高陡山区隧接桥进洞施工技术

贺诗雄,徐宇航,梁洪伍,梁林,邓棚根

中建八局西南建设工程有限公司，成都，610041

摘要：高陡山区施工一直以来是高速公路等施工的重难点，尤其是工程建设中隧接桥施工过程中，更需要先进的技术，本文以德昌至会理高速公路沙坝隧道和高炉堡大桥为例，对隧接桥施工技术进行研究，分析施工方案，研究工期效益，为桥接遂施工提供经验。

[关键词]高陡山区  隧接桥  进洞施工

随着国家越来越重视高速公路的建设，在高速工程建设投入上越来越深入，高速公路建设技术力量也得到了提高，越来越多的山区建设了隧道。在隧道进洞施工技术上，我国在浅埋软弱破碎围岩施工技术上有颇为丰富的经验，但是，高陡山区由于地形的复杂性，隧接桥施工时无施工作业平台，因此我国在高陡山区隧接桥进洞施工技术方面还欠缺经验。面对高陡山区复杂多变的进洞条件，如何在诸多不利条件下保证隧接桥进洞施工的进度、安全和质量，成了目前国内急需解决的问题。本文总结了沙坝高瓦斯隧道隧接桥进洞施工技术的经验，分析隧接桥进洞施工（边仰坡支护、超前支护、洞口开挖等）原则与措施，总结了隧接桥进洞施工要点，并指出了存在的问题和改进措施，为今后的隧接桥进洞施工提供了可行性方案与参考价值，可在类似施工中进行推广。

1、高陡山区桥隧连接地段的定义

所谓高陡山区，无疑与高、陡、地形复杂、情况多变、施工技术要求高、施工难度大密不可分。沙坝隧道所处山脊最高海拔点2120m，最大埋深257m，洞口边坡坡度约45°。由于桥梁端点与隧道洞门紧密相连，在该地区进行桥隧连接点施工时，在设计阶段以及施工阶段都要充分考虑桥隧连接点二者的相互影响。当桥梁与隧道产生相互影响时，相应的桥梁端点、隧道洞口与桥隧之间的连接路段统称为桥隧连接部分，简称为桥隧连接。简单来说，桥隧连接段就是桥梁与隧道相连接的路段，由于桥梁与隧道连接处二者间距非常小，便会产生相互影响，成为设计难点与施工难点。桥隧连接地段的工程施工相较于其他施工技术，处理起来比较复杂，更为头疼的是，我国当前并没有出台普遍适用该项施工的规范和标准，设计与施工时没有可参考依据。但是由于地形的特殊性，桥隧连接段，尤其是高陡山区的桥隧连接段，如果处理不当，不仅会影响在桥梁与隧道上行驶的舒适性，还容易造成事故。因此，进行桥隧连接段施工时，必须要引起足够的重视，这样才能保证前期能顺利施工，后期能正常运营。

由于隧接桥部位洞口位置的边坡稳定性及坡度不同，所涉及的施工方式及施工技术也不尽相同。根据坡形不同，可分为缓坡和陡坡两种类型，缓坡边坡坡度在45°以内，该类边坡坡形较缓，这种边坡可进行简单处理后直接进行桥墩基础施工。陡坡坡度在45°-90°之间，这类边坡坡形较陡，一般需采用喷浆、设置挡墙等方式来对边坡进行处理。

2、沙坝隧道工程概况

沙坝隧道位于会理县外北乡沙坝村，隧道左线长1910m（ZK64+190-ZK66+100），右线长1912m（K64+200-K66+112）。本隧道为双向四车道分离式隧道，隧道内设人字形排水坡，洞身最大纵坡1.989%/1035m。沙坝隧道全隧均为高瓦斯隧道，隧址区属构造剥蚀中山地貌，隧道地表植被以灌木杂草为主，山脊最高点海拔2120m，最大埋深257m。隧道进口距离G108国道约500m，交通条件较好，隧道出口远离G108国道，需修建长约2.8km的临时便道出入。

3、隧道进洞施工流程

技术准备→施工技术交底→设备准备→选择临时道路位置→临时道路比选→进洞临时道路施工→截水沟施工→削除边仰坡→暗洞开挖转成明洞开挖施工→洞口边仰坡位置处置施工→洞口挡墙施工→施工操作平台施工→具备进洞施工条件。

4、施工原则与措施

4.1边仰坡支护原则与措施

隧道洞口在进洞时遵循的原则为：“早进洞、晚出洞”，进洞施工是保证工程工期的关键环节，也是保证施工安全和施工质量的重要环节。在进行隧道进洞施工时，尽可能地降低对洞口仰坡的扰动，最少限度地进行施工开挖或者不开挖，既保证了施工安全，又保护了周边生态环境。在进行隧接桥进洞施工前以前做好了截排水措施，提前挖好了截排水沟，对地表水进行截排，同时排水沟与永久排水系统相衔接。在进行开挖时，软弱围岩和土方部分采取人工配合机械的开挖方式，坚硬围岩部分采取控制爆破。仰坡面采用机械刷坡，以防止边坡失稳，同时对边仰坡采取喷锚支护，确保桥隧连接洞口仰坡的稳定性。

