文/王殿勇、徐國(guó)棟

1 前言

目前我國(guó)所建設(shè)的淺埋隧道工程項(xiàng)目中，受到地質(zhì)、技術(shù)、環(huán)境等多個(gè)因素影響，導(dǎo)致安全問(wèn)題比較嚴(yán)重，給周邊建筑物造成比較大的損壞，嚴(yán)重者還會(huì)出現(xiàn)地層坍塌、下沉等，對(duì)人們的出行安全造成威脅。因此，在超長(zhǎng)距離的下穿高速公路的施工中，我們應(yīng)該選擇應(yīng)用大跨淺埋隧道施工全面管理的方法，以此有效使得隧道工程達(dá)到安全性和穩(wěn)定性的效果，確保交通運(yùn)行的質(zhì)量合格。

2 淺埋暗挖施工技術(shù)原理

淺埋暗挖施工技術(shù)原理如下所示：首先相關(guān)人員要做好施工地層結(jié)構(gòu)部分的加固處理，以保證各個(gè)圍巖結(jié)構(gòu)部分的承載性能符合標(biāo)準(zhǔn)要求。一般都會(huì)通過(guò)應(yīng)用短尺開(kāi)挖的施工方式；其次，要做好初期支護(hù)施工，可以組合成為封閉的結(jié)構(gòu)形式，通過(guò)初期圍護(hù)與圍巖相結(jié)合的方式，保證其支護(hù)效果符合要求，承載性能滿足標(biāo)準(zhǔn)；最后，在變形進(jìn)入穩(wěn)定期之后，就能夠開(kāi)始進(jìn)行二次模的襯砌施工。一般來(lái)說(shuō)，初期只要承擔(dān)整個(gè)設(shè)計(jì)載荷，而二次模澆筑施工則是后備的力量，在具體的工程實(shí)施中，如果有特殊荷載的存在，那么就能夠通過(guò)初期支護(hù)、二次襯砌來(lái)聯(lián)合承擔(dān)，以此達(dá)到應(yīng)有的效果[1]。

3 關(guān)于淺埋暗挖的適用范圍和優(yōu)點(diǎn)

3.1 適用范圍

按照當(dāng)前的豎井和隧道開(kāi)挖施工的地質(zhì)、水文等條件，并且考慮到地質(zhì)條件所存在的特殊性，以此做好原先設(shè)計(jì)圖紙注漿止水加固施工工藝以及施工范圍的改變；另外，通過(guò)應(yīng)用暗挖隧道全斷面深孔注漿的施工方式，其包含了隧道外部輪廓線2m 范圍內(nèi)的全部土體結(jié)構(gòu)，能夠做好輪廓線加上地層注漿止水和地層的加固施工，從而避免發(fā)生土體的流失情況，保證整個(gè)結(jié)構(gòu)的承載性能都符合要求，有效消除地面沉降，滿足隧道工程安全性的要求。

3.2 優(yōu)點(diǎn)

3.2.1 及時(shí)支護(hù)

保證鋼筋網(wǎng)、混凝土噴射支護(hù)等施工措施及時(shí)進(jìn)行，能夠充分保護(hù)周邊土體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，符合強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)要求，不會(huì)因?yàn)楸┞堕_(kāi)挖過(guò)多而導(dǎo)致強(qiáng)度下降的情況，為周邊的土體形成比較大的支撐力作用，并且還能有效改善周邊土體的應(yīng)力條件和情況。此外，利用注漿施工作業(yè)方式可以實(shí)現(xiàn)地層結(jié)構(gòu)的加固施工，保證土體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

3.2.2 粘貼性

噴射混凝土施工是針對(duì)周邊土地進(jìn)行的全面、密集型粘貼施工，其粘結(jié)力通常會(huì)達(dá)到0.5MPa 左右，以此能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的粘貼施工，保證其周邊環(huán)境的土體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，從而防止出現(xiàn)集中應(yīng)力以及影響整個(gè)工程穩(wěn)定性的問(wèn)題出現(xiàn)。

3.2.3 柔性

通過(guò)噴射混凝土的方式進(jìn)行粘結(jié)處理，一般來(lái)說(shuō)其厚度都是比較小的，所以在使用中會(huì)有比較大的柔性，可以根據(jù)周邊的土體結(jié)構(gòu)環(huán)境做出必要調(diào)整，使土體有可塑性的變化，進(jìn)而更好地提升土體的承載能力，發(fā)揮出土體結(jié)構(gòu)的作用。

3.2.4 靈活性

因?yàn)閲娚浠炷潦┕すに嚳梢愿鶕?jù)需要做出必要的調(diào)整，還能夠選擇使用分層的方式來(lái)進(jìn)行，有著比較高的靈活性，以此可以做好周邊土體結(jié)構(gòu)的加固處理，保證土體有著比較高的承載性能，進(jìn)而提升工程的質(zhì)量，滿足隧道工程的使用需要[2]。

