朔州隧道淺埋偏壓地段進洞施工技術淺析

摘要：針對隧道洞口存在淺埋、偏壓、圍巖破碎、穩定性差等不良地質情況，以朔州隧道工程為例，對隧道洞口施工過程中的圍巖變形情況進行分析，提出了隧道洞口施工的技術措施，總結了黃土地段淺埋偏壓隧道的進洞經驗，確保了依朔州隧道工程進洞的安全及隧道施工質量。

關鍵詞：淺埋，偏壓，進洞，施工技術

一、朔州隧道工程概述

（一）工程簡介

新建鐵路大準至朔黃鐵路聯絡線朔州隧道，位于山西省西北部，行政區隸屬朔州市，隧道起訖里程為DK128+662～DK139+955全長11293m，為雙線隧道，隧道最大埋深約563m。洞身左線DK139+602.33（右線為DK139+612.33）至出口段位于R=1200m（右線R=1204.19m）的曲線上，其余段落均位于直線上，洞內縱坡為3.0‰/5488m、-7.0‰/5800m、3.0‰/5m，基本呈對稱的人字坡。

朔州隧道工點位于基巖裸露的山區，各山脈海拔多在2000m之上，海拔最高處為區內的龍霸山，高程為2147.2m，最低海拔位于小北岔村東，高程為1444m，最大高差703.2m，一般相對高差300～400米，屬中低山地貌。山勢陡峻，坡陡溝深，多呈“V”型谷。僅北部平魯區的黃石崖村、打鷹溝村等附近地貌為黃土臺塬及山間河谷區，地形較平坦開闊。

（二）工程地質及水文情況

隧道圍巖由石灰巖、石灰巖夾頁巖、石灰巖夾白云巖組成，進口段為黃土，淺黃～灰黃色，土質均勻，大空隙發育，是垂直節理，發育蟲孔及植物根孔，易產生陷穴，含少量零星分布的小型鈣質結核礫分布砂質黃土，具濕陷性，濕陷性等級為I級（輕微）非自重濕陷性場地。

隧道區位于朔州市西側管涔山大同盆地南西端，東麓屬海河流域桑干河水系，西側群山區為黃河流域朱家川河水系，基巖大面積出露，為地下水補給區。

二、淺埋偏壓地段進洞施工

（一）淺埋偏壓洞口段現狀分析[1]

1、進洞地段受偏壓荷載影響，黃土粘結力差，受力不能相互傳遞，造成地表裂縫。

2、黃土土質均勻，為濕陷性黃土，并具有一定的壓力，圍巖自身沒有承載力，直接作用于初期支護上，拱頂及收斂數據值偏大。

3、埋深較淺，黃土松散，易造成較大的沉降和地表開裂。

（二）淺埋偏壓洞口段現狀分析[2]

隧道監控量測是新奧法施工的必做項目，目的是為了掌握施工中圍巖程度與支護受力等動態信息以及穩定情況，以判斷設計、施工的安全性與經濟可行性，以指導施工作業，對保證施工安全有著很重要的作用。該隧道工程進口約60m范圍內右側緊臨溝壑，覆蓋層很薄，隧道偏壓特別明顯。為了更好地指導施工，在偏壓范圍內要加大監控頻率和監測密度。在洞口淺埋段每 5m 設置一個量測斷面，每個斷面分別在洞頂地表，洞內拱頂下沉及兩側邊墻上各設置觀測點，而且要定期進行拱頂下沉和周邊位移監控觀測，繪制相應的曲線圖，來指導設計變更和施工。

（三）淺埋偏壓地段主要施工技術

針對朔州隧道不良地質，淺埋偏壓嚴重，自穩能力差，施工時嚴格按照 “護拱穩定邊仰坡