复杂沟谷地形下特大断面公路隧道盖挖法反压回填进洞施工技术研究

复杂沟谷地形下特大断面公路隧道盖挖法反压回填进洞施工

技术研究

摘要:文章结合在建金钱龙隧道工程实例简要的研究了盖挖法反压浇筑混凝土回

填进洞施工技术在洞口复杂地质条件下的应用，通过洞部回填以增加洞顶覆盖层

的厚度，且反压混凝土的自重可有效阻止沟槽中的土石松动产生下降趋势，大大

降低施工安全风险，确保施工过程作业安全和隧道后期的运营安全。

关键词:复杂沟谷特大断面公路隧道反压回填盖挖法进洞施工技术

1、前言

我国隧道工程的开挖方式主要分为明挖、半明挖和暗挖三大类。随着对隧道

围岩与支护相互作用的深入理解，对各种施工方法的深入研究和系统应用。隧道

的施工需要从周边环境、施工技术可行性、安全质量、工程造价和环境保护的角

度来综合分析，需要对具体的开挖方法进行针对性分析和比选。目前盖挖法在公路、铁路浅埋、覆盖层较薄隧道进洞施工方面应用广泛。

于明相比挖，盖挖法因其开挖面和开挖深度小，可以避免大面积开挖对生态

环境的破坏，保证边坡的稳定性，此外，它还确保了施工人员和建筑物的安全，

同时减少了挖掘量，缩短了施工周期，减少了投资。盖挖法相对于暗挖，因盖挖

段均是超浅埋或浅埋，地质条件都很差，暗挖需按设计短开挖、强支护，造价高、进度缓慢。由此可见浅埋段隧道施工中盖挖法相对传统施工方法，在提高工程质量，保证施工安全，节约工程投资、加快项目进度和保护环境方面具有很大的优势。根据不同工程实际情况，如何在现有众多成熟工艺中通过不断的技术革新，

更有效的解决隧道在洞口段浅埋，位于冲沟，覆盖层为角砾土，遇水易破碎，稳

定性较差等一系列不利条件限制下的安全进洞，达到施工成本更经济、施工安全

风险更低、施工进度更快的目标，是目前国内外持续研究的趋势所在。

2、工程概况

金钱龙隧道进口位于永嘉县黄田镇下白岩村，出口位于瓯北镇安丰村，采用上、下行分离的隧道形式。其中右洞起止桩号为YK6+456-YK10+088，长3632m，

左洞起止桩号为ZK6+457-ZK10+082，长3625m。净宽14.0m，净高为5.0m，纵坡为人字形坡，左线坡率+2.4%，-0.64%，右线坡率+2.25%，-0.67%进出口均采用端

墙式洞门。本隧道是我项目的关键性节点工程，也是重点、难点控制性工程。

金钱龙隧道进口端左洞位于复杂沟谷之内，地质情况及其复杂，受1990特大泥石流影响，冲沟内岩堆发育特别严重，洞口刚好在一条冲沟之中，左洞明暗交

界边仰坡位置清除原地表孤石及堆积土后经现场实际观测边坡围岩较差，为角砾土，遇水易破碎，稳定性较差。左洞洞顶清除原地表孤石及堆积土后经现场实际

测量发现原地表高程低于设计拱顶高程1.8米，进过多方商讨后最终采用盖挖法

反压混凝土进洞，洞口浅埋段洞顶施做工字钢盖子，并浇筑C20混凝土反压回填

以增加洞顶覆盖层厚度，封堵冲沟内松动土石方产生下滑的趋势，以减小施工安

全风险，确保施工及隧道贯通后后期的运营安全。

3.4、暗洞掘进

在洞口段套拱施工完成后，及时完成反压回填混凝土的浇筑，后进行暗洞段隧道掘进。

并且一次开挖最大进尺控制一榀拱架（设计为50cm），其与钢拱的安装同步。弱爆破、加强监测，以防止套拱、反压混凝土、地表、边坡等的沉降

3.5、洞顶回填

（1）回填应两侧均匀进行，以确保洞内支护结构均匀受力；回填碎石土时，应分层回填、采用小型机械夯实，以确保回填的密实度。

（2）施做粘土防水层后，在表层施加30cm厚的耕作土壤，然后回填坡面，再恢复地面

和植物草的绿化。

（3）洞口浅埋盖挖段开挖必须在洞顶回填结构完成后进行，严格控制超挖，主洞采用中

隔壁法开挖施工。

4、盖挖法反压浇筑混凝土回填进洞施工质量、安全控制要点

4.1、施工质量控制要点

（1）在施工过程中注意对隧道预留沉降的控制，动态进行测量，并根据现场实际监测数

据适当调整预留沉降量。

（2）当掘进方向前侧地质有变化迹象时，必须利用地质雷达等超前地质预报技术手段探

明隧道前方的工程地质和水文地质条件，时实分析后才能继续进行开挖掘进。

（3）每循环要做好爆破方案的分析总结，及时调整优化钻爆设计，为下一循环提供参考

依据，确保隧道成形质量。

（4）隧道周边部位应预留30cm进行人工开挖，其余部位宜采用机械开挖，局部需要爆

破时，采用弱爆破，不得超挖。施工时应严控装药量，减少对周边围岩的扰动。

（5）钢架应架设在坚实基岩上，严禁拱脚悬空或采用虚碴回填。钢架应与锁脚锚管采用“U”型筋焊接牢固。

（6）严格按《公路工程质量检验评定标准》对钢拱架架设、混凝土浇筑等各个工序进行

质量控制。

4.2、施工安全控制要点

（1）设置加密观察点，并在附近建筑物中设置振动监测点。密切关注爆破振动的影响，

及时调整爆破参数，爆破振动的振动速度应小于我国“爆破安全规程”（6722-2003）中对振动

速度小于2 cm / s的要求。。

（2）每次爆破后对表面进行测量，并结合地质素描的监测及沉降收敛等监控量测情况。

分析围岩稳定性，确保施工安全和施工质量。每次爆破前，安排专人到地表进行巡查，并在

施工现场设置安全警戒线，防止行人进行该区域。

（3）隧道进洞前必须提前做好洞顶及洞口防排水系统。洞顶截水沟及洞口排水沟根据实

际地形砌筑，用砂浆抹面，防止地表水及施工用水下渗，影响结构安全。

（4）施工应严格控制开挖长度，根据围岩地质情况，合理确定循环进尺，每次开挖长度

不得超过0.5m；开挖后立即初喷4cm混凝土，以减少围岩暴露时间。

（5）完善洞内临时防排水系统，严禁积水浸泡拱脚及在施工现场漫流，防止基底承载力

降低。

5、效益分析

当浅埋隧道附近有重要设施及对文明施工要求较高的要求时，常规的爆破及露天施工势

必造成较大危险并对周围环境产生不良影响，爆破振动、飞石、噪音等对周边环境造成的危

害是巨大的，协调及处理措施往往有极大难度；同时如果隧道处于垭口位置或周边有滚石等

危险源的存在，常规露天施工将大大增加施工作业面的危险性，随时有塌方等危险存在。超

浅埋隧道盖挖法施工工法使隧道与周边环境进行了隔离，有效的解决了周边危险源及气候对

施工的影响和施工对周边环境的不良影响的难题，特别是对文明施工有较高要求地区更能体

现此工法应用产生的巨大社会效益。

6、工程应用实例

金钱龙隧道进口位于永嘉县黄田镇下白岩村。其中左线ZK6+457-ZK6+467段，拱顶部位

露出地表平均高度在1.8cm 左右，属于超浅埋段，且洞顶正位于冲沟之中，右上方有一条