隧道施工全方案之二——隧道洞口段施工

3.1  一般规定

3.1.1 　隧道洞口地段一般地质条件差，且地表水汇集，施工难度较大，施工时要结合洞外场地和相邻工程的情况、全面考虑、妥善安排及早施工，为隧道洞身施工创造条件。

3.1.2 　隧道洞口应按照“早进晚出”的原则优化方案。

3.1.3 　洞门在施工前按设计要求并结合地形条件作好截、排水沟和施工场地、便道的规划，应尽量减少对原坡面的破坏和对周围环境的影响，开挖后的坡面应达到稳定、平整、美观的要求。

3.1.4 　洞口工程施工前，应进行工艺设计，对施工的各工序进行必要的力学分析，以确定隧道洞口边仰坡土石方开挖及防护、防排水工程，隧道门及洞口段衬砌、背后回填的施工方法、施工顺序。

3.1.5 　 隧道洞口和洞口段施工时要制定完善的进洞方案,洞门端墙处的土石方，应视地层稳定程度、施工季节和隧道施工方法等选择合理的施工方法。

3.1.6 　边、仰坡地质条件不良时，开挖前根据设计需要采取预加固措施，如 用抗滑桩、钢管桩、地表注浆等方法对洞口地表进行加固处理。

3.1.7 浅埋段和洞口加强段的开挖施工，根据设计还可能采用地面锚杆、管棚、超前小导管、注浆等辅助措施。

3.1.8 洞口工程施工前，应由专业工程师向施工员、技术人员进行技术交底，并确认人员、设备、材料、料具、作业环境满足本工序正常作业的要求。

3.1.9 洞口施工宜避开降雨期和融雪期。在严寒地区施工，应按冬期施工的有关规定办理。

3.2  工序流程

3.2.1  隧道洞口段工程一般包括隧道洞口边、仰坡的土石方开挖、防护、端墙、翼墙等洞门圬工；洞口排水系统；洞口检查设备安装、洞口加强段及洞门工程，施工流程可参照图3.2.1。

3.3  洞口开挖

3.3.1 洞口段开挖方法的确定取决于工程地质、水文地质和地形条件、隧道自身构造特点、施工机具设备情况、洞外相邻建筑的影响等诸多因素。施工中应根据实际，综合选定洞口段开挖进洞方案。

1 洞口段地层条件良好，洞口段围岩为Ⅲ~Ⅳ级以上，宜采用正台阶法进洞（台阶长度以1.5倍洞径为宜），其爆破进尺控制在1.5~2.5m，并严格按照设计及时做好支护。

2 洞口段围岩为V级及以下时，可采用环形开挖预留核心土法、双侧壁导坑法、中隔壁法（CD法）、交叉中隔壁法（CRD法）等分部开挖法进洞，开挖前应按设计对围岩进行预加固。

3 对于浅埋和偏压隧道，应采用地表预加固和围岩超前支护方法，做到“先护后挖”。

3.3.2 当地层条件差，可采用套拱法施工进洞时，套拱施工工艺流程可参照图3.3.2。

3.3.3 套拱施工各项作业应参照以下要求进行：

1 开挖

根据测量组放线，对拱架安设要求部位进行掏槽开挖，土槽宽（纵向方向）与初期支护厚度相同。土槽开挖采用人工开挖风镐辅助的方式进行。土槽挖好后，要求内表面成型好，无超挖和欠挖，以保证初期支护的厚度。

清除套拱段上断面土方，在套拱结束段留中部长1.0m×宽5.0m的核心土体以抵抗掌子面前的土体压力。在掏槽过程中注意不可损坏注浆管，以便立拱架时将拱架与注浆管相焊接。

2 拱架的加工、架设

套拱段拱架宜采用工字钢，为确保套拱段的初期支护净空尺寸、防止因拱顶下沉及侧墙收敛而侵入净空，拱架尺寸在原设计拱架的基础上外放20cm。其具体加工要求及安设工艺详见施工工艺及技术要求。在加工及架设拱架过程中要注意以下几点：

1）在拱架架设前，将拱架脚部铺垫5cm厚的砂浆找平层，并在砂浆上铺设5cm厚方木板，以防拱架下沉，在铺设木板时要注意对拱架标高的控制。

2）第一榀拱架要镶嵌于事先挖好的土槽中，并与注浆小导管焊接。在安设时不能随意切割拱架及钢管，并将各连接螺栓上齐、拧紧，不得用小型号的螺栓替代。

3）套拱段拱架安设时要保证中线、法线的准确，其安设误差在允许误差范围之内，保证其不偏、不斜、不前俯、不后仰，并对上断面脚部按设计抬高5cm。

4）上断面拱架架设完成以后，在拱架中焊接Ф22钢筋作为纵向连接筋。纵向连接筋环向间距为1.0m，要在第一榀预留30cm在未开挖土体中，有利于与下一榀拱架纵向连接筋相连接，在焊接纵向连接筋的同时挂双层钢筋网，钢筋网采用Ф8钢筋，网格间距200×200mm。

