羅磊

（中國水利水電第十二工程局有限公司 浙江杭州 310004）

由于地下隧道淺埋段施工受地質(zhì)條件等多種因素影響，因此在具體工程建設中應制訂合理的施工計劃，并根據(jù)工程建設需要，分階段進行［1］。在施工中，應盡量降低隧道上方路面和周圍環(huán)境因素造成的影響，并做好前期調(diào)查，確保淺埋區(qū)施工工作的順利進行。

1 工程概況

米屯壩隧道為雙洞分離式隧道，全長平均1202.5m，其中左洞（ZK82+500～ZK83+687）長1187m，右洞（ZK82+495～ZK83+713）長1218m。單洞寬度10.25m，隧道建筑限界凈高5m，設計速度為80km/h。其中右幅（K83+292～K83+340）洞頂最大埋深約24.4m，左幅（ZK83+300～ZK83+358）洞頂最大埋深約20.0m，均穿丘陵間坡洪積溝谷，溝谷淺部分布坡洪積含黏性土角礫，厚約3～5m，下層巖體為中風化，巖體較破碎，根據(jù)現(xiàn)場勘查兩側最小埋深3.81m，屬于淺埋段施工。

2 隧道右幅（K83+292～K83+340）、左幅（ZK83+300～ZK83+358）淺埋段施工

2.1 設計施工參數(shù)

該段按照Ⅴ級圍巖設計，開挖方式采用預留核心土，支護形式SA5b。從內(nèi)至外分別是：45cm 厚模澆筑鋼筋混凝土二次襯砌；EVA 防水板厚1.0mm；400g/m2土工布；間距50cm的16號工字鋼拱架；25cm厚C25噴射混凝土加直徑6cm 鋼筋焊接網(wǎng)（15cm×15cm）；直徑25mm×5mm 先錨灌漿式中空注漿錨桿，長度3.5m，環(huán)縱間距0.1m×0.5m；超前注漿小導管直徑42mm×4mm。

2.2 施工過程

隧道ZK83+341在進行上臺階弧形開挖作業(yè)后，隧道頂拱出現(xiàn)坍塌，塌方區(qū)形成約4.5m×2.5m的空腔，坍塌巖體較濕、塌方體頂部有小水柱下流，經(jīng)估測頂部未坍塌巖體厚度約為3m。塌方堆積體為褐黃色強風化巖體，夾有少量黃色泥土［2］。

塌方后項目部立即組織對塌方情況進行整體監(jiān)測；測量塌方處隧道最小埋深3.8m 左右，ZK83+339 之前初支面沉降及變形未有明顯變化，ZK83+339～ZK83+340初期支護工字鋼外表面混凝土因前部超前小導管被壓彎而部分被剝落。為防止坍塌范圍繼續(xù)擴大，項目部立即對掌子面進行反壓至ZK83+333（8m）。第二天該區(qū)域再次發(fā)生塌方，出現(xiàn)冒頂，空腔繼續(xù)擴大，地表塌陷一個約10m×10m的口子。

3 現(xiàn)場處理方法

事情發(fā)生后，參見各方對塌陷部位施工行為進行調(diào)查，結論為超前支護措施、開挖工法、開挖步距、初期支護參數(shù)等均滿足設計及規(guī)范要求。參建各方對施工現(xiàn)場進行實地查勘，并對事發(fā)原因進行分析［3］。

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，隧道因地質(zhì)情況復雜，坍塌區(qū)域位于兩山之間溝谷最低處，溝谷淺部分布坡洪積含黏性土角礫，厚度約3～5m，測量塌方處隧道最小埋深約3.8m，因2022年3月26～28日連續(xù)陰雨導致溝谷形成明顯連續(xù)水流，由于覆蓋層薄及黏性土角礫隔水效果差、自穩(wěn)差，水流滲入隧道內(nèi)部引起地表塌陷冒頂。因此，初步認定引起塌陷的原因有兩個：第一是山體覆蓋層很薄，且圍巖為破碎強風化巖體；第二是近期連續(xù)陰雨，連續(xù)降雨導致山體淺層圍巖為雨水浸潤，處于飽和狀態(tài)，再加上局部圍巖裂隙，形成連續(xù)水流，導致坍塌［4］。

4 處理方案

4.1 塌方段塌陷口處理

現(xiàn)場勘查完后，參建各方對塌方處理方案進行討論，結果如下。

（1）截排水處理。①在塌方體溝谷上游適當部位設置截水壩，并將截水壩上游積水引排至塌陷坑下游適當距離。②塌陷坑兩側邊坡山體在適當部位做好截排水溝，引排至塌陷坑下游適當距離，水溝采用10cm厚砂漿抹面。③塌陷坑頂部采用彩條布臨時遮蓋，防止雨天雨水侵入。

（2）洞內(nèi)掌子面封堵。洞內(nèi)掌子面反壓回填至拱頂ZK83+338處，回填坡率不大于1∶1，并預埋不少于3根泵送混凝土管。

（3）補打系統(tǒng)注漿小導管。在ZK83+332-ZK83+338 處，上臺階補打系統(tǒng)的小導管（Ф42mm、長4.5m）、間距0.5m×1m布置，并按要求進行注漿。