4.2超前支护原则与措施

为了保证沙坝高瓦斯隧道进洞口的安全，确保隧道进洞的施工顺畅，在进洞段需进行超前支护施工，确保进口段上部边坡稳定。超前支护施工选择20a工字钢套拱，并搭配50cm厚混凝土进行支护，形成一进深不小于2m的钢筋混凝土支护结构。

4.3洞室开挖质量保证措施

在进行施工测量的时候，与传统的全站仪相比，采用激光全站仪保证测量的结果更可靠，摒除传统的人工计算方式，改用机器处理各项测量数据，可以提高计算的准确性。在进行开挖爆破前，各项开挖措施和符合规范的爆破设计也是必须要做好的，为获取准确的工程施工所需的爆破参数，在开挖前提前进行各类爆破试验也是必不可少的。定期对爆破器材进行抽检，确保所使用的爆破器材均未过期且符合使用要求。要严格按照前期制定的爆破设计和作业指导书进行放样、装药、引爆等。各个工序要做好检查，两道工序之间、早晚班之间要做好交接，并形成文字记录。

4.4洞室开挖安全保证措施

安全交底：在每项工程施工前，应由技术管理人员充分做好各项技术交底，每日班前会，应由安全员和班组长进行交底，告知现场存在的各类安全隐患以及防范措施。

人员持证：所有参加爆破作业的人员，必须持有国家和行业规定的证件，并按照要求定期参加考试和现场考核，无证人员严禁上岗。

爆破材料管理：在运输、存储、存储环节都要规范爆破材料的管理。在运输环节，要采取专门的车辆进行运输，及时清点爆破器材，谨防流失，运输过程中要做好各项防爆措施。在爆破材料存储时，要安排专人进行管理，建立爆破材料存储和领用清单，详细记录领用时间、领用人等重要信息。在爆破器材使用时，要交给专门的具有爆破资质的人员进行爆破作业，坚持执行当天领当天用的制度，未使用的爆破器材要当天退库。

安全警戒：应在安全警戒区边线设置专职安全员，手持红旗，确保作业过程中的安全。爆破预警系统应有三种预警形式：预报（爆破前预警）、爆破（爆破实施）和解除（爆破完成、解除预警）。爆破作业时，应将所有无关人员和机械设备疏散到安全警戒区外，对无法拆除的机械设备应采取安全防护措施。

5、隧接桥进洞施工要点

5.1临时道路选择

隧接桥进洞施工临时道路的选择是施工中的重点和难点。临时道路选择的原则有：临时道路的长度最短，可以直接到达工作面；考虑到重型机械进出，临时道路最大纵坡不应高于16%；考虑到地处山区位置，临时道路选择应考虑多挖方，少填方；临时道路的转弯半径不宜小于15m。

5.2临时道路施工

临时施工道路采用挖掘机剥除地表覆土及强风化岩层，按照挖填平衡原则，如遇坚硬岩石采用手风钻造孔，小范围爆破开挖路基。路基开挖完成后在路面铺填一层泥结碎石料，压路机碾压密实。在施工前，首先由测量队根据临时施工道路控制点坐标进行放样，确定临时施工道路主要控制线，并标示出施工道路内侧开挖轮廓线；开挖前对道路布置范围内植被进行清理；根据岩石出露情况，对覆盖层开挖主要采用挖机进行清理，比较宽且平缓部位采用CAT330挖掘机械进行开挖。对于石方开挖，施工道路内侧边坡开挖坡比均为1：0.75，局部地段为变坡段，根据实际地形进行坡比调整。边坡开挖主要采用手风钻YT-28手风钻进行钻孔爆破，自上而下进行开挖；路基开挖形成后，对路面进行平整并铺设一层碎石（或细石渣），碎石料可从边坡开挖料中选取。采用20t自卸汽车运输至工作面后直接下料进行铺筑，采用挖机配合人工进行整平，并用压路机碾压密实；最后，在临时道路面层浇筑一层20cm厚C30混凝土。

5.3进洞方案选择

由于隧接桥设计为双洞双桥，故在进洞过程中，优先选择施工隧道，然后进行桥台施工，考虑到施工工期，应选择双洞同时施工。

5.4隧道洞口施工平台

隧道洞口施工平台应优先选用洞室内开挖的岩石碎块进行填筑，一方面可以降低洞内碎石转运方量，另一方面也保证了平台基础强度。在填筑前，对洞口边坡不稳定的土石进行剥离，并对松散岩石体进行爆破去除；填筑过程中，应按设计尺寸适当外扩，确保施工平台面积。填筑完成后应在面层浇筑混凝土，确保施工平台干净，稳固。

5.5隧道洞口挡墙施工

挡墙基础应设置在稳定的山体半坡平台岩石上，挡墙基础应设置锚杆、锚筋桩等抗滑移措施，挡墙应为钢筋混凝土结构，确保施工平台的稳定。挡墙内应设置排水孔，确保挡墙渗水通畅。

