泰井高速公路金硚隧道位于江西省泰和县津洞村，全长4032.3米（其中左线全长2027米，右线全长2005.3米），为双线分离式隧道。隧道区位于剥蚀低山丘陵区，山势陡峻，洞口段局部基岩裸露，为强风化砾岩，上部为第四系砾土、碎石土。洞口段纵向坡度50°-60°，横向为单面坡，坡度为40°-45°，为偏压隧道。隧道洞口段构造节理裂隙发育，水文地质复杂，岩体松散，地质条件较差，围岩类别为Ⅱ类，属软弱围岩。洞口边仰坡及围岩自稳能力差，易坍塌，在这种情况下，如何做好洞口偏压段的施工，尽快形成进洞局面，就成为津洞隧道能否确保工期的关键。

一、施工技术

1.施工方案

根据隧道洞口段特殊的地质条件，为了有效的控制围岩的收敛变形，防止隧道在开挖过程中发生坍塌，施工时严格按新奥法原理组织施工，遵循“早进晚出”的原则，经过反复比选形成如下施工方案：施工前，为确保洞口施工安全，施工前先施作洞顶仰坡排水天沟，然后对洞口顶部一定范围的地表采用锚杆、钢筋网、喷混凝土组合支护；套拱法，进洞采用“套拱法”进洞，采用长管棚及超前小导管进行注浆预加固及超前支护；洞口偏压施工，洞口偏压段采用上部弧形导坑预留核心土法，以人工风镐开挖为主，必要时辅以预裂、微振爆破；开挖后，开挖后钢支撑，锚喷支护、仰拱快速封闭；量测，进行围岩量测，根据量测结果，适时或提前施作二次衬砌。

2.施工方法及措施

进洞前的准备工作

洞口施工前做好洞口边仰坡排水天沟，截水沟施作完后，自上而下进行边仰坡开挖，按设计坡度一次整修到位；刷坡的同时，对洞顶仰坡及地表进行加固，加固范围为隧道轴线，左右两侧各15m，纵向沿山顶15m范围布设，边仰坡采用挂网喷锚防护，顶部采用锚杆预加固；施作“套拱”，即在洞口段隧道洞身上部衬砌轮廓线外，立模浇注厚60cm钢筋混凝土，长度2m，同时预埋Φ127×4mm,环向间距50cm，长度2m的管棚导向管，以便下步管棚施工，确保洞口段山体稳定；4、洞口超前支护，沿套拱外轮廓水平打入一排φ108大管棚，环向中心间距0.5m，长度为16m，钢管上钻φ8压浆孔压注水泥-水玻璃浆液固结围岩。

正洞开挖

采用预留核心土三级台阶开挖，上导二次开挖高度3.8m，中导高度3m，下导高度3.0m，上、中导断面相距5m-7m，中下导断面相距10m；上导开挖，开挖前采用小导管超前支护，开挖时以人工风镐或挖掘机开挖为主，需要时辅以弱爆破，先由人工预留核心土开挖弧心槽，然后由挖机配合进行开挖，每一循环进尺1.0m，开挖达到设计断面后，立即进行初期支护施工，核心土的开挖必须在初期支护封闭成环后再开挖，开挖时采用控制爆破措施以免损坏初期支护；中、下导开挖，中导及下导的开挖，采用左右错开，分边施工，若边墙围岩较好时，可将中、下导合并为一个导坑施工。施工时采用钻爆法施工，YT28风动凿岩机钻孔，光面爆破，下导接拱架采用左右错开，单侧视地质情况跳槽开挖，以人工风镐下挖马口方式施工，采用挖掘机扒碴、出碴。

超前支护

超前支护拱部采用φ42小导管注浆，小导管采用外径42mm，壁厚3.5mm，热轧无缝钢管，钢管前端显锥状，尾部焊上φ6加劲桩，管壁四周钻8mm压浆孔，但尾部不设压浆孔。施工时，钢管与衬砌中线平行以14°仰角打入拱部围岩，钢管环向间距40cm ，每打完一排钢管注浆后，开挖拱部及第一次喷射混凝土，架设钢架，初期支护完成后，隔2.4m再打另一排钢管，超前小导管保持1.0m以上的搭接长度，注浆采用水泥-水玻璃浆液。水泥水灰比1:1，水泥浆与水玻璃体积比1:0.5，水玻璃浓度35波美度，模数2.4，注浆压力0.5MPa-1.0MPa。