（4）往塌陷坑泵送混凝土。往塌陷坑泵送C30 混凝土，最小層厚控制在1.5m，塌陷坑底層盡量布滿混凝土。

（5）超前小導管打設。在ZK83+338處往大里程方向打設兩排Ф42mm、長4.5m 的超前小導管，要求小導管端部固定在混凝土中不少于2m，小導管環(huán)向間距40cm。

（6）三臺階開挖。往大里程方向采用三臺階開挖方式，每次進尺1 榀，每榀50cm。開挖過程中，用Ф 42mm、長4.5m的小導管對已回填混凝土層進行加固，小導管端部固定在基巖上不少于2m，每米左右各4根，并按相關要求進行注漿。

（7）ZK83+341～ZK83+361 范圍采用SA5a 類型襯砌，系統(tǒng)錨桿改成小導管，長度4.5m，二襯環(huán)向排水盲管加密至2m/道，即將穿越塌腔處打兩排超前小導管，穿透混凝土，并固定在圍巖上不少于2m。穿越塌腔后至ZK83+361采用雙排小導管加固。

（8）塌陷坑頂部回填。待塌陷區(qū)二襯施做完成，且強度達到70%后，對塌陷坑頂部采用山皮土回填。頂面50cm厚度范圍采用黏土回填并進行壓實處理。

（9）塌陷區(qū)山體表面永久截排水。塌陷區(qū)上游及兩側應增設永久截排水設施，具體形式結合現(xiàn)場實際地形地貌、截排水量綜合考慮而定。加強塌方處理段監(jiān)控量測，以6h 為循環(huán)進行監(jiān)控量測，并適時加密監(jiān)控量測點［5］。

4.2 塌方段隧道洞內(nèi)施工

ZK83+332-ZK83+338 段的襯砌形式進行調(diào)整從內(nèi)至外分別是50cm 厚模澆筑鋼筋混凝土二次襯砌、EVA 防水板厚1.0mm、400g/m2土工布、間距80cm 的18號工字鋼拱架、25cm 厚C25 噴射混凝土加直徑6cm 鋼筋焊接網(wǎng)（15cm×15cm）、長度4.0m 直徑42mm×4mm 注漿徑向小導管（縱橫間距0.5m×1.0m）；超前支護改為雙排超前小導管，采用長度4.0m，直徑42mm×4mm 注漿徑向小導管（縱橫間距0.5m×1.0m）。暗挖采用機械開挖，以減少隧道開挖對回填混凝土的護拱影響，同時每個循環(huán)進尺為0.5m［6］。

4.2.1 注漿施工工藝

相關工作人員需根據(jù)設計圖中超前小導管位置應用全站儀完成測量工作，并用紅油漆做好標記。采用風鉆保持設計外插角10°～15°進行鉆孔，操作過程中應注意孔深大于設計長度10cm，鉆孔直徑大于設計導管3～5mm。

（1）清孔驗孔。

清孔應保證浮渣清除至孔底，為防止堵孔情況出現(xiàn)，應用地質(zhì)巖芯鉆配合鉆頭完成掃孔，并通過高壓風對鉆渣進行清理。掃孔結束后，需對孔深、外插角、傾角進行檢測，檢測通過經(jīng)緯儀、測斜儀完成。

（2）安裝超前小導管。

鉆孔結束后，為避免塌孔情況發(fā)生，需及時完成小導管安設。在安設過程中，需在管壁周圍交錯布置鉆設間距為15cm 的φ6 花眼，進而避免注漿漿液擴散至圍巖。同時，小導管關端做好止?jié){閥，且尾部12cm 內(nèi)不可鉆設花眼，達到預防漏漿目的［7］。

（3）小導管注漿。

采取性能類似KBY50/70 型注漿泵完成小導管注漿過程，采用壓力—流量雙條件控制。注漿過程中應根據(jù)施工現(xiàn)場巖石裂隙、土壤滲透系數(shù)等實際情況決定注漿壓力及注漿量。

4.2.2 工字鋼拱架施工

依照設計圖在洞外完成18 號工字鋼架加工。洞內(nèi)需在架設工字鋼架前初噴射混凝土4cm，架設結束后再進行混凝土噴射。設縱向連接筋保證環(huán)向間距0.8m 連接鋼拱架，并噴砼填平。針對鋼架和圍巖之間間隙過大的情況需設置墊塊后采取噴砼噴填。

4.2.3 噴射混凝土施工

（1）噴射混凝土施工藝。

網(wǎng)噴混凝土施工一般在該部位定型鋼筋網(wǎng)片施工完畢驗收后進行。施工程序為“先噴第一層混凝土（約4cm）→小導管施工（漿徑向小導管施工方法同超前小導管注漿）→鋼筋網(wǎng)片施工→再次施噴至設計厚度”。