6、安全及质量管理

6.1安全管理方面

（1）施工准备阶段要做好安全技术措施，包括编制实施性施工组织设计必须同时编制瓦斯隧道安全专项方案；

（2）根据各工点或工序的具体情况，配置与之相适应的机械设备，杜绝因机械设备不符合工程特点而造成的安全事故；

（3）建立健全各级各类人员安全责任制，并明确其安全职责；根据工程特点编制有针对性的安全防护措施，对一些易发事故工点由安全总监组织设计安全防护方案及措施，制定项目奖惩制度，并严格执行落实；

（4）分专业组织对作业层人员进行安全措施及防护方案等安全技术交底；针对工程具体情况，隧道防坍、防漏水涌水、交通运输、施工用电、交叉施工、爆破作业及火工产品管理使用、各种机械设备使用、高空作业、环保等作业制定相应的操作规程、技术措施和安全规则；针对隧道坍塌、隧道涌水、地震灾害、交通事故、火灾、瓦斯爆炸、触电等安全事故制定专项应急救援预案，并定期组织应急救援预案演练。

（5）对新进场人员进行三级安全教育，培训合格安排上岗。以会议、播放安全教育影像资料、张贴安全报刊杂志等方式定期或不定期组织员工进行安全学习及培训；

（6）建立五大系统管理，在隧道进口外设置岗亭，为培训合格员工办理工卡，要求人员进入隧道时将工卡交于岗亭备案，出洞时取回工卡，以备实时监控进入洞内作业人数；

（7）调查施工现场及时划分工地重大危险源，并针对重大危险源制定专项安全技术措施、处理方案及应急预案。

6.2质量管理方面

（1）加强施工技术管理，严格执行以总工程师为首的技术责任制，使施工管理标准化、规范化、程序化。

（2）认真熟悉施工图纸，深入领会设计意图，严格按照设计文件和图纸施工，吃透设计文件和施工规范、验标。施工人员严格掌握施工标准、质量检查及验收标准和工艺要求并及时进行技术交底，在施工期间技术人员跟班作业，发现问题及时解决；

（3）严格执行工程监理制度，施工队自检、项目部复检合格后及时通知监理工程师检查签认，隐蔽工程的质量验收必须经监理工程师签认后方能隐蔽；项目部设专职质检工程师，保证施工作业始终在质检人员的严格监督下进行。

（4）质检工程师拥有质量否决权，发现违背施工程序，不按设计图、规则、规范及技术交底施工，或使用材料半成品及设备不符合质量要求者，有权制止，必要时责令限期整改并有权进行处罚，杜绝半成品或成品不合格；

（5）建立质量奖罚制度，明确奖罚标准，做到奖罚分明，杜绝质量事故发生；严格施工纪律，把好工序质量关，上道工序不合格不能进行下道工序的施工，否则质量问题由下道工序的班组负责。

（6）对工艺流程的每一步工作内容要认真进行检查，使施工规范化、合理化；坚持测量复核制，施工测量放线要反复校核。

（7）认真进行交接班，确保中线、标高及结构物尺寸位置正确；施工所用的各种计量仪器设备按照有关规范规定进行定期检查和标定，确保计量检测仪器设备的精度和准确度，严格计量施工；推行样板引路，攻克质量通病，实现开工必优，一次成优。

7、工期分析

沙坝高瓦斯隧接桥项目进洞施工如果采用单端右幅进洞方式，按照V级围岩情况考虑，进洞300米后才可满足双洞进洞条件，这300米的长度，每循环2榀为1.2米，每天可以进行2个周期，即每天可施工2.4米，这300米若采取单洞掘进的话需要125天。

采用左右幅同时进洞的施工方案，按照同样的围岩情况考虑，每循环1.2米，每天可以进行两个周期，每天单幅可实施进洞2.4米，则双洞同时进洞的情况下，每天可进尺为4.8米，这300米若采取双洞掘进的话需要63天。进行前期增设的施工平台施工时，消除边仰坡暗洞变明洞的工期为7天，设置挡墙的工期为10天（挡墙长20米，高15米，体积约为900m3，平均每天可施工90m3，900÷90=10（天））。采用左右幅同时进洞的施工方案，共需要63+7+10=80（天）。

基于以上考虑，采用左右幅同时进洞的施工方案比采取单端右幅的进洞方式可节省工期45天。

8、结论

本文主要对高陡山区隧接桥进洞施工的一个典型施工项目——沙坝高瓦斯隧道进洞施工技术进行研究，探讨了边仰坡支护、超前支护、洞室开挖安全质量措施、临时道路选择与施工、进洞方案比选、隧道洞口施工平台和挡墙施工等是施工措施，并对该项目的优缺点进行评价，提出了改进措施，解决了高陡山区隧道进洞难的问题，总结出满足设计要求的合理施工工艺，为后续隧道施工提供参考。

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作者简介：贺诗雄男1990.10本科 工程师 15085987959 [e-mail]四川省成都市天府大道北段1480号拉德方斯大厦西楼9层