4 工程實(shí)例

某隧道工程項(xiàng)目是當(dāng)?shù)氐闹攸c(diǎn)建設(shè)交通項(xiàng)目，連接多個(gè)地區(qū)，暗挖隧道的總長(zhǎng)度是49m，隧道頂部覆蓋層的厚度是1～2.8m。本次隧道施工中的斷面底部設(shè)計(jì)為仰拱的形式，全部都是超淺隧道的施工形式；另外，襯砌方式采用的是復(fù)合式的形式，通過(guò)應(yīng)用小導(dǎo)管和管棚的方式來(lái)進(jìn)行超前支護(hù)施工；初期支護(hù)應(yīng)用的是格柵鋼架和C20 網(wǎng)噴混凝土。

4.1 工程地質(zhì)

本次隧道工程施工所在地區(qū)是第四系的全系統(tǒng)地質(zhì)結(jié)構(gòu)形式，由卵石、砂、石粉黏土等作為主要的地質(zhì)組成形式，水文變化的幅度是2m，埋設(shè)深度10.6m，地下水標(biāo)高為124.5m。從這一地質(zhì)條件分析，該隧道工程的地質(zhì)比較特殊，要結(jié)合具體的情況深入分析，以保證該地質(zhì)不會(huì)給隧道工程的施工產(chǎn)生任何影響，而這也是該隧道施工的難點(diǎn)所在，需要相關(guān)人員提起足夠的重視。

4.2 工程難點(diǎn)分析

4.2.1 CRD 工藝對(duì)于技術(shù)要求是很高的，該隧道工序比較多且比較復(fù)雜，給施工帶來(lái)了一定難度。

4.2.2 隧道施工開(kāi)挖成洞的難度比較高，開(kāi)挖的高度一般能夠達(dá)到7.9m，開(kāi)挖施工的寬度為11.6m。

4.2.3 隧道洞身主要存在人工回填的卵石夾砂、卵石土等，均勻性比較高，土質(zhì)也非常松散，地質(zhì)條件非常差，在施工環(huán)節(jié)極易因?yàn)榉€(wěn)定性下降而導(dǎo)致坍塌的情況出現(xiàn)。

4.2.4 隧道下穿是正在運(yùn)營(yíng)的高速公路項(xiàng)目，為了其不會(huì)給道路行駛的車輛產(chǎn)生任何影響，所以在施工階段我們應(yīng)該做好沉降方面的控制，以保障交通安全。

4.2.5 隧道的頂部覆蓋厚度只有1～2.8m，這是非常典型的超淺埋大跨隧道形式，在工程的實(shí)施中極易出現(xiàn)坍塌冒頂?shù)惹闆r，威脅項(xiàng)目施工的安全性。

4.2.6 在施工中相關(guān)人員應(yīng)該積極做好洞內(nèi)工作面以及地面的測(cè)量工作，根據(jù)實(shí)際的測(cè)量數(shù)據(jù)調(diào)整施工工藝，同時(shí)還要隨時(shí)調(diào)整技術(shù)參數(shù)，以保證隧道施工質(zhì)量合格。

5 施工工藝

5.1 大管棚超前支護(hù)加固地層

5.1.1 導(dǎo)向拱的施工要通過(guò)隧道內(nèi)部的起拱線設(shè)置的大管棚來(lái)進(jìn)行，外插角是1°，管棚施工的長(zhǎng)度為26m，環(huán)向的間隔距離設(shè)定為30cm。導(dǎo)向拱管應(yīng)該根據(jù)預(yù)埋管的要求來(lái)進(jìn)行制作，以保證結(jié)構(gòu)尺寸、性能都符合要求。另外，在安裝階段也要做好質(zhì)量的控制工作，保證安裝位置的精度合格，同時(shí)采取逐根測(cè)量檢測(cè)的方式來(lái)進(jìn)行測(cè)量，并保證符合設(shè)計(jì)角度的要求。立模的過(guò)程中，應(yīng)該確保模板和管口是緊靠的形式，管的外側(cè)應(yīng)是平齊的，管和管之間還要達(dá)到平行布置的要求。

5.1.2 超前水平鉆孔注漿的目的就是要使鉆孔方向精度與注漿精度全部達(dá)標(biāo)，鉆孔可以通過(guò)前進(jìn)注漿、沖擊鉆進(jìn)等操作方式來(lái)進(jìn)行。因?yàn)樵诒敬喂こ讨?，?dāng)?shù)氐母咚俟放c管棚施工的位置僅有2m 的間隔距離，所以注漿中應(yīng)用的是水灰比為0.8～1 的32.5 R 普通水泥。在注漿施工的過(guò)程中，壓力要嚴(yán)格控制，一般以0.5～1.0MPa 為最佳。水平注漿施工完成之后，還要間隔一定的距離來(lái)進(jìn)行管棚的制作，同時(shí)應(yīng)該通過(guò)鉆機(jī)將鋼管鉆入規(guī)定的深度上。

