康 飛

(貴州路橋集團(tuán)有限公司)

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淺埋偏壓軟弱圍巖隧道施工技術(shù)研究

康 飛

(貴州路橋集團(tuán)有限公司)

主要對淺埋偏壓軟弱圍巖隧道施工技術(shù)進(jìn)行分析，了解工程概況，明確施工過程和注意事項(xiàng)，然后詳細(xì)論述了軟弱圍巖隧道施工的技術(shù)，其主要內(nèi)容有：套拱、超前支護(hù)與初期支護(hù)、圍巖測量與開挖、防排水施工。相關(guān)人員通過這些內(nèi)容，更好的進(jìn)行施工工作，提高施工效率，保證其安全性。

淺埋偏壓；軟弱圍巖；隧道施工

1 工程概況

小水溝隧道地處貴州中北部黔北山地高原，屬務(wù)川縣涪洋鎮(zhèn)所轄。隧道貫穿脊?fàn)钌襟w，總體地勢北高，南低，進(jìn)、出口位于斜坡地帶。隧道區(qū)附近海拔675.4～1 136.6 m，相對高差461.2 m；隧道通過段地面高程在710.0～1 047.8 m之間，相對高差337.8 m，隧道進(jìn)出口基巖大部裸露，洞身段基巖裸露。地貌類型屬構(gòu)造侵蝕、溶蝕型低中山地貌。隧道進(jìn)出口距公路近，交通方便。

2 施工過程及注意事項(xiàng)

2.1 施工過程

隧道中的軟弱圍巖的穩(wěn)定性較差，在其開挖后會(huì)在一定程度上出現(xiàn)坍塌和掉塊的現(xiàn)象，所在相關(guān)人員應(yīng)采用合理的施工技術(shù)和防護(hù)措施，加強(qiáng)施工過程中的管理，避免產(chǎn)生安全風(fēng)險(xiǎn)。該隧道的地質(zhì)條件較好，隧道穿越地基的承載力較高，在進(jìn)行超前小導(dǎo)管注漿后，增強(qiáng)了圍巖的穩(wěn)定性。施工人員可以在施工開挖一定時(shí)間后，進(jìn)行初噴和初期支護(hù)，完成這些內(nèi)容之后降低隧道的變形幾率。

該隧道的自穩(wěn)能力較差，且埋深較淺，要及時(shí)采取有效的施工措施，例如小導(dǎo)管或是洞身管棚注漿的方式，但是這種注漿效果并不明顯，所以無法保證隧道的安全施工，其管棚布置圖如圖1所示。相關(guān)人員采用三臺階法無法保障施工的安全性，可以采用六步CD法進(jìn)行施工，其支護(hù)作用比較好，可以降低隧道發(fā)的變形量。通過對三臺階臨時(shí)一仰拱法和六步CD法的比較，在淺埋偏壓軟弱圍巖中都能得到較好的應(yīng)用，相關(guān)人員要根據(jù)圍巖的不同情況，例如埋深、自穩(wěn)能力，選取合適的施工方法，對圍巖進(jìn)行良好的控制，保證施工可以順利進(jìn)行。

圖1 隧道管棚布置圖

2.2 施土過程注意事項(xiàng)

在軟弱圍巖隧道施工中，無論選用那種支護(hù)方式都要進(jìn)行超前支護(hù)，鎖腳小導(dǎo)管和臨時(shí)支護(hù)，這是保證施工安全的前提條件。在超前支護(hù)中，隧道的上部，主要能夠起到較好防護(hù)效果。在應(yīng)用鎖腳錨桿中，其主要作用是為隧道開挖提供必要的防護(hù)條件。臨時(shí)支護(hù)的主要作用是控制初期支護(hù)變形，防止出現(xiàn)回頭塌，增加隧道的支撐能力。在隧道開挖的下半段段，要應(yīng)用U型鋼筋焊接鋼架和鋼管，通過小導(dǎo)管進(jìn)行有效的加固，從而保證設(shè)計(jì)的長度。如果圍巖沒有達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)，還可以增加鎖腳錨桿的數(shù)量，確保中下部隧道的開挖安全。

施工人員應(yīng)對步距、初期支護(hù)和成環(huán)時(shí)間進(jìn)行良好的控制，防治隧道出現(xiàn)變化。在隧道的上部，要明確其結(jié)構(gòu)，然后使用鋼架并確定其間的距離，開挖后做好初期支護(hù)和鎖腳錨桿施工。在施工中，要定期觀測隧道的沉降情況，然后分析隧道觀測結(jié)果。完成仰拱的施工之后，降低了初期支護(hù)的速度，使其逐漸保持穩(wěn)定。

3 淺埋偏壓軟弱圍巖的施工技術(shù)分析

3.1 施工工藝流程

在具體施工中，淺埋偏壓軟弱圍巖的承載能力較差，穩(wěn)定性不高。相關(guān)人員應(yīng)在施工中，注意施工的主要流程，對其進(jìn)行有效控制，防止其出現(xiàn)塌方。這種圍巖的這種特點(diǎn)，增加了施工的難度，所以相關(guān)人員采取有效的措施，增加施工的效果，從準(zhǔn)備工作開始，一次進(jìn)行上體外側(cè)的回填貧硅、超前支護(hù)、環(huán)向開挖、初期支護(hù)、安裝型鋼鋼架、錨噴支護(hù)、開挖核心土、監(jiān)控量側(cè)及加強(qiáng)支護(hù)與襯砌。

3.2 具體的施工技術(shù)

