李維雍

摘要：大跨淺埋軟弱圍巖隧道多數(shù)會有表層軟弱堆積物、風(fēng)化帶、地形偏壓、軟弱圍巖等特殊的地形、地質(zhì)問題。在開挖的過程中可能會出現(xiàn)拱頂下沉急劇加大，地表開裂等問題。因此，在施工過程中要根據(jù)實際情況采取一定的措施，才能確保施工質(zhì)量與安全。本文就某大跨淺埋軟弱圍巖隧道進洞施工為例介紹了在大跨淺埋軟弱圍巖隧道的施工方法和技術(shù)。

關(guān)鍵詞：大跨淺埋；軟弱圍巖；進洞

一、工程概述

某雙線隧道全長780m，進口DIIK182+50--DIIK182+65為斜切段，DIIK182+65--DIIK182+100為V級偏壓明洞。該隧道最大開挖寬14.5m，高12.5m，斷面128m2。進口洞段與原地面等高線斜交，縱向坡度較陡，造成隧道右側(cè)偏壓。隧道明洞采用明挖法施工，暗洞采用新奧法施工，進洞采用套拱進洞。隧道半明半暗部分采用套拱、超前支護等措施減小偏壓力。超前支護采用108mm超前管棚注漿支護。暗洞軟弱圍巖地段堅持"管超前、嚴(yán)注漿、弱爆破、短進尺、強支護、早封閉、勤量測、緊襯砌"的施工原則。暗洞V級圍巖采用三臺階四步法開挖。

二、套拱施工

設(shè)計3榀I20a的工字鋼混凝土套拱，間距80cm。厚度為60cm。洞口段設(shè)計為φ89*6的長管棚，管棚長度為32米，共計48根?？紤]到前期模板臺車不到位的情況，套拱優(yōu)化為如下斷面：

施工方案在套拱施工時，預(yù)埋108*6的孔口管，孔口管長度為2米，外插角為1～2°，孔口管與工字鋼焊接成整體，并用φ16的鋼筋固定。長管棚設(shè)計為2種，分為有孔和無孔兩種，在施工中應(yīng)先施工有孔鋼管，注漿后在施工無孔鋼管。長管棚采用潛孔鉆鉆孔。在鉆孔中調(diào)整好鉆孔角度，鉆孔角度保證向上傾角為2°，確保管棚不得侵入隧道凈空。管棚注漿材料采用水泥凈漿，水灰比為1：1，注漿壓力為2.0MPa。漿液擴散半徑要求不小于0.5m，在孔口設(shè)置止?jié){塞。管棚在加工中，底部做成尖角形，方便管棚的安裝。

（一）鉆孔

管棚鉆孔鉆孔采用潛孔鉆機，3臺鉆機聯(lián)合作業(yè)。鉆機通過腳手架及平臺固定，盡量降低鉆機的安裝高度，確保鉆機的穩(wěn)定性，保證鉆桿平行于導(dǎo)向管方向，以確保鉆孔的方向。鉆孔間隔進行，下管后再返回鉆剩余的孔。鉆孔前對孔進行編號，施鉆時先奇數(shù)、后偶數(shù)。

（二）長管棚安裝

安裝長管棚用Ф60mm巖芯管進行掃孔，以清除孔內(nèi)碎碴和順孔，以便鋼管頂入。安裝鋼管前期靠人工送管，當(dāng)阻力增大，人力無法送進時，采用鉆機頂進，頂進困難時，用錘擊鋼管或用卡鉗扭轉(zhuǎn)鋼管，以取得較好的頂進效果。在下管前，將要頂進的鋼管節(jié)搭配到設(shè)計長度并試拼接，并做好記錄，編號為奇數(shù)的第一節(jié)管采用3m，編號為偶數(shù)的第一節(jié)管采用6m，以后每節(jié)管采用6m，以保證同一斷面上接頭數(shù)不超過50%。然后根據(jù)鋼管節(jié)逐一頂進。鋼管節(jié)段間接頭采用企口焊接，確保連接可靠。由于地質(zhì)條件較差，因此下管要及時、快速，以保證在鉆孔穩(wěn)定時將管子送到孔底。鋼管末端部焊設(shè)擋圈并用膠泥麻筋箍成楔形，以便鋼管頂進孔后其外壁與孔巖壁間隙堵塞嚴(yán)密。

