蘇仲華

（本溪市路達(dá)公路工程有限公司 遼寧本溪 117000）

隧道工程中淺埋、偏壓施工技術(shù)的應(yīng)用探析

蘇仲華

（本溪市路達(dá)公路工程有限公司 遼寧本溪 117000）

隧道是公路工程的主要組成部分，隨著高等級公路數(shù)量的增加，公路隧道建設(shè)規(guī)模不斷擴大，對于技術(shù)的要求也更加復(fù)雜。公路隧道施工是在淺埋、偏壓及軟弱圍巖隧道施工中，因為施工技術(shù)更加復(fù)雜，若施工不當(dāng)，會引發(fā)塌方問題。本文結(jié)合實際工程案例對隧道工程中淺埋、偏壓施工技術(shù)的應(yīng)用進行分析，供相關(guān)人士參考。

隧道工程；淺埋；偏壓；應(yīng)用

1 引言

在山區(qū)修建公路隧道，會遇到跨越山嶺的淺埋隧道，其施工環(huán)境較為復(fù)雜，地質(zhì)條件較差，會遇到穩(wěn)定性和承載能力差、施工難度和風(fēng)險大等問題。為保證洞口段施工安全和工程質(zhì)量，需要在設(shè)計前期充分掌握現(xiàn)場地質(zhì)、水文、設(shè)計要求及施工條件，最終確定合理的設(shè)計和施工方案。

2 工程實例概述

某隧道為Ⅰ級電力牽引單線隧道，設(shè)計行車速度120km/h。起訖樁號為DK46+048～DK46+620，隧道全長572m。隧道進出口位于右偏曲線（R= 1600m）上，隧道處線路縱坡為單面下坡（進口段為18‰下坡，出口段為12‰下坡），變坡點里程為DK46+450，變坡點高程為1422.55m。該淺埋段埋深最淺處已露出地表，淺埋段邊坡陡，穩(wěn)定性差，容易引發(fā)塌方、落石，影響施工安全；該淺埋段位置處于半山山谷處，便道修筑極為困難且將投入巨大。為此本段施工難度大，任務(wù)艱巨，要加強施工措施，保證安全順利通過淺埋段。

3 淺埋偏壓隧道洞口地質(zhì)情況

3.1 原設(shè)計地質(zhì)情況

該隧道設(shè)計為＜33～2＞灰?guī)r夾板巖（ε1m）：灰?guī)r為深灰色，致密隱晶結(jié)構(gòu)，中薄層狀，節(jié)理發(fā)育，充填有較多方解石細(xì)脈，局部有泥質(zhì)灰?guī)r；板巖成深灰色，風(fēng)化后呈黃褐色，變余粉砂泥質(zhì)結(jié)構(gòu)及鈣質(zhì)結(jié)構(gòu)，中薄層狀，巖質(zhì)較軟。節(jié)理發(fā)育，巖體破碎，鉆孔取芯基本呈塊狀，局部節(jié)理面可見炭質(zhì)泥膜。

3.2 開挖揭示地質(zhì)情況

該隧道自2009年7月進洞開挖后，揭示地質(zhì)為堆積狀碳質(zhì)泥巖，呈黑褐色。受構(gòu)造影響，巖體及其風(fēng)化破碎，土質(zhì)不均，含水量不均，具“流滑性”和蠕動作用，無自穩(wěn)能力，在有臨空面的情況下極易產(chǎn)生下滑溜坍。巖體擠壓破碎嚴(yán)重，受地下水長期浸泡作用，大部分已成土狀、淤泥質(zhì)土狀，在局部殘存的破碎巖塊上可見斷層擦痕。由于巖層無自穩(wěn)能力，周邊圍巖側(cè)壓力大，致使開挖支護后的初期支護下沉及收斂變形嚴(yán)重。