(1)套拱

在小水溝隧道施工中，要根據(jù)合理的原則，采取正確的實(shí)施方法。首先施工人員應(yīng)在洞外挖出一條與明洞相似的暗洞，然后逐步向隧道內(nèi)部進(jìn)行推進(jìn)，最后完全融入到山體之中。在本次施工中，選取的是16工字鋼，作為內(nèi)膜支護(hù)的條件，然后使用C25鋼筋混凝土澆筑8 cm厚，在這個(gè)過程中，要將工字鋼一同澆筑在混凝土內(nèi)。在進(jìn)行澆筑前，要預(yù)埋Φ150 mm的鋼管，然后對套管的具體位置進(jìn)行定位，確保施工兩側(cè)能夠回填一些混凝土，其混凝土的量要應(yīng)實(shí)現(xiàn)套拱外拱頂?shù)臉?biāo)高，最后進(jìn)行回填操作。通過這種方式，不會(huì)導(dǎo)致洞口邊仰坡出現(xiàn)破壞，還能夠保證回填與套拱形成一個(gè)整體，對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生支護(hù)效果，保證洞口段與邊仰坡施工的安全性。

(2)超前支護(hù)與初期支護(hù)

在軟弱圍巖隧道施工中，施工人員必須進(jìn)行超前支護(hù)。施工主要采用的是Φ108mm的熱軋無縫鋼管，在隧道施工中，要保證到導(dǎo)管棚水泥單槳液。施工的導(dǎo)管長度為20 m，節(jié)長也要得到控制。施工人員要對導(dǎo)管的節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行焊接，使用V型的對焊形式，保證注漿的最終壓力為2 MPa。針對洞身施工，要應(yīng)用Φ42 mm的熱軋無縫鋼管短管棚注水泥水玻璃雙漿液，要保證環(huán)向的40 cm，將注漿壓力控制在0.8 MPa。

在通常情況的初期支護(hù)中，要采用常規(guī)錨噴支護(hù)，通過這種方法，提高隧道的穩(wěn)定性。施工人員要將鋼架之間的距離控制在50 cm左右，然后使鋼筋環(huán)向連接。鋼筋之間的距離一般在1 m之內(nèi)，進(jìn)行梅花型布置。如果施工隧道的格局導(dǎo)致是水泥或是玻璃雙槳液出現(xiàn)變形，那么要在圍巖相對較弱的區(qū)域，改變注水方式，例如在靠近山體的部分，處理更換導(dǎo)管，還要將注漿壓力控制在0.5～0. 8 MPa，導(dǎo)管的長度為150 cm，從而達(dá)到較好的支護(hù)效果。

(3)圍巖測量與開挖

在軟弱圍巖施工中，要圍巖測量，這是軟弱圍巖的重點(diǎn)工作。相關(guān)人員應(yīng)及時(shí)掌握圍巖的動(dòng)態(tài)，對軟弱圍巖的穩(wěn)定性進(jìn)行客觀評價(jià)。施工單位通過有效施工之后，要計(jì)算施工的實(shí)際支護(hù)形式、支護(hù)參數(shù)，保證施工的應(yīng)力能夠均勻分布，受力狀態(tài)可以到達(dá)平衡。經(jīng)過測量和支護(hù)后，要進(jìn)行開完，相關(guān)人員應(yīng)注意在開挖前，要保證注漿強(qiáng)度為85%。軟弱圍巖屬于淺埋偏壓形式，所以應(yīng)在每次循環(huán)之后，對其采用的土開挖方式進(jìn)行研究。施工人員要沿著隧道的輪廓線進(jìn)行挖掘，然后在開挖過程中控制循環(huán)進(jìn)尺的尺寸，確保錨噴支護(hù)這種開挖形式滿足規(guī)定要求后，才能進(jìn)行核心挖掘。在這個(gè)過程中，要使用挖掘機(jī)進(jìn)行挖掘，針對局部比較堅(jiān)硬的巖石，應(yīng)進(jìn)行爆破，然后在使用挖掘機(jī)進(jìn)行挖掘，最后要合理利用風(fēng)鎬并控制人工進(jìn)行挖掘。

(4)防排水施工

在施工過程中，應(yīng)保障隧道施工的整體穩(wěn)定性，合理利用“防、截、排、堵”的方式進(jìn)行隧道結(jié)構(gòu)的防排水施工。在處理過程中，要遵守因地制宜和綜合治理的原則，促使施工的有效實(shí)施。裂隙水的情況較好，一些隧道施工對水文環(huán)境有非常嚴(yán)格的要求，采取“以堵為主，限量排放”的基本原則，通過這種方式，防治對隧道施工造成損害，最后達(dá)到防水的效果，提供施工的經(jīng)濟(jì)性。在洞外進(jìn)行防排水施工，與內(nèi)部有一定差異。例如應(yīng)在隧道進(jìn)出洞口的頂仰坡開挖線之外的位置進(jìn)行設(shè)置，通過這種形式促進(jìn)地表水的排出。相關(guān)人員還可以在隧道進(jìn)口段設(shè)置保溫暗管，排出洞內(nèi)側(cè)溝水流。在洞內(nèi)防排水施工中，要在洞內(nèi)兩側(cè)設(shè)置雙層蓋板，然后保證水溝溫度，選取加聚氨酷泡沫保溫材料，確保防排水施工的有效性。

4 結(jié)束語

在淺埋偏壓軟弱圍巖施工過程中，其施工技術(shù)的使用有一定特殊性和復(fù)雜性，所以相關(guān)人員應(yīng)仔細(xì)分析施工的具體情況，選取具體的施工方案，達(dá)到較好的施工效果。在此基礎(chǔ)上，施工單位要控制隧道中的施工問題，對偏壓問題進(jìn)行妥善處理，合理使用超前支護(hù)和初期支護(hù)，充分發(fā)揮這些功能，增加隧道施工的安全性。

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2015-08-28

康飛(1986-)，男，助理工程師，主要從事道路橋梁施工方面的工作。

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