞充填物的埋深及对洞身的影响。仰边坡采用锚喷支护，锚杆φ25长[email protected]*l.0m，φ8钢筋网@20*20，喷射C20厚l0cm，边坡率为l：1。
根据K57＋143.3处的SDZ l6钻孔揭示的情况，连串溶洞对洞身的影响较大，建议：
①进一步揭示溶洞的形态和充填情况，进一步修改设计。
②果乱隧道出口端设计未设大管棚，出口端清表后发现该段为红粘土夹杂块石，因此，加强超前支护是十分必要的，建议增设大管棚，管棚单根长度暂定为35m,布设形式参照其他隧道。
③如果拱顶上有空洞必须注浆填充，不能留有空隙。
④衬砌仰拱底的标高为1024.534，正处在三层溶洞中，隧底应当根据现在揭示的情况（因为溶洞内只有少量粘土和充填物，而且溶洞内无水，洞的高度也不大）进行充填后注浆加固。
⑤因为钻探揭示的溶洞只有高度没有标明宽度和长度。所以边墙应根据其宽度的情况进行处理，如果宽度不大，可以用混凝土填实，宽度较大时，可以用浆砌片石填充，其背后可以用砂石充填密实，并做好泄水孔，以便排水。
2.2.3坡荷隧道出口进洞方案
坡荷隧道出口段处于斜坡地段，上部有一已建公路和隧道轴线斜交，公路中心离左线洞口约45m，离右线洞口约40m。省道S320距离本隧道洞顶的距离约5～7m。
（1）地质概况
出口段，地表为第四系人工堆积覆盖层，为杂色粉质粘土，含页岩碎石块，结构较松散，下伏为页岩及少量石灰岩，岩体风化强烈，围岩自稳能力差，成洞条件差，必须做好超前支护。
（2）建议方案
①地表加固
隧道处在约20m深的松散碎石土中，所以采用洞外地表注浆加固方案，使松散的碎石胶结和超前支护共同作用，确保隧道安全进洞。注浆采用φ76钢管，钢管采用梅花形布置，设置间距为0.75m。拱顶部分钢管长度为距离隧道拱顶0.3~0.5m，两侧边墙的位置要求设置3~5排注浆管，注浆管长度要求与仰拱底基本齐平。
注浆的浆液采用1:1的水泥净浆。注浆压力为0.5~1.0MPa。
为减轻省道S320上重载车对隧道施工的影响，在公路下方施工期间，建议在道路上方靠近小桩号一侧修筑一条宽5m以上的辅道。
②洞内加固
洞内加固方案应当结合仰坡、原公路地段地表加固方案同时进行。
隧道内加固方案主要的优点是能保证公路畅通，对环境起到保护作用，施工安全。
1）超前支护加强：采用φ89×8mm大套管超前注浆支护，φ89×8mm管棚采用热轧无缝花钢管，间距40cm，范围拱部120°内，长度：左洞60m，右洞45m。左洞管棚较长，可以分两次施工，搭接5m。
2）初期支护：采用I 22b钢拱架，纵向间距50cm，双层钢筋网为φ8@20*20，喷C25混凝土28cm，纵向拱架连接筋为φ25钢筋，间距1m；系统锚杆为中空式φ25钢筋；锁脚锚杆钢筋为φ25钢筋，L=4.5m
3）开挖形式：Ⅴ级围岩采用CD法开挖。开挖时可视边墙稳定情况，适当加设φ50小导管注浆加固。
4 监控量测的信息反馈
施工过程中应进行监控量测数据的实时分析和阶段分析。
实时分析: 每天根据监控量测数据及时进行分析，发现安全隐患应分析原因并提交异常报告。
阶段分析: 按周、月进行阶段分析，总结监控量测数据的变化规律，对施工情况进行评价，提交阶段分析报告，指导后续施工。
小 结
复杂地形地质隧道进洞施工，风险较大，围岩易受到扰动，根据地形地质，采取长大管棚、套拱加固、反压回填、打设预应力锚杆等措施，不失为经济有效的处治方式，利用监控量测手段监控和指导施工，动态设计、动态施工，为复杂地形地质条件下的隧道顺利进洞积累了宝贵的施工数据和经验，为后期同类型隧道施工提供了技术支持。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。