（三）超前雙層小導(dǎo)管注漿

為了保證開挖過程中拱頂?shù)姆€(wěn)定，超前雙層小導(dǎo)管配合鋼架使用，形成前方圍巖拱頂?shù)念A(yù)支護體系，小導(dǎo)管采用Φ50*5mm，L=5m的熱軋無縫鋼管，環(huán)向間距30cm，沿隧道開挖輪廓線，分別采用40°和5～10°兩種外插角交錯布置，相鄰兩排小導(dǎo)管的水平搭接長度不小于150cm，小導(dǎo)管前部鉆注漿孔，孔徑10mm，孔間距15cm，呈梅花形布置，前端加工成錐形，尾部不鉆孔長度不小于30cm，作為止?jié){段。小導(dǎo)管采用先鉆孔后下鋼管法施工，推入小導(dǎo)管后，鋼管尾部與H型鋼拱架頂部焊接，以形成整體，然后注入1：1的水泥漿。

三、洞口開挖

利用上一循環(huán)架立的鋼架施作隧道超前支護，弱爆破開挖1部，然后施作①部導(dǎo)坑周邊的初期支護，即初噴4cm厚混凝土，架立初期支護鋼架，并設(shè)鎖腳鋼管。導(dǎo)坑底部及側(cè)面鋪設(shè)I18輕型工字鋼，底部噴20cm厚混凝土，施作①部臨時仰拱，必要時封閉掌子面。鉆設(shè)系統(tǒng)錨桿后復(fù)噴混凝土至設(shè)計厚度。

在滯后①部3～5m后，弱爆破開挖②部。施作導(dǎo)坑周邊的初期支護，即初噴4cm厚混凝土，架立初期支護鋼架，并設(shè)鎖腳鋼管。導(dǎo)坑底部鋪設(shè)I18輕型工字鋼，底部噴20cm厚混凝土，施作②部臨時仰拱，必要時封閉掌子面。鉆設(shè)系統(tǒng)錨桿后復(fù)噴混凝土至設(shè)計厚度。

在滯后②部3～5m后，弱爆破開挖③部。導(dǎo)坑周邊初噴4cm厚混凝土，架立初期支護鋼架，并設(shè)鎖腳鋼管。導(dǎo)坑底部噴8cm厚混凝土，施做③部臨時仰拱。鉆設(shè)系統(tǒng)錨桿后復(fù)噴混凝土至設(shè)計厚度。

在滯后③部3～5m后弱爆破開挖④部，初噴4cm厚混凝土，架立初期支護鋼架并設(shè)鎖腳鋼管，隧底周邊部分噴混凝土至設(shè)計厚度。

灌注V部仰拱及隧底填充（仰拱及隧底填充分次施作）。根據(jù)監(jiān)控測量結(jié)果分析，待初期支護收斂后，利用襯砌模板臺車一次澆筑Ⅵ部襯砌（拱墻襯砌一次施作）。

四、無管棚段采用多層小導(dǎo)管超前

左洞與沖溝沖突部位管棚鉆至護拱后終孔。因為此時，管棚長度已經(jīng)達到32m，按2度角度上揚后已經(jīng)超過開挖面80cm以上，且鉆入護拱砼后注漿漿液也不能擴散至周邊圍巖，管棚作用喪失。正洞開挖至該部位時，k56+390--k56+400段采用多層小導(dǎo)管注漿，小導(dǎo)管長度為3.0m，環(huán)向布置間距為40cm，角度調(diào)整為20m，縱向每1.0m設(shè)一環(huán)，在同一斷面上會有三層超前小導(dǎo)管同時起作用。

