談淺埋\\偏壓及軟弱圍巖隧道施工技術

　　摘要：本文以廈蓉高速公路格龍段擺牛隧道施工為實例，具體介紹了高速公路淺埋、偏壓、軟弱圍巖隧道的施工工藝，施工方法，并提出了“親嘴”進洞方案，此方案可減少對山體及植被的破壞，同時更有效地保證施工安全。
　　關鍵詞：淺埋　偏壓　軟弱圍巖隧道　施工技術
　　中圖分類號：TU72　文獻標識碼：A　文章編號：1672-3791(2012)01(b)-0065-02
　　在淺埋、偏壓及軟弱圍巖隧道施工中，由于施工技術運用或處理不當，經常會造成較大面積的坍方，由此帶來人身傷害、財產損失及工期延誤等是無法估量的。整座隧道均處于嚴重淺埋偏壓段，其中靠水格端98米圍巖極其軟破碎，且該隧道有效施工時間僅五個月，本標段所有的梁板都要經過隧道遠輸，如何保證施工工期成為整個高速公路能否按期實現通車的關鍵。
　　1　工程概況
　　擺牛隧道為連拱式的四車道高速公路隧道。隧道最大埋深約22m。隧道起止樁號右線K78+580～K78+750，長170m。隧道左右測設線間距440cm。
　　擺牛隧道位于從江縣停洞鎮擺牛村境內，為線路穿越擺橫一近南北向的凸脊地帶而建設。
　　隧道進口段處擺牛村境內，該側主溝谷呈直線展布，谷底較緩，隧道進口即位于沖溝谷西南岸凸脊邊緣，凸脊呈近南東向展布，坡面較陡，坡角在26°～30°之間，坡頂一帶則呈平緩狀，坡面植被較發育，以灌木為主。洞身段穿越凸脊處，凸脊進南北展布，脊頂寬緩，坡角22°～30°；隧道出口處凸脊西坡，坡面朝西，地形較陡，坡角32°坡面植被發育，水土保持較好。
　　該隧道段原設計為高達120m路塹高邊坡，在第四、五級及第三級上半階邊坡防護施工完畢、開挖平臺距路基設計標高最大為40m時，因地質條件復雜，為保證該處施工及運營安全而將該段路基變更為連拱式隧道(表1)。
　　
　　根據地質調繪、鉆芯取樣、物探資料，擺牛隧道圍巖地層巖性主要為寒武系水石群(∈3)變質巖性，巖性主要有以下兩種。
　　①變質砂巖層：青灰色一灰黑色，厚層狀構造，局部夾粉砂質千枚狀板巖，硅質砂巖，巖性堅硬致密，飽和單軸抗壓強度60～80Mpa，抗風化強，主要分布于K78+580～K78+670，為V、Ⅳ級圍巖。
　　②千枚狀板巖層：以黃綠色斑點板巖、粉砂質斑點板巖為主，偶夾灰黑色變余長石石英砂巖，千枚狀構造，巖性較軟，強度低，抗風化能力差，主要分布于K78+670～+780段。
　　整個隧道段巖體節理裂隙發育，地下水較發育。
　　2　工藝流程
　　因該隧道均處于已破壞的高邊坡范圍，為保證施工安全，采取早進晚出的進洞方案，即洞門修建應盡量避免對山體的擾動，盡可能減少邊仰坡刷坡范圍。洞口處已有部分按路基開挖，且邊坡較高(約55m)，不宜再破壞洞口邊坡，就采取了回填貧砼反壓、套拱、超前長管棚等輔助施工措施，確保了施工安全。
　　2.1　進洞套拱工藝流程
　　該隧道進洞方案首次提出了“親嘴”原理，其工藝流程如圖1。
　　
　　2.2　偏壓、淺埋、軟弱圍巖工藝流程
　　軟弱圍巖承載力低、穩定性差，易發生坍方，再加上處于偏壓、淺埋段，因此，如何對圍巖進行預加固和消除偏壓對隧道施工的影響成為關鍵。其工藝流程如圖3。
　　3　施工方法
　　3.1　套拱
　　擺牛隧道采用了在設計進行方案論證時由建設指揮部、設計方提出的“親嘴”原理進洞，即在洞外一定距離首先施作一個類似明洞的暗洞，逐步向洞內方向推進，直到完全嵌入山體。該隧道采用116工字鋼作為內模支撐，再澆注90cm厚C25#鋼筋混凝土，將116212字鋼一起澆注在混凝土中，并在澆注前預埋中150ram鋼管作為超前長管棚施工的定位、定向套管。在套拱砼兩側回填貧混凝土至套拱外拱頂標高，然后回填土。這樣，洞口的邊仰坡幾乎不會受到破壞，而且，套拱與回填的貧混凝土形成整體支護作用，有效地保證了洞口段及邊仰坡施工的安全。