3.3 施工措施確定

根據(jù)設(shè)計要求，結(jié)合該隧道洞身淺埋的實際情況，施工主要分三個階段進行：①地表處理。清理地表，按照設(shè)計要求對邊坡進行處理，防止邊坡坍塌落石。②護拱施做及回填。為保證正洞開挖安全設(shè)置護拱，護拱施工大大增加施工安全性。③三臺階臨時仰拱法開挖支護。根據(jù)該隧道洞身的淺埋特點，須做到弱爆破、短進尺、強支護、早封閉。因此，結(jié)合實際，該段采用三臺階臨時仰拱法施工是合理選擇。

4 隧道工程中淺埋、偏壓施工技術(shù)分析

4.1 地表處理

（1）清理施工位置植被及亂石，并對邊坡危石進行排險；

（2）在淺埋段施工位置周邊施作截水天溝，并引至原沖溝下游，使排水系統(tǒng)成為一個整體；

（3）明暗交界處刷坡及防護：按設(shè)計坡率對兩端明暗交界位置刷坡，采用錨噴網(wǎng)進行防護；

（4）洞身上部開挖及防護：按設(shè)計坡率及放線位置分層向下開挖及防護，至護拱拱腳擴大基礎(chǔ)位置；線路前進方向右側(cè)采用錨噴網(wǎng)進行初步防護，因處于偏壓段，按設(shè)計再施作錨索加強防護。

4.2 護拱施做及回填

①在明暗交界進洞位置按照導(dǎo)向墻放樣中線及設(shè)計參數(shù)施作導(dǎo)向墻，并打設(shè)洞口長管棚；②施作護拱拱腳擴大基礎(chǔ)，基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土澆筑而成；③在護拱段對初支支護拱架（I22鋼架，間距0.6m/榀）重新進行分節(jié)，使兩側(cè)連接板剛好位于擴大基礎(chǔ)位置，由φ22連接鋼筋按縱向布設(shè)連接牢固，在拱腳位置預(yù)埋鎖腳鋼管；噴射25cm厚C25混凝土，以作為護拱內(nèi)模；④施作護拱外模骨架鋼架（I18工字鋼，間距1m/榀），拱腳落于擴大基礎(chǔ)上，鋼架由φ22鋼筋縱向連接牢固；施作護拱骨架及鋼筋，鋪設(shè)木模板、護拱澆筑完成；一次性澆筑DK228+199～DK228+220段護拱（40cm厚C30鋼筋混凝土，保護層厚5cm）；⑤采用土石分層回填及夯實，回填至拱頂以上50cm，并依據(jù)利于排水原則設(shè)置橫坡；⑥鋪設(shè)30cm厚C25素混凝土隔水層；⑦施作45cm厚粘土層，以防止地表水下滲；⑧在回填面位置上側(cè)順著原沖溝施作階梯型排水溝，采用25cm厚C20混凝土現(xiàn)澆。

4.3 三臺階臨時仰拱法施工

①三臺階臨時仰拱法臨時支護：a.臨時鋼架采用熱軋輕型工字鋼，臨時支護鋼架與洞身鋼架以螺栓連接，洞身鋼架架設(shè)后在相應(yīng)位置焊接預(yù)置鋼板并預(yù)置螺栓，以便臨時鋼架連接，連接鋼板尺寸根據(jù)各接頭相應(yīng)調(diào)整，接頭處焊接縫高度應(yīng)嚴(yán)格按照鋼結(jié)構(gòu)的有關(guān)要求進行，焊縫高度不小于6mm。b.臨時鋼架均采用I18鋼架，每榀鋼架間距與主洞洞身鋼架一致。噴混凝土采用C25，臨時封底厚10cm，鋼架尺寸及數(shù)量均按中心線計算。c.相鄰鋼架采用φ22鋼筋連接，環(huán)向間距0.6m，鋼架與初噴混凝土間要求密切牢固。d.臨時支護鋼架與初期支護鋼架連接接頭尺寸根據(jù)現(xiàn)場施工情況相應(yīng)調(diào)整，以保證鋼架連接順暢，牢固。②三臺階臨時仰拱法施工工藝：三臺階臨時仰拱法施工工藝流程見圖1；三臺階臨時仰拱法工序橫斷面示意圖見圖2；三臺階臨時仰拱法工法工序平面示意圖見圖3。③開挖1部臺階。④施作1部洞身結(jié)構(gòu)的初期支護，及初噴4cm混凝土，架立鋼架，并設(shè)鎖腳鋼管。⑤底部鋪設(shè)I18輕型工字鋼，噴10cm混凝土，施作臨時仰拱，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。⑥上臺階施工至適當(dāng)距離后，開挖2部臺階，導(dǎo)坑周邊部分初噴4cm厚混凝土，接長鋼架并設(shè)鎖腳錨桿，施作洞身結(jié)構(gòu)的初期支護及封底，可參見工序1進行。⑦開挖3部臺階，及時封閉初期支護，可參見工序2進行。⑧灌筑該段內(nèi)Ⅳ部仰拱。⑨灌筑該段內(nèi)Ⅴ部隧底填充。⑩利用襯砌模板臺車一次性灌筑Ⅳ部二次襯砌（拱墻襯砌一次施作）。

