1.工程实例概述

香格里拉至丽江高速公路第十一项目部古那湾2号隧道位于玉龙县龙蟠乡境内，与香格里拉经济技术开发区隔金沙江相望。古那湾2号隧道为分离式隧道，左右幅隧道间净距一般为18～45m，左幅长度13.86m，起讫里程K84+386.04～K86+080，右幅长度10m，起讫里程YK84+415～YK86+065，合计全长33.86m，单个隧道内轮廓净空宽度11.00m，净空高度7.1m。隧道进口轴线方向坡度20°左右，整体地势比较平缓。隧道紧贴山脚洞口段的围岩为第四系全新统洪坡积层，主要由块石夹碎石土组成，呈中密或密实状，岩体多为散体或碎裂结构，稳定性极差，地下水丰富。所以，在制订这一隧道施工进洞计划方案时必须把施工安全作为首先考虑的因素。

2.隧道进洞施工方案的选择

左洞原设计方案边、仰坡刷坡后挂网喷锚，在刷坡时发现左侧边坡多为碎砾石堆积体，自稳性极差，无法达到预期刷坡的高度，且雨水丰富，易诱发山体坍塌。但在洞口处施作明洞，则两侧土方开挖量较大，而且加大了对洞口周围土体的扰动，特别是左侧刷坡高度更高，若边仰坡防护不当，将引起洞口土体滑塌，以致施工周期延长，不利于尽早进洞。明拱暗墙法（即拱部明挖、墙部暗挖），则可避免在覆盖层较薄的条件下进行全部暗挖极易发生塌方的可能性，同时又可大大减少对洞口地表自然土体的扰动范围，所以，这是最适合隧道的施工进洞方案。这一进洞施工方案从洞口段开始，确定长11m的范围，对这一范围内拱脚附近放坡明挖并及时对仰坡、边坡进行挂网锚喷防护，在紧靠掌子面2m范围内架设拱部型钢钢架，并施作锁脚锚杆。由于洞口段地质条件较差，覆盖层仅有2m左右，因此，采用了40m长管棚超前预支护。对洞口明拱部分安置拱架及置模灌注混凝土。此后，并按洞口初始设计的环形结构向下进行台阶开挖、初期支护施作，直至二次衬砌封闭，最后在明洞拱顶进行回填植被，恢复原地貌。

3.隧道进洞施工流程

在完成隧道进洞区域地质状况调查与进洞施工方案的选择、确定以后，进洞施工正式开始。隧道采用明拱暗墙法进行施工时，需要严格遵照一定的工艺流程步序来完成。采用明拱暗墙法的隧道进洞施工方案首先需要进行仰坡坡面支护，还要在上部断面区域进行明挖施工，而后对边坡坡面、成洞面进行同样的支护，接着对隧道洞口拱部环形区域做管棚施工。中台阶和下台阶按开挖、初期喷混凝土、安置拱架、锁脚锚杆的次序进行作业。最后在进洞区域做混凝土二次衬砌与防护施工。

4.隧道进洞施工关键技术的分析与研究

当进洞施工步序确定之后，需要对整个隧道进洞的施工作业进行整理，在这个过程中常常会遇到各式各样的施工难点或是与实际地质条件发生冲突的情况，这就必须及时并合理调整施工材料和施工措施，以保证施工工程的质量与安全。下面对该施工方案几个关键技术及控制点进行分析与讨论。

1）设置洞顶截水沟

基于隧道施工区域水量丰富的情况，为确保明拱开挖施工过程中临时边仰坡的稳定，防止拱脚遭雨水浸泡的可能，在进洞施工前必须在边仰坡坡边以外5m处施作洞顶截水沟（选用浆砌片石），将地表水引至施工区域之外。

2）明拱开挖与边、仰坡的防护必须同期结合进行

隧道进洞中的明拱部分的施工必须与开挖、人工刷坡、挂网锚喷结合进行，这在避免左侧边坡的侧压力对隧道洞口产生挤压作用方面有显著的效果。

3）初期管棚套拱的施工(www.daowen.com)

管棚套拱施工距离不宜过长，紧靠掌子面连续设立环形工字钢拱架，将拱架与明拱开挖时引入的边仰坡锚杆进行焊接固定，然后在环形拱架的端头和内部环形轮廓内安置木模板，浇注套拱混凝土，形成初期隧道进洞施工较为稳固的受力体系。

4）长管棚施工

长管棚施工采用Φ118mm、40m长管，管的环向间距30cm，在隧道进洞施工实践中，最大的难题是长管棚的施工工艺。隧道进口处地层为第四系全新统洪坡积层，主要由块石夹碎石土组成，作业中不但卡钻与坍孔现象十分严重，成孔困难，而且施工进度十分缓慢，将延长整个隧道的施工工期。作者认为过去一次成孔法的施工模式并不适用，需要采用麻花钻头冲孔及套管跟进的施工工艺。值得注意的关键技术要点如下：

（1）冲孔必须选择麻花钻头冲击钻相结合的方法，钻机从早先明拱暗墙施工中预留的孔口管进入，由此完成钻孔施工。

（2）钢管与钻杆必须在顶驱液动锤的作用下完成回转冲击，并经过孔口管钻入隧道顶部前端。

（3）顶进钢管必须保持一定倾角（实际操作时不小于5°），以防止钢管端部进入隧道净空，造成侵限。

（4）钢管分段连接时要保证接头强度，且同一截面接头率不得大于50%。

（5）钻孔完成后应及时注浆，浆液采用水泥-水玻璃双液浆，水灰比1∶1，水玻璃浓度40°Bé（3～4级波美度）；注浆压力0.8～1.2MPa，终压控制在2.0MPa；注浆顺序从两侧拱脚向拱部跳跃进行，务必保证钢管周边土体裂隙中浆液饱满，形成管棚固结体，具有一定强度，此举是保证周边土体稳定的重要举措。

（6）管棚施工结束后，采用短台阶法（预留核心土）进行隧道开挖，管棚搭接长度不得小于2.5m。

5）拱下暗挖及快速封闭成环

拱部混凝土灌注完成并达到一定强度后，墙部暗挖在拱的防护下采用短台阶法开挖，上台阶开挖环向进行预留核心土以稳定掌子面临空面土体。中、下台阶开挖时，须迅速做好上台阶拱脚处钢架的连接，并及时打设锁脚锚杆和注浆。横断面左右错开分步进行开挖和初期支护，及时封闭土体临空面，并做好注浆管的预埋，以便进行初期支护背后回填注浆，减少拱部沉降和土体侧向变形，各部循环进尺1.5m/d。暗挖进行时，实时进行监控量测，以便及时掌握支护变形。墙部开挖一定距离后，应及时施作墙部初期支护，紧接进行仰拱开挖和初期支护闭合，防止墙体脚部向内移动。应不失时机地及时完成二次衬砌的施工。保证同一横截面的初期支护和二次衬砌各自尽早封闭成环，对于抵抗周边土压具有十分重要的意义。