挂设时两片钢筋网搭接不得小于200mm。

5）套拱拱架架设完成以后，在拱脚部位焊接6根纵向连接筋，并在每两榀拱架之间焊接抗剪钢筋以形成一水平防沉梁。

6）打设锁脚锚管，锁脚锚管可采用Ф42注浆钢管。注浆钢管长以2.5m为宜，预留10cm于钢拱架。

3 立模、喷射上半断面混凝土

立模，套拱内模板可采用1cm的木板吊在套拱内侧。

喷射混凝土按设计要求宜采用湿喷，喷射时要从下向上分层进行，每层喷射厚度为3~5cm。注意在喷射时两侧对称同步进行，防止因高差过大造成拱架移位。

4 套拱护顶开挖

在套拱上断面混凝土浇筑完成以后，进行洞内上断面开挖支护。上断面开挖支护按照设计围岩支护进行，在上断面开挖3~5m后开始进行下台阶的开挖支护。

5 套拱段下台阶开挖支护

套拱段下台阶开挖支护宜采用偏槽法进行，先沿隧道线路中线开挖左下侧土方仰拱土体，开挖循环为0.8m，土体预留边坡坡度宜为1:0．5，以保证土体稳定。在左下侧边墙土方开挖和仰拱完成后，边墙素喷4cm混凝土，立边墙拱架并打设锚杆、锁脚锚杆、挂网分层喷射混凝土至设计厚度，仰拱直接喷射混凝土至设计厚度。最后开挖下断面右侧土石方，施工方法与左侧相同。在下断面施工过程中，上断面应继续开挖，应始终保证上下台阶的长度为3~5m为宜。

3.4  洞门施工

3.4.1 洞门施工工艺流程可参照图3.4.1。

3.4.2 洞门施工应按有关规定，并符合以下要求：

1 土质地基应整平夯实，土层松软时，应核实地基承载力；

2 基础处的渣体杂物、风化软层和积水应清除干净；

3 洞门衬砌拱墙应与洞内相联的拱墙同时施工，连成整体。如系接长明洞，则应按设计要求采取加强连接措施，确保与已成的拱墙连接良好；

4 端墙施工放样时，应保证位置准确和墙面坡度平顺；

5 灌注混凝土应保证模板不移动；

6 洞门端墙的砌筑与墙背回填应两侧同时进行，防止对衬砌边墙产生偏压；

7 洞门衬砌完成后，及时加固洞门上方仰坡脚。当边(仰)坡地层松软、破碎时，应采取坡面防护措施；

8 洞门的排水沟砌筑在填土上时，填土必须夯实。

3.4.3 隧道洞口衬砌应采用模板台车或衬砌台架一次性整体灌筑。

3.4.4 洞口段拱墙衬砌模板执行洞内二次衬砌标准，洞口端墙、翼墙混凝土模板应选用大块整体钢模，模板表面平整度、错台符合验标的要求；支（拱）架及脚手架的采用和检算应进行论证、审查。

3.4.5 为保证洞门美观，应确保测量放线精确。施工前应做好大样板并挂线，以使墙体棱角分明，坡度顺直符合设计。端墙混凝土应一次灌注。

3.4.6 回填应在洞门施工完毕且混凝土强度达设计强度后进行，两侧先回填浆砌片石，然后回填碎石土，从下至上，按设计对称分层进行。回填土采用手扶压路机及蛙式打夯机分层夯实。最后回填50cm厚粘土隔水层。施工过程中确保防水层不被破坏。当回填完成后，及时进行洞口及洞顶的绿化及防护工作，避免雨水冲刷。

3.5  明洞及缓冲结构

3.5.1 明洞施工方法的选择，应根据地形、地质条件、明洞类型等因素确定，其施工流程可参照图3.5.1。

3.5.2 明洞施工应按设计要求，对地层进行预加固，然后分层开挖和支护，边、仰坡分层施做锚喷支护、格构网、植草等方法保持其稳定。

3.5.3 明洞侧壁基础应设在稳固的地基上，基础埋设宽度和深度应符合设计要求；当两侧侧壁地基松软或软硬不均匀时，应采取措施加以处理，采用挖井或拉槽施工时，要加强支护，随挖随支。

3.5.4 明洞结构施工中，混凝土浇筑前应复核中线、高程和模板的外轮廓尺寸（考虑预留沉降），确保衬砌不侵入设计轮廓线。明洞墙、拱混凝土应整体浇注。当拱圈混凝土强度达到混凝土设计强度等级的100%时，且拱顶回填土高度达到0.7米时，方可拆除明洞拱架。