5 監(jiān)控措施與安全防范

①隧道洞身淺埋段的拱頂、兩側(cè)拱腰及邊墻共設(shè)置5個監(jiān)測點，每5m一個斷面（注：非淺埋段每10m一個斷面，此淺埋段所有加強），專人負(fù)責(zé)對檢測點的位移情況進行監(jiān)測，并做好監(jiān)測點位移量的記錄。對每個監(jiān)測點位移量應(yīng)用統(tǒng)計技術(shù)進行數(shù)據(jù)分析，隨時掌握圍巖的變化趨勢。②施工過程采用鉆打超前地質(zhì)勘測孔的方法，對隧道開挖掘進前方的地質(zhì)圍巖狀況進行預(yù)探預(yù)測。根據(jù)該淺埋段的地質(zhì)情況，超前地質(zhì)勘探孔的孔深不小于5m。做好超前地質(zhì)勘探過程記錄，通過預(yù)測情況，進行地質(zhì)分析，為后續(xù)的開挖對策做好準(zhǔn)備。③該隧道洞身淺埋段施工時，現(xiàn)場作業(yè)班組及值班安全人員均加強對初期支護情況的巡視檢查，發(fā)現(xiàn)支護體如有開裂或不尋常情況須立即撤出作業(yè)人員并及時上報。

6 結(jié)束語

高速公路施工，隧道一般均為控制性重點工程，而洞口段施工在整座隧道中占據(jù)重要地位，能否在地質(zhì)條件較為復(fù)雜的情況下安全、快速進洞，成為隧道施工的關(guān)鍵性問題，故選擇簡單操作的施工方案尤為重要。國內(nèi)外大量工程實踐證明，隧道圍巖覆土薄，則天然條件下土拱效應(yīng)難以充分發(fā)揮，地表容易產(chǎn)生沉陷現(xiàn)象，因此應(yīng)采用適合淺埋段的施工方法。本文提出的施工技術(shù)方案操作性強，方便施工，能夠保證施工安全和施工效率，有效地避免了塌方或冒頂事故，可為類似工程提供參考。

圖1 三臺階臨時仰拱法施工工藝流程圖

圖2 三臺階臨時仰拱法工序橫斷面示意圖

圖3 三臺階臨時仰拱法工法工序平面示意圖

[1]周良春.超前大管棚支護在淺埋偏壓公路隧道施工中的應(yīng)用[J].交通世界：運輸，2015（4）：281～282.

[2]張凱.淺埋偏壓隧道施工中深部位移監(jiān)測技術(shù)探析[J].江西建材，2015（11）：183.

[3]蔣正華，袁龍濤，楊建平.超淺埋偏壓段隧道的新型設(shè)計施工方法[J].公路交通科技：應(yīng)用技術(shù)版，2011（8）：73～75.

U455.4

A

1004-7344（2016）05-0154-02

2016-2-2

蘇仲華（1978-），男，工程師，本科，主要從事項目經(jīng)理工作。