摘要：為控制施工中隧道拱頂?shù)某两?，?guī)范隧道工程項(xiàng)目的施工，以某隧道工程項(xiàng)目為例，開展淺埋卵石土層隧道施工關(guān)鍵技術(shù)的研究。通過明確此工程的暗挖中心所在位置，并對(duì)項(xiàng)目的基本情況進(jìn)行分析。根據(jù)淺埋卵石土層的地質(zhì)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了隧道環(huán)形開挖預(yù)留核心土施工技術(shù)方案，并采用地表注漿與超前小導(dǎo)管相結(jié)合的聯(lián)合預(yù)加固方式，實(shí)現(xiàn)隧道工程的加固。通過施工現(xiàn)場監(jiān)測證明，監(jiān)測點(diǎn)的累計(jì)變形量、最大變形速率均在可控范圍內(nèi)，說明設(shè)計(jì)的施工方案在應(yīng)用中效果良好。

關(guān)鍵詞：卵石土層；聯(lián)合預(yù)加固；環(huán)形開挖；地表注漿；超前小導(dǎo)管

0" "引言

隧道作為現(xiàn)代城市交通體系的重要組成部分，其建設(shè)技術(shù)日益受到重視。然而，地質(zhì)條件的復(fù)雜多樣性給隧道施工帶來了諸多挑戰(zhàn)，其中淺埋卵石土層隧道施工尤為困難。淺埋卵石土層因其特殊的工程性質(zhì)，如松散、不均勻、透水性強(qiáng)等，使得隧道施工中的穩(wěn)定性控制、地下水處理、支護(hù)結(jié)構(gòu)選擇等問題變得尤為突出。

這類地質(zhì)條件下，隧道施工不僅面臨著坍塌、滑坡等安全風(fēng)險(xiǎn)，還可能遭遇地下水涌入、洞身變形等質(zhì)量問題，給施工安全和隧道使用壽命帶來嚴(yán)重影響。基于此，本文開展淺埋卵石土層隧道施工關(guān)鍵技術(shù)研究，旨在提升施工技術(shù)的智能化、精細(xì)化水平，對(duì)推動(dòng)隧道建設(shè)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

1" "淺埋卵石土層隧道工程概況

本文以某隧道工程作為實(shí)例，開展相關(guān)研究。隧道工程基本情況如表1所示。

在淺埋卵石土層中，卵石分布不均，粒徑差異大，且常伴有軟弱夾層或透鏡體。這樣的地質(zhì)條件導(dǎo)致隧道開挖過程中易發(fā)生坍塌、滑坡等事故，嚴(yán)重影響施工安全[3]。因此，在淺埋卵石土層隧道施工中，需要加強(qiáng)對(duì)地質(zhì)結(jié)構(gòu)的勘察和分析，制定合理的施工方案和風(fēng)險(xiǎn)控制措施，確保施工安全和質(zhì)量。工程項(xiàng)目所在地的自然條件如表2所示。在掌握隧道工程的基本情況與地質(zhì)條件后，對(duì)此工程項(xiàng)目中的關(guān)鍵施工技術(shù)展開設(shè)計(jì)與分析。

2" "隧道施工技術(shù)設(shè)計(jì)

2.1" "隧道開挖方案

2.1.1" "環(huán)形開挖預(yù)留核心土技術(shù)

針對(duì)淺埋卵石土層的地質(zhì)特點(diǎn)，提出環(huán)形開挖預(yù)留核心土技術(shù)方案。此技術(shù)方案是隧道施工中一種重要的開挖方法，尤其在淺埋卵石土層等地質(zhì)條件復(fù)雜的區(qū)域，該技術(shù)展現(xiàn)出了顯著的優(yōu)勢[4]。該技術(shù)主要利用環(huán)形開挖的方式，逐步向前推進(jìn)，同時(shí)在開挖過程中預(yù)留核心土，以維持洞身的穩(wěn)定性，確保施工安全。隧道施工技術(shù)方案如圖1所示。

2.1.2" "施工區(qū)域劃分及要求

在技術(shù)實(shí)施方面，環(huán)形開挖預(yù)留核心土技術(shù)，首先要求對(duì)隧道斷面進(jìn)行精確劃分，確定環(huán)形開挖的邊界和核心土的預(yù)留位置[5]。根據(jù)隧道中心線所在位置，將隧道劃分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ4個(gè)區(qū)域，其中Ⅳ區(qū)域?yàn)殚_挖中的核心土所在區(qū)域。在施工前，需要對(duì)區(qū)域①和②所在位置進(jìn)行支護(hù)處理，同時(shí)對(duì)區(qū)域③和④所在位置進(jìn)行回填。

開挖過程中，需采用合適的機(jī)械設(shè)備，如挖掘機(jī)、裝載機(jī)等，按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行逐層開挖。同時(shí)，要嚴(yán)格控制開挖進(jìn)度，避免過快開挖導(dǎo)致洞身失穩(wěn)。