5.2 CRD 工法分部開(kāi)挖支護(hù)

本次超淺埋暗挖隧道工程中，高速公路的下部地層比較松散且強(qiáng)度比較小，為了使工程施工更加安全，我們從地面沉降方面做出分析，最終確定CRD 工法更加合適。CRD 工法采取分步進(jìn)行開(kāi)挖的方式，能夠形成比較多的小斷面，且成環(huán)時(shí)間很短，不會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的變化，受力結(jié)構(gòu)體系非常完整。

5.2.1 施工要點(diǎn)

5.2.1.1 及時(shí)進(jìn)行長(zhǎng)鋼架的連接施工，然后快速進(jìn)行封閉成環(huán)。拱部的位置上需要預(yù)留核心土，其斷面一般會(huì)超過(guò)開(kāi)挖斷面的50%進(jìn)行設(shè)置，能夠保證掌子面達(dá)到穩(wěn)定性的標(biāo)準(zhǔn)。

5.2.1.2 如果地層是比較差的地質(zhì)條件，則需要在掌子面上噴射5cm 厚C20 早強(qiáng)混凝土封閉，以此保證土體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性合格。同時(shí)，對(duì)于混凝土強(qiáng)度的控制方面，不僅要在混凝土材料上進(jìn)行確定，還需要根據(jù)整體工程的結(jié)構(gòu)性選擇相關(guān)的技術(shù)方案進(jìn)行處理。一般來(lái)說(shuō)，在該方面處理的過(guò)程中做好地層的支護(hù)是非常關(guān)鍵的。

5.2.1.3 開(kāi)挖施工要盡量一次到位，禁止存在鋼架就位過(guò)程中欠挖的情況。開(kāi)挖輪廓線應(yīng)該綜合分析施工誤差、預(yù)留變形、超挖等因素，并保證輪廓線的平直、圓順合格，能夠防止出現(xiàn)應(yīng)力集中的問(wèn)題。需要注意的是，在開(kāi)挖的過(guò)程中，針對(duì)出現(xiàn)的各種超挖變形等問(wèn)題，我們還需要采取有效的措施進(jìn)行控制。就目前而言，在開(kāi)挖環(huán)節(jié)采取的是錨桿支護(hù)方式進(jìn)行支護(hù)處理，通過(guò)該方式的應(yīng)用能夠提高整體質(zhì)量。

5.2.1.4 每一次開(kāi)挖之后，都要立即初噴厚度為50cm 的混凝土結(jié)構(gòu)層，然后進(jìn)行掛網(wǎng)、打錨桿、設(shè)置鋼架，同時(shí)還要使復(fù)噴達(dá)到設(shè)計(jì)厚度的要求。格網(wǎng)鋼架的安裝施工中，應(yīng)該將底部的廢渣、雜物等全部清除干凈，然后設(shè)置鋼板或者木板，避免出現(xiàn)下沉或者失穩(wěn)的問(wèn)題。另外，超挖位置還需要采用混凝土以及磚塊進(jìn)行墊實(shí)處理。鋼架和土層如果有比較大的間隙存在，此時(shí)需要設(shè)置墊塊或者通過(guò)水泥砂漿來(lái)進(jìn)行找平處理。

5.2.1.5 每循環(huán)開(kāi)挖進(jìn)尺以0.5～0.7m 為宜，開(kāi)挖施工完成之后就要開(kāi)始初期支護(hù)施工，另外拱腳兩側(cè)需要設(shè)置鎖腳錨桿的結(jié)構(gòu)，并與鋼筋網(wǎng)架進(jìn)行焊接施工，組合成為穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。

5.2.1.6 初期支護(hù)階段，應(yīng)該在所設(shè)施的拱部范圍內(nèi)預(yù)埋φ32×3.5mm 厚、L=1m、間距為0.8m×0.8m、梅花形布置的注漿鋼花管。

5.2.1.7 開(kāi)挖施工環(huán)節(jié)應(yīng)該做好各項(xiàng)監(jiān)測(cè)控制工作，如果有拱頂、拱腳或者邊墻發(fā)生位移的情況以及超出了設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)或者出現(xiàn)突變的問(wèn)題，則應(yīng)該立即設(shè)置全環(huán)內(nèi)的型鋼架，以保證其不會(huì)出現(xiàn)位移或者變形的情況。

5.2.1.8 相關(guān)人員應(yīng)做好各項(xiàng)開(kāi)挖記錄，并詳細(xì)了解地質(zhì)條件，分析是否和勘察資料有明顯的差異；同時(shí)還要確定開(kāi)挖面的穩(wěn)定性，并對(duì)后續(xù)開(kāi)挖面情況做出預(yù)報(bào)，以保證施工可以順利進(jìn)行。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在超淺埋暗挖隧道施工中，通過(guò)使用CRD 法進(jìn)行施工，能夠做好各個(gè)開(kāi)挖結(jié)構(gòu)部分的施工質(zhì)量控制工作，保證各個(gè)環(huán)節(jié)符合要求，進(jìn)而提升工程的安全性與穩(wěn)定性，確保高速公路項(xiàng)目穩(wěn)定通行，產(chǎn)生比較高的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益。