隧道进洞零开挖技术

隧道进洞施工“零开挖”摘 要：环境保护是当今世界瞩目的课题，公路建设中，树立公路基础设施建设与环境保护全面协调发展的全新思维方式，以保护生态环境，合理利用生态环境为指导，将工程建设（洞口开挖）对自然生态的影响减少到最低程度，实现公路建设的生态、环保、可持续发展。本文详细论述了隧道进洞施工“零开挖”在不同地形、地质条件下的设计理念和施工方法，力求为公路隧道设计施工提供借鉴。关键词：隧道 进洞 零开挖 1.简介随着高速公路建设的跨越式发展，我省高速公路建设重点正在由平原区向山区转变，桥隧比例越来越高，洞口处理对环境的破坏影响越来越大，环境保护形势不容乐观。在以往的隧道施工中，洞口坡面大挖大涮的现象比比皆是（见图片一、二），不仅不利于洞口的稳定成型，也不利于植被的恢复与生长，人工痕迹明显，对自然景观破坏严重。诚然，在洞口开挖过程中会或多或少地对自然山体留下“创伤”，但是较小的“创伤”，可以利用适合本地土壤生长、较高大的灌木来弥补，但毕竟不破坏就是最大的保护，洞口施工“零开挖”，也正是基于这一建设理念提出来的。2. “零开挖”理念的建立及施工工法我们即对国内外已建和在建隧道工程进行了广泛的调研，充分吸收公路隧道建设的成功经验和失败教训，将“质量第一、自然和谐”确定为本项目的建设方针，明确提出了“零开挖”进洞的施工理念，使隧道施工能最大限度地减少对自然环境的破坏；在开工之前，项目管理处又聘请有关专家对所有的施工、监理单位进行专业技术培训，推出了隧道施工操作指南，明确了隧道施工不同阶段的工作程序及环保理念的贯彻；在实施阶段，项目管理处组织专业技术人员对每个洞口进行踏勘、核查，根据不同的地形、地质条件，提出不同的进洞方案。(1)、对不良地质、不利地形条件，可考虑预先地表预加固、超前预加固、反压回填与挡护。如包家山隧道北口位于浅层滑坡内，地形上陡下缓，滑体由碎石、块石、粘土组成，呈杂乱堆积。滑面在洞口附近切入到隧道洞室内，围岩稳定性差。通过地表注浆加固及抗滑桩等综合措施对滑坡体进行处理后，隧道得以安全进洞，保护了地表原生植被，避免了清理滑坡所造成的环境破坏和后期运营隐患。(2)、优化洞口仰坡坡度，尽可能减少坡面开挖。 为了降低边坡开挖高度，可根据地形地质条件，在确保施工及运营安全的前提下，通过放陡边坡、减少台阶数量、缩小明洞外侧向宽度、减小台阶宽度以及将边坡与仰坡形成弧形顺接等多种方法来实现；也可考虑在暗洞外设置棚洞等，完善防护体系、美化景观设置。如黄龙隧道下行线出口就是通过延长暗洞、放陡边坡等方法（见图片三）将原设计的四十多米边坡降低至不到十米。(3)、仰坡开挖，可由洞门处向暗洞方向循序渐进，视围岩地质情况，尽早进洞，努力实现“零开挖”。如谭坝一、二号隧道等（见图片四）。同时还应强调：仰坡的防护，应最大限度地减少（或降低）喷射砼的范围和高度；对于级以下围岩，喷射砼的施工作业范围原则上不应高于拱顶开挖线之外2.0米，确保隧道建成后的植被恢复。 (4)、对500米以下中短隧道，在不影响工期的前提下，可选择进洞条件好的洞口单向进洞，而不提倡对向掘进。如黄龙隧道、松林隧道等中短隧道，通过实施单向进洞（小导洞出洞），避免了重复临建对原生地表的扰动和破坏。(5)、在常规进洞方案无法施作时，若侧向距离较短且有条件时也可考虑侧向进洞。如大棕坡隧道北口，存在洞口场地狭窄陡峭、与桥台施工相干扰等困难；经过现场核对比较，我们在其邻近的立石沟里，选择一处地质条件、施工条件相对优越的位置开辟一条长50多米的施工横洞，上述困难得到了克服。(6)、轴线与等高线斜交、地质条件许可时，可采取顺应地形的斜交进洞方式。如谭坝四号下行线出口，洞口坡面与洞轴线呈斜交状，如果一昧追求正交进洞，则势必形成二十多米的高边坡；根据地形地质条件，我们通过实施不等长异型护拱以及反压回填等办法进洞，最大限度地保护了原生植被及坡体，生态效应十分显著（见图片五）。(7)、在经过技术、经济比较后，尽可能采用“前置式洞口施工法”施工。即在洞外不开挖山脚土体的情况下，采用两侧开槽逐榀施作工字钢拱架，随着钢拱架推进逐渐“亲吻”山体，拱架间以纵向钢筋连接为整体，浇注混凝土形成临时衬砌，在进洞前以临时衬砌成洞，回填反压后再进行内挖法施工。(8)、洞门为斜洞门时，桥台设置应顺应洞门，设置为斜桥台。地形条件受限制时，桥台可置入隧道洞门内，以降低边仰坡高度，洞门可采用扩大断面或调整桥面宽度。(9)、洞门的修建以最大限度地减少洞门圬工、减少人工坡面、适应原地形为原则，以达到最大程度的简捷自然。传统的城墙式洞门给周围环境带来的不和谐，应引起业内人士的反思和探讨（见图片六）。由于传统粗放性施工的惯性，一部分工程技术人员尽管在思想上已认识到环境保护的重要性，但是在实施过程中又出现自觉不自觉的不规范施工行为。实践证明，“零开挖”进洞施工技术本身并不复杂，实施的难度在于环保理念是否真正落实到生产第一线（设计、施工、监理）工作人员心目中。为此，项目管理处加大巡查工作力度，通过现场指导、签发工作指令、督促监理工程师旁站等多种手段，促使优化方案的落实。3.结束语上述洞口优化方案在本项目岭南段付诸实施后，收到了明显的工程效益和生态效益，初步改变了以往的思路和做法，基本实现了“零开挖进洞”的初衷。但对于诸如桥隧相接等复杂困难地段，由于进洞场地匮乏和工期紧张等客观原因，未能完全实现“零开挖”进洞的最佳效果，这将随着环境保护观念的进一步加强以及经济社会的进一步发展，而得到越来越好地实现。