2.1.3" "預(yù)留漏碴孔

隧道開挖技術(shù)方案中，預(yù)留漏碴孔是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，尤其在處理淺埋卵石土層這類復(fù)雜地質(zhì)條件時(shí)，它對(duì)于確保施工安全和洞身穩(wěn)定起到了關(guān)鍵作用[6]。

預(yù)留漏碴孔的主要目的是在隧道開挖過程中，為卵石、泥土等松散物質(zhì)的排出提供通道，從而避免洞身內(nèi)部積渣過多導(dǎo)致應(yīng)力集中或坍塌風(fēng)險(xiǎn)增加。同時(shí)，通過合理設(shè)置漏碴孔，還可以控制開挖面的穩(wěn)定，減少因爆破等施工手段對(duì)洞身造成的擾動(dòng)。

在技術(shù)方案實(shí)施中，預(yù)留漏碴孔的位置和數(shù)量，需根據(jù)地質(zhì)勘察結(jié)果、隧道斷面尺寸以及開挖方法等因素綜合確定。一般來說，漏碴孔應(yīng)設(shè)置在開挖面的適當(dāng)位置，以便有效排出松散物質(zhì)[7]。同時(shí)，還需考慮漏碴孔的大小和形狀，以確保其能夠滿足排渣需求，又不至于對(duì)洞身結(jié)構(gòu)造成破壞。預(yù)留漏碴孔示意圖如圖2所示。

2.1.4" "核心土的預(yù)留和處理

在開挖過程中，對(duì)核心土的預(yù)留和處理是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。核心土作為支撐洞身穩(wěn)定的重要結(jié)構(gòu)，其預(yù)留位置和大小需經(jīng)過精確計(jì)算和設(shè)計(jì)[8]。

開挖時(shí)，應(yīng)確保核心土的完整性，避免過度擾動(dòng)。在核心土周邊，需采取必要的支護(hù)措施，如噴射混凝土、設(shè)置鋼支撐等，以增強(qiáng)洞身的穩(wěn)定性。

2.1.5" "卵石土層的排水與防水

針對(duì)卵石土層的透水性強(qiáng)的問題，需加強(qiáng)排水和防水。在開挖前，先對(duì)隧道區(qū)域進(jìn)行地下水勘察，確定地下水的分布和流向。在隧道開挖過程中，設(shè)置排水溝和排水管，及時(shí)將地下水引出洞外，防止水患對(duì)施工造成不利影響。最后，采用防水混凝土和防水卷材等材料，對(duì)隧道洞身進(jìn)行防水處理，確保隧道在運(yùn)營過程中的安全性。

2.2" "隧道加固方案

2.2.1" "聯(lián)合預(yù)加固施工

聯(lián)合預(yù)加固施工是一種重要的隧道施工技術(shù)，特別適用于地質(zhì)條件復(fù)雜、穩(wěn)定性較差的區(qū)域。在淺埋卵石土層隧道施工中，采用聯(lián)合預(yù)加固施工方式，通過地表注漿與超前小導(dǎo)管方式應(yīng)相互配合，可形成一個(gè)完整的加固體系。

首先，通過地表注漿對(duì)隧道上方的地層進(jìn)行整體加固，提高地層的穩(wěn)定性和承載力。然后，在隧道開挖面前方埋設(shè)超前小導(dǎo)管，形成預(yù)加固屏障，支撐開挖面，防止洞身坍塌。兩種方式相結(jié)合，可以充分發(fā)揮各自的優(yōu)點(diǎn)，達(dá)到最佳的加固效果。

2.2.2" "地表注漿

地表注漿是聯(lián)合預(yù)加固施工中的關(guān)鍵一環(huán)。注漿技術(shù)通過在隧道上方的地表進(jìn)行鉆孔，將特制的漿液注入到地層中，從而起到加固地層、提高地層承載力的作用。在淺埋卵石土層中，地表注漿可以有效地填充卵石間的空隙，增強(qiáng)土層的整體性，提高土層的抗?jié)B性和穩(wěn)定性。

注漿漿液的選擇應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件、施工要求等因素進(jìn)行綜合考慮，確保漿液具有良好的流動(dòng)性和滲透性，能夠充分滲透到地層中，達(dá)到預(yù)期的加固效果。地表注漿施工技術(shù)方案如圖3所示。

為確保加固施工達(dá)到預(yù)期效果，按照地表注漿施工方案技術(shù)要求施工。地表注漿施工方案技術(shù)參數(shù)見如表3所示。

2.2.3" "超前小導(dǎo)管埋設(shè)

