铁路隧道进口段施工方案及关键技术分析

铁路隧道进口段施工方案及关键技术分析【摘要】隧道进口段是整条隧道的咽喉地段也是最重要地段，因此，对其进行方案研究和技术分析就显得尤为重要，本文根据铁路隧道洞口施工的特点，介绍了隧道洞口施工方案的设计要点、重点分析了施工中的关键技术提出了一些的解决方案。

【关键词】隧道施工；进口段；关键技术
引言
铁路隧道施工建设在迅猛发展的同时也正面临着严峻的考验，隧道洞口是隧道施工中最关键的地段，也是最为困难的地段。

洞口段与其他地段相比有着自身的特点：隧道洞口段围岩一般风化较重，节理、断层、破碎带多且经常存在严重的浅埋偏压现象，洞口段开挖后，围岩变形一般比较大，经常会发生坍塌、冒顶等事故。

随着社会经济的发展和人们对环境问题的日趋重，以及铁路隧道日益增多，洞口施工问题突现出来，迫切需要对洞口段施工关键技术进行深入的研究分析。

1隧道洞口的基本施工方法
1.1隧道洞口的特点
隧道洞口地段，地形和地质条件极不稳定，且地表水汇集，隧道洞口段成洞特别困难。

隧道洞口边坡岩体在长期表生地质作用下处于平衡状态，隧道施工破坏了山体原有的平衡。

洞口开挖后，仰坡与隧道顶板的交叉部位处于一维受力状态，受力条件是十分不利，若不及时进行适当的维护，该部位很容易产生坍塌。

1.2隧道施工中的关键问题及基本方法
为了确保隧道洞口施工进洞安全，必须解决好以下的关键问题：一是隧道洞口仰坡的片落或滑落；二是隧道洞口附近路堑边坡的坍塌；三是仰坡与隧道顶板交叉部位的坍塌；四是隧道顶板的冒顶；五是隧道洞口段的下沉；六是洞口段控制爆破；七是监控量测和超前地质预报。

基于这些关键问题，隧道洞口的施工方法概括为以下几点。

首先，施工前必须对洞口段地表岩体进行加固处理，保证边坡、仰坡及洞口的稳定。

其次，进洞前必须进行预支护处理，如采用超前小导管加固，保证每循环进洞安全。

施工过程中必须严格遵循“管超前、短进尺、弱爆破、强支护、勤测量、速反馈”的施工原则进行施工，特别是洞口开挖后，保证每循环进洞安全，及时支护。

最后，利用监控量测，实施动态施工，及时准确采集数据分析计算，调整支护参数，正确指导施工。

2洞口施工的关键技术分析
2.1.选择合适的洞口支护及进洞方法
洞口段施工是根据洞口处的地形、地貌和围岩地质条件，以及洞口结构形式和周边环境条件等，选择适宜的进洞施工方法。

目前大断面隧道的进洞施工可采用以下几种方法：
2.1.1大管棚超前的进洞方法
一般洞口段地质条件相对较差，常采用大管棚超前进洞的辅助措施。

大管棚施工时，一般先在洞口开挖轮廓外施作管棚导向混凝土墙或导向钢架，长2一3m，并采用锚杆使其和洞口仰坡连成一体，导向结构为管棚施工起到导向和支架作用。

然后施工大管棚，大管棚常采用小80～3o0mm的钢管，长度18一40m。

[1]大管棚施工完成后，在导向墙或导向钢架内立模，浇注混凝土套拱，将导向墙或导向钢架与管棚尾端浇注成整体结构，形成“假洞”，[2]然后按照选定的工法进行隧道的开挖、支护。

2.1.2小导坑反向扩大隧道的进洞方法
洞口采用大断面进洞困难时，可以采用小导坑先行进入隧道施工，在进入长度大于3一5倍隧道洞径后，反向开挖隧道洞口段。

小导坑的大小要满足施工通道的基本要求，可以从隧道洞口面直接进行施工，也可以从其边上进行施工。

2.1.3加固地层（反压法）进洞方法
洞口地层较差、地形不适宜进洞时，可以采用如下方法进洞：（1）采用注浆加固地层，注浆方法可用地表垂直注浆或从坡面水平注浆，浆液根据地层情况选择水泥浆、水泥一水玻璃双浆液、超细水泥浆或其他浆液，注浆时可以选用单孔注浆、旋喷注浆等。

地层加固完成后，进洞施工。

（2）地形出现偏压或者覆土较浅时，可采用接长明洞保持洞口稳定，但明洞开挖会引起边坡不稳定，此时可以采用填土反压，稳定坡脚，同时加大洞顶填土厚度，采用明洞暗做的方法进洞。

或者
采用盖挖法施工明洞，然后进入正洞施工
2.2采用合适爆破技术，严格控制爆破震动
隧道洞口施工时，洞口岩体由于受到施工爆破震动力的作用，往往会导致边坡岩石沿原生节理面与母岩分离，在其自身重力作用下失稳并向坡外滑出或岩体瞬间向下崩塌解体，洞口开挖会给洞口地表造成不良影响（下沉、塌穴等），同时，过大的超挖将加大对围岩的扰动深度，[3] 破坏围岩结构的受力体系，造成围岩松动、落石，甚至塌方。

在进行洞口开挖时，选择适当的爆破方案和方法，采用微震动控制爆破技术，既有利于快速进洞，又可确保进洞安全。

2.3加强监控，测量和动态施工
布置好隧道洞口洞顶沉降观测点，及时作好隧道洞口段围岩监控量测、地表的沉降观测和地质超前预报工作，及时施作隧道洞门和二次衬砌。

坚持动态设计、动态施工、动态管理，尊重施工信息，必要时及时修改设计图纸，确保信息化施工。

2.4 加强洞口段地基基础处理
洞口段施工基础必须置于稳固的地基上，对地基强度不够的部分需采取加强措施，如：扩大基础、桩基、压浆加固地基等措施，设计有仰拱时应及时施作仰拱，封闭基础围岩，及早形成一个封闭的圆形受力环，有利于隧道洞口安全。

2.5加强初期支护及二次衬砌
隧道洞口段受力体系与洞内不同，施工所承受的荷载很大，
虽然其荷载在开挖后初期已形成，但随着时间的推移其荷载还将继续加大。

故在施工中，一是要加强初期支护及二次衬砌；二是隧道初期支护必须紧跟掌子面，减少围岩暴露时间，控制围岩变形，及时施作仰拱封闭成环，并尽早施作二次衬砌混凝土。

3结束语
隧道洞口段施工是整个隧道施工的关键，尤其是不良地质隧道洞口段的施工做好了，就能保证隧道安全施工，正常进洞。

因此，施工中应应给与进口段隧道施工重点关注。

由于进口段隧道的易风化受力不均等问题，造成了进口段隧道容易出现坍塌滑体等施工事故，因此施工中应根据施工地进口段隧道的不同情况选择不同的施工方案，加强支护以及洞口加固措施，合理选择进洞及爆破方案，同时对其进行严格的监测以及必要的二次加固措施，来确保施工及隧道的安全性。

参考文献：
[l]关宝树.隧道工程设计要点集[m]，北京：人民交通出版社，2003
[2]詹辉，王桂玲.大跨径隧道浅埋段施工技术[j].山西建筑，2009（8）.
[3]吴荣锋.隧道光面爆破施工技术[c].山区高速公路、桥梁、隧道关键技术研讨会论文集，中华人民共和国交通部，2006.。