本工程隧道采用TK961 型噴射機濕式噴射工藝。噴射施工前，對巖面進行清理，噴射機安裝調(diào)試好后，先注水后通風，清通管路，然后用高壓水沖洗受噴面。噴射順序：按先邊墻后頂拱的順序進行噴射。噴層厚度控制：噴層厚度以埋設的鐵釘?shù)葮酥疚镆约巴ㄟ^隧道斷面自動測量記錄儀來控制。

（2）滲漏水地段處理。

當圍巖有大面積且滲漏量不大時，需采取高壓風清掃后由遠及近進行混凝土噴射，為縮短終凝時間需臨時加大速凝劑參量，逐漸合攏噴射混凝土，水止住后按正常配合比噴射混凝土封閉。當圍巖有集中滲水時，在噴混凝土前進行刻槽，用塑料管將水引出，澆注混凝土塞，待該部位噴混凝土完畢，采用灌漿方法進行綜合處理。不同情況及位置需設置不同排水方式，盲溝排水針對導水效果較差的含水層；截水圈排水設置于淋水處，在受噴面滴水部位埋設導管排水。

4.2.4 防水板安裝施工

防水板在初期支護基本穩(wěn)定并驗收合格后進行。

（1）鋪設準備。

對隧道初期支護噴射混凝土表面進行處理，切除錨桿頭和露頭鋼筋，并用細石混凝土抹平覆蓋，凹坑深寬比控制在1/10以內(nèi)，確保噴射混凝土表面平整，無尖銳棱角。防水板鋪設宜采用專用臺車鋪設。

（2）防水板鋪設。

①工藝：基面清理→無紡布墊層施工→塑料墊片施工→防水板鋪掛。

②無紡布墊層施工。第一，鋪設方法：在隧道拱頂縱中心線，使無紡布墊層（400g/m2無紡土工布）的橫向中心線與噴射混凝土的縱向中心線相重合。第二， 將單層無紡布從拱頂部開始向兩側下垂鋪設，然后用專用射釘將無紡布固定在噴射混凝土上，專用熱熔襯墊和射釘按梅花形布置左右上下成行布置，拱部間距0.5～0.8m，邊墻0.8～1.0m，搭接寬度不小于50mm。

③1mm厚EVA防水板鋪設 。剪裁防水板長度，從拱頂部開始向兩側下垂鋪設，松緊適度。采用手動電熱熔接器加熱，使防水板焊接在固定無紡布的專用熱熔襯墊上，焊接前除盡防水板表面的灰塵，焊縫接頭應平整，不得有氣泡折皺及空隙。防水板搭接下部防水板壓上部防水板，接寬度須大于15cm。利用防水層接縫時留出的空腔做充氣檢查。

4.2.5 二次襯砌施工

（1）襯砌鋼筋。

根據(jù)測量控制點先扎外層環(huán)向定位鋼筋，用縱向筋將定位鋼筋連接后，以縱向筋作為其他環(huán)向筋安扎依據(jù)，扎完外層后再用相同方法安扎內(nèi)層鋼筋，并及時將內(nèi)外層鋼筋用蹬筋連接，電弧焊點焊，以加強整體剛度［8］。

（2）二襯混凝土。

二次襯砌采用C30 鋼筋混凝土，通過已灌筑段接頭處向未灌筑方向自下而上泵送混凝土入倉?；炷翝仓^程中需對臺車上、中、下3 層窗口予以利用，并采取分層對稱澆筑方式。澆筑過程中注意澆筑速度并保證兩側澆筑面高度差距需小于50cm。同時，當混凝土澆筑面已接近頂部（以高于模板臺車頂部為界限），需運用退出式澆筑方式完成拱部澆筑并通過壓入式封頂。封頂階段需將排氣管安裝于預留注漿孔，同時將一端排氣管固定于模板臺車臺內(nèi)，另一端盡量靠近防水板頂部，盡可能順利排除空氣。當澆筑過程中擋頭板上觀察孔有漿溢出說明混凝土已充滿倉內(nèi)，即可停止?jié)仓⑹柰ㄅ艢夤芎统烦霰盟蛙浌?。為保證混凝土外部光滑，內(nèi)部密實，需安排專業(yè)人員混凝土用附著式振搗器和插入式振搗器聯(lián)合搗固。針對隧道襯砌起拱線以下的反弧部位等難點部位，為減少反弧段氣泡，應有效控制混凝土性能、塌落度及搗固方法，改善襯砌混凝土表面質(zhì)量。

（3）拆模。

當襯砌施作時間提前，拱、墻承受有圍巖壓力應維持施工設計規(guī)劃的原樣條件，其封頂和封口的混凝土強度需達到設計強度的70%以上。

（4）砼養(yǎng)護。

洞身養(yǎng)護不少于7d。

5 結語

總之，在隧道洞口淺埋段施工中，必須對其進行加固與開挖工藝的掌握，同時要對施工中的注意事項、具體操作步驟等進行全面了解，才能保證隧道安全。在此基礎上，須對工程地質(zhì)條件、水文條件等進行細致調(diào)查，并依據(jù)工程實際情況，采取相應加固措施、開挖方式等，以達到工程建設要求。