超前小導(dǎo)管是聯(lián)合預(yù)加固施工的另一個(gè)重要組成部分。超前小導(dǎo)管通過在隧道開挖面前方預(yù)先埋設(shè)小直徑的鋼管，并在鋼管內(nèi)注入漿液，形成一道預(yù)加固的屏障。這道屏障可以有效地支撐開挖面，防止洞身坍塌，為后續(xù)的開挖工作提供安全保障。

超前小導(dǎo)管的埋設(shè)位置和數(shù)量，應(yīng)根據(jù)隧道斷面尺寸、地質(zhì)條件等因素進(jìn)行精確計(jì)算和設(shè)計(jì)，以確保預(yù)加固屏障的連續(xù)性和穩(wěn)定性。

2.3" "施工現(xiàn)場監(jiān)控量測

為避免施工造成隧道結(jié)構(gòu)的塌陷，應(yīng)進(jìn)行施工現(xiàn)場的監(jiān)控量測。通過對(duì)參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析，可以掌握圍巖的動(dòng)態(tài)變化，進(jìn)而判斷施工方法的合理性以及隧道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

在監(jiān)控量測過程中，量測人員需嚴(yán)格按照制定的實(shí)施細(xì)則進(jìn)行技術(shù)交底和操作。本次研究在隧道施工段共設(shè)置了25個(gè)監(jiān)測斷面，以隨機(jī)斷面為例，按照?qǐng)D4布置方式進(jìn)行監(jiān)控量測點(diǎn)的布置。施工現(xiàn)場監(jiān)測斷面量測點(diǎn)布置方式如圖4所示。

在明確隧道周邊收斂線所在位置的基礎(chǔ)上，在A、B、C點(diǎn)進(jìn)行現(xiàn)場施工觀測。以典型的拱頂B點(diǎn)為例，記錄現(xiàn)場施工中監(jiān)測點(diǎn)的累計(jì)變形量與變形速率。

現(xiàn)場施工中監(jiān)測點(diǎn)的累計(jì)變形量與變形速率如圖5所示。從圖5所示的結(jié)果中可以看出，監(jiān)測點(diǎn)的累計(jì)變形量未超過50mm，最大變形速率未超過8mm/d，符合施工要求。

3" "結(jié)束語

由于地質(zhì)條件的復(fù)雜性和不確定性，淺埋卵石土層隧道施工仍面臨諸多挑戰(zhàn)。為控制施工中隧道拱頂?shù)某两担?guī)范隧道工程項(xiàng)目的施工，本文以某隧道工程項(xiàng)目為例，開展淺埋卵石土層隧道施工關(guān)鍵技術(shù)的研究。得到如下幾個(gè)方面的結(jié)論：

對(duì)拱頂變形進(jìn)行監(jiān)測，待30d穩(wěn)定后發(fā)現(xiàn)，監(jiān)測點(diǎn)的累計(jì)變形量、最大變形速率均在可控范圍內(nèi)，說明設(shè)計(jì)的施工方案在應(yīng)用中效果良好。對(duì)施工區(qū)其他測點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)控量測，發(fā)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的測點(diǎn)無論是累計(jì)變形量，還是最大變形速率，都在允許范圍內(nèi)。

參考文獻(xiàn)

[1] 黃娟，寧智，周揚(yáng)，等.運(yùn)營鐵路隧道施工多桿機(jī)構(gòu)作業(yè)平臺(tái)設(shè)計(jì)及有限元分析[J].工程機(jī)械，2024，55（3）：121-126+11.

[2] 潘俊華，史珂，董國橋，等.Trimble SX10三維激光掃描儀在隧道斷面測量中的應(yīng)用[J].城市勘測，2024（1）：144-148.

[3] 陳愛科.公路隧道施工中超前支護(hù)施工技術(shù)的特點(diǎn)及實(shí)踐探析[J].產(chǎn)品可靠性報(bào)告，2024（2）：127-128.

[4] 王立新，高洋，汪珂，等.基于水平旋噴樁處置優(yōu)化的地鐵隧道施工變形控制分析[J].河北工程大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2024，41（1）：52-61.

[5] 初月朗，聶曉凱，王潺.盾構(gòu)遇地下錨索障礙豎井+暗挖隧道處理施工技術(shù)應(yīng)用[J]. 建設(shè)機(jī)械技術(shù)與管理，2024，37（1）：117-120.

[6] 趙夢.甘肅省康縣—略陽高速公路花橋隧道地質(zhì)特征及隧道穩(wěn)定性研究[J].資源信息與工程，2024，39（1）：26-29.

[7] 梅梅，王秀芹，王梅，等.高黎貢山某公路隧道施工對(duì)地下水及地表植被的影響研究[J].公路交通技術(shù)，2024，40（1）：193-200.

[8] 孫志濤.上跨既有鐵路隧道公路橋梁工程施工對(duì)隧道結(jié)構(gòu)安全的影響因素分析[J].四川水泥，2024（2）：169-172.

（甘肅省臨夏公路事業(yè)發(fā)展中心，甘肅臨夏" "731100）