浆液扩散半径采用0.65倍钢管间距，注浆按间管达到设计注浆量作为注浆结束的标准，当注浆压力达到设计终压20s后，其进浆量级达不到设计注浆量，也可结束注浆。

初期支护

每开挖循环进尺一次，相应的进行一次初期支护的施工，初期支护采用每1榀/0.5mⅠ16钢支撑，环向布置3.5m长φ22锚杆系统砂浆锚杆，双层φ6@20*20钢筋网，24cm厚C20喷射混凝土。初支施工时，为防止拱圈下沉，于拱墙脚以上0.5m、4.0m、6.5m处增设锁脚小导管，锁脚小导管采用φ42mm钢管，长度3m，在钢支撑两侧错位布置，卡住钢支撑并焊牢后压注水泥水玻璃浆液。

仰拱

施作二次衬砌前，为防止围岩变形发展，要依据量测资料及时施作仰拱，使仰拱与拱墙初支形成闭合环，仰拱施工时采用风镐配合挖掘机左右跳槽开挖，必要时辅以弱爆破，开挖到位后先施作仰拱初期支护，初期支护型式为每1榀/0.5mⅠ16钢支撑+单层φ6@20*20钢筋网+20cmC20喷射混凝土。初期支护施工完毕后，即可立模灌注仰拱混凝土。

二次衬砌

依据围岩量测资料，待初期支护收敛沉降趋于稳定后，及时进行二次衬砌的施工，以保证初期支护安全，发挥二次衬砌的承载能力。考虑到山体偏压的影响，隧道两侧衬砌为不对称断面，横断面地势较低一侧衬砌厚度比另一侧加厚20cm，以利隧道整体的稳定性。施工时采用全断面液压衬砌台车，自动计量搅拌机集中拌合，混凝土罐车运输，输送泵泵送入模。在围岩变形较大或不稳定，尤其是当监控量测曲线出现反弯曲线时，要立即采取衬砌紧跟，加强衬砌的措施，防止塌方事故的发生。

3.监控量测

现场监控量测作为隧道施工的重要组成部分，对施工具有极其重要的意义，隧道开挖后，必然会引起地表拱顶下沉和围岩变形收敛，尤其对于浅埋偏压段，除常规洞内观察外，对地表、拱顶下沉及周边收敛位移值的观测则显得尤为重要，据此可以判定初期支护的稳定性、安全性以及二次衬砌的施作时间。

（1）监控量测项目 量测项目主要有工程地质及支护状态的观察，地表下沉，周边收敛位移，拱顶下沉，锚杆内力及抗拔力5项内容，具体布置情况见表1，量测断面布置图见下图：

表1

      洞身一般量测断面布置图

（2）监控量测数据的处理应用

将现场量测数据及时绘制位移一时间曲线，并依据曲线线型判定初期支护的稳定性，主要依据如下：1、隧道周边位移速率有明显减缓趋势； 2、水平收敛速度＜0.2mm/d，或拱顶位移速度＜0.15mm/d；3、施作二次衬砌前的收敛量已达预计总收敛量的80%以上；4、初期支护表面无再发展的明显裂缝。当不能满足上述条件，围岩变形无收敛趋势时，必须采取补强措施，从该隧道监控量测的数据看，洞口段拱顶累计沉降32mm，水平收敛累计13mm，表明初支已趋于稳定，而且在该洞口段衬砌施工完毕后，地表沉降及水平收敛已基本停止，这说明在偏压地段惟有及时施作衬砌，施工方法得当才能更有效地控制围岩变形和地表下沉。

二、结 语

⑴ 隧道洞口偏压软弱段围岩施工，地表预加固、超前支护是提高围岩稳定性的重要工序，但施作了地表预加固、超前支护护坡后进洞，围岩没有发生坍塌，支护也无大的开裂，说明该工序对抵抗偏压和稳定围岩起了关键性的作用，也是成功进洞的重要措施。

⑵ 洞口段施工中，始终坚持“短进尺、弱爆破、强支护、早封闭、紧衬砌”的原则，在缩短各工序的施工用时，也缩短工作面的暴露时间，提高了单个循环施工效率。

⑶ 洞口段施工，加强围岩监控量测，依据监控量测资料对施工方案进行不断优化，确保隧道施工安全。金硚隧道施工实践也证明了灵活应用施工原则和施工方法的重要性。