3.5.5 拱形明洞基础的施工应满足以下要求：

1 明洞边墙基础必须置于稳定的基础上（施工要求同洞门端墙基础）；

2 遇有地下水时，须将地下水引离边墙基础；

3 明洞大边墙基底，垂直线路方向宜挖成不大于10%的向内的斜坡。如基底松软，可用桩基或加固地层等方法处理，以提高基底的抗滑力和承载力；

4 边墙基础挖到设计标高后，应核对地基承载力是否与设计要求相符。

3.5.6 明洞的基础采用沉井施工时其施工要求应与桥梁墩台沉井施工相同。

3.5.7 明洞衬砌宜采用模板台车施工，当采用组合模板施工时应满足以下要求。

1 砌筑前要复测中线、高程，边墙、拱圈放样立模时应预留施工误差，以保证衬砌不侵入建筑限界。

2 明洞拱圈按断面要求制作定型挡头板和外模，随着灌筑逐步向上安设。为使外模不因捣固及混凝土挤压而移动变形，除临时支顶外，应将外模板拉紧固定。

3 沉降缝应随灌随做，待混凝土拆模后，再按接缝防水层处理施工。若有渗漏水现象，可在衬砌内侧锉成V形槽，槽内塞以沥青麻筋，并以沥青砂浆勾缝。

3.5.8 明洞外模拆除后应及时施作防水层及排水盲管，且应和隧道的排水侧沟、中心水沟及洞顶的截排水设施统筹考虑，墙后的排水设施应与填土同时完成，并保证出水口畅通。

3.5.9 明洞回填应在明洞外防水层施作完成且混凝土强度达到设计强度后进行。侧墙回填应两侧对称进行。土质地层，应将墙背坡面挖成台阶状，用片石分层码砌，缝隙用碎石填塞密实。拱部回填应两侧分层夯实，每层厚度不大于0.3米，两侧回填土面的高差不得大于0.5米。回填与拱顶齐平后再分层满铺填筑至设计高程。采用机械回填时，应在人工夯填超过拱顶1.0米以后进行。拱顶需做黏土隔水层时，隔水层应与边仰坡搭界平顺、封闭紧密，防止地表水下渗。

3.5.10 洞口缓冲结构应按设计，结合现场实际条件进行施工，其施工流程可参见明洞施工流程。

3.5.11 缓冲结构基坑应与洞门端墙基础同时开挖，并做好临时支护和排水，应保持边坡稳定和不扰动墙址处的持力层，基底不得受到雨水浸泡。

3.5.12 当缓冲结构的基础位于软弱岩层上时，应采取相应的地层加固措施。

3.5.13 缓冲结构施工应配备经验丰富的模板工班，做到定位准确，曲面圆顺，接缝严密，线条美观，钢筋混凝土宜整体浇筑，灌注12小时内应开始进行保湿养护（气温低于+5℃时，不得洒水养护），结构尺寸和预留孔应符合设计要求。

3.5.14 缓冲结构的施工质量受气候影响大，当天地昼夜平均气温连续3天低于+5℃或最低气温低于-3℃时，应采取冬季施工措施；当工地昼夜平均气温高于+30℃时，应采取夏季施工措施。

3.6  作业标准及操作要点

3.6.1 洞口工程施工前，应先检查边、仰坡以上的山坡稳定情况，清除悬石、处理危石，施工期间实施不间断监测和防护。

3.6.2 洞口段施工应满足以下要求：

1 边仰坡开挖

1）先进行测量放样，在清除洞口与上方有可能滑塌的表土，灌木及山坡危石后，可利用挖掘机自上面是逐层开挖，人工修坡配合，但不得掏底开挖或上下重叠开挖。对于较硬的土层采用人工手持风镐进行凿除。

2）石质地层仰坡开挖需要爆破时，应以浅眼松动爆破为主，且预留光爆层。开挖时应随时检查边坡和仰坡，如有滑动、开裂等现象，应适当施缓坡度，或采取适当的加固措施。

3）边仰坡以外的植被不得破坏，尽可能确保土体植被的完整。

2 边仰防护

边仰坡较高时，应分层开挖，分层防护，并及时用坡度板检查坡度，待坡度检查合格后，及时打设系统锚杆，挂设金属网并与锚杆头焊接成整体，然后喷射混凝土达到设计要求。

3 截水沟施工

根据地形和设计资料，一般可在距边仰坡5米处人工开挖截水沟，开挖修整完后应及时砌筑，并保证水沟截面符合设计要求。

3.6.3 当设计为斜切式或削竹式洞门时，应严格测量放线以及模板制作，以确保定位准确，曲面圆顺，接缝严密，线条美观。

3.6.4 隧道洞门端墙、挡土墙的反滤层、泄水孔、变形缝设置应符合设计要求，应确保泄水孔通畅，当设计对泄水孔无要求时，应均匀设置，可按间隔2m左右梅花状设置，泄水孔入口应铺设长度为300mm、厚200mm的卵石或碎石作反滤层。

3.6.5 各项材料的选择应满足设计和验收标准的规定，材料的规格、型号、材质应满足国家有关现有技术标准的规定。

3.6.6 隧道洞口工程施工过程中应建立健全量测体系，及时收集、分析量测数据，用以指导施工。施工后，应及时清理场地和设备料具，对浇筑的混凝土及砌体进行养护作。

3.6.7 隧道洞口工程施工中应记录、检查、测量以下内容，具体要求可参照表3.6.7。