為增加本段隧道圍巖自拱能力，減少對洞內(nèi)支護結(jié)構(gòu)的壓力，k56+360--k56+420段左右、右洞沿隧道徑向設(shè)φ42*4mm注漿小導(dǎo)管注漿，固化隧道周邊圍巖，小導(dǎo)管長4.5m，環(huán)向間距0.5m，沿隧道縱向間距1.0m，梅花形布置，與拱架沖突處適當(dāng)錯開，注漿時采用隔孔注漿的方法進行。

五、沖溝反壓，緩解偏壓

于洞外沖溝增設(shè)一衡重?fù)跬翂驑栋鍓?，墻頂高出正洞洞?.0m，墻背回填土石反壓坡腳，可有效減小偏壓對洞內(nèi)支護的偏心影響。該方法簡單有效，但施工周期較長，施工須在主洞完成開挖前或二襯完成后。由于強趾處位于堆積土及原垃圾場邊緣，地質(zhì)條件較差，基礎(chǔ)須設(shè)樁基。

六、二次襯砌

深埋隧道二次襯砌施作一般情況下應(yīng)在圍巖和初期支護變形基本穩(wěn)定后進行。襯砌不得侵入隧道建筑限界，襯砌施工放樣時將設(shè)計的輪廓線擴大5cm?；炷凉嘧⑶凹肮嘧⑦^程中，應(yīng)對模板、支架、鋼筋骨架、預(yù)埋件等進行檢查，發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時處理，并做好記錄?；炷琳駬v時不應(yīng)破壞防水層。襯砌施工縫端頭必須進行鑿毛處理，用高壓水沖洗干凈。按設(shè)計要求預(yù)留溝、槽、管、線及預(yù)埋件，并同時施作附屬洞室砼襯砌。砼襯砌灌注自下而上，先墻后拱，對稱澆筑。在施工過程中，如發(fā)生停電應(yīng)立即起動備用電源，確保砼澆筑作業(yè)連續(xù)進行?；炷琳駬v時，不得碰撞模板、鋼筋和預(yù)埋件。泵送砼結(jié)束時，應(yīng)對管道進行清洗，但不得將洗管殘漿灌入到已澆筑好的砼上。鋼筋混凝土二次襯砌地段，必須用與二次襯砌混凝土相同配合比的細(xì)石混凝土或砂漿制作墊塊，確保鋼筋保護層的厚度，主筋保護層尺寸不小于30mm、迎水面主筋保護層不小于50mm。

七、監(jiān)控量測

現(xiàn)場監(jiān)控量測根據(jù)新奧法原理，為了掌握施工中圍巖和支護的力學(xué)動態(tài)及穩(wěn)定程度，以及確定施工工序，保證施工安全，需對隧道施工的全部過程進行現(xiàn)場監(jiān)控量測。大跨度雙聯(lián)拱隧道著重設(shè)計了地面沉降、拱頂下沉、隧道的水平收斂和鋼架應(yīng)力等監(jiān)測項目。進口段拱部下沉為30mm--40mm，地表沉降為15--20mm，周邊位移變化均在規(guī)范允許范圍內(nèi)。受漿砌片石保護，中隔墻位移幾乎為零。由于是在圍巖應(yīng)力基本釋放后再施做二次襯砌，二次襯砌基本無沉降及變形。

結(jié)束語

大跨淺埋軟弱圍巖隧道施工技術(shù)是隧道建設(shè)中常用的一種技術(shù)，它的廣范運用，不僅有助于為我國隧道建設(shè)提供有效的經(jīng)驗和參考數(shù)據(jù)，而且有利于促進我國隧道建設(shè)事業(yè)的健康發(fā)展。

參考文獻

[1]臧春雷，張靜.大跨淺埋軟弱圍巖隧道施工工藝[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟，2011（17）.

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