　　3.2　超前支護
　　在偏壓、淺埋及軟弱圍巖隧道施工中，一般須進行超前支護。本隧道洞口采用中108mm熱扎無縫鋼管長管棚注水泥單漿液進行超前支護，導管長20m，節長4m，兩節之間用“V”型對焊，環向間距40cm，注漿終壓為2Mpa(注漿孔孔徑為16ram，間距為20cm，呈梅花型布置)。洞身Ⅱ類圍巖地段采用中42熱扎無縫鋼管短管棚注水泥水玻璃雙漿液進行超前支護，導管長4m，環向間距40cm，注漿壓力為0，8Mpa(注漿孔孔徑為6mm，間距為15ram，呈梅花型布置4排)。
　　3.3　開挖
　　待超前支護注漿強度達85％后，方可開挖。考慮處于偏壓、淺埋及軟弱圍巖段，雖已進行超前支護，但也不能大意，因此，采用預留核心土開挖方法，即先沿隧道輪廓線開挖，每循環進尺0，5m～1，0m，待錨噴支護達到一定強度后，再開挖核心土。開挖外輪廓時，采用風鎬配合人工開挖，局部遇到堅石時，為減少對周邊圍巖的擾動，采用弱爆破將堅石震裂后用風鎬開挖。核心土采用挖掘機開挖，局部堅石采用弱爆破將堅石震裂后用挖掘機開挖。
　　3，4　圍巖量測
　　根據新奧法施工原理，監控量測是隧道施工的重要環節，對圍巖的監控量測的目的：(1)掌握圍巖動態，對圍巖穩定性作出評價；(2)確定支護形式、支護參數和支護時間；(3)了解支護結構、受力狀態和應力分布；(4)評價支護結構的合理性和安全性。在施工中，我們通過對圍巖周邊收斂量測、拱頂下沉量測數據的分析，發現局部地段變形較快并出現細小裂縫，通過及時修改支護參數，采取了加強支護措施，并及時施作仰拱，有效避免了安全質量事故的發生。
　　3，5　初期支護
　　初期支護采用了常規的錨噴支護，即采用116型鋼鋼架，間距50cm，用φ22鋼筋環向聯接，鋼筋間距lm；系統錨桿采用φ22鋼筋，長350cm，間距180cm，呈梅花型布置；鋼筋網采用φ8鋼筋，間距20x20cm；噴射24cm厚C25混凝土。在施工過程中，因局部圍巖變形，將圍巖特軟弱地段靠山體一側的系統錨桿改為系統導管注水泥水玻璃雙漿液，導管長450cm，注漿壓力0.5Mpa～0.8Mpa，增強了支護效果。
　　3.6　防排水
　　主要防排水措施：(1)排水：沿隧道縱向每10m環向設置一道φ50mm軟式透水管，并在透水管外鋪設排水板；邊墻底部以上1.2m處設置φ100mm軟式縱向透水管，并用三通管引至水溝排出洞外。(2)防水：緊帖噴射混凝土表面鋪設復合防水板；根據外國專家的建議，每道工作縫均設置兩條止水帶；襯砌混凝土采用抗滲等級為s6的防水混凝土。
　　3.7　襯砌
　　整個隧道均采用偏壓加強襯砌，拱墻及仰拱均設置雙層鋼筋，混凝土為C30泵送混凝土，采用行走式全液壓襯砌臺車襯砌。
　　4　結語
　　對于偏壓、淺埋及軟弱圍巖隧道施工，應注意以下幾點。
　　(1)施工前首先應制定詳細可行的施工方案，處理好偏壓問題，盡量減少偏壓對隧道施工的影響。
　　(2)開挖要遵循“超前支護、短進尺、弱爆破、勤量測、強支護”的原則。
　　(3)施工中，應將超前支護與錨噴支護緊密結合，超前長管棚、短管棚均應與型鋼鋼架聯接成整體，才能發揮更好地聯合支護作用。
　　(4)為保證鋼架及錨噴支護的支護效果，要及時施工隧道仰拱。
　　(5)要重視洞內文明施工，洞內裂隙滲水及施工用水要及時引排至洞外排水溝，不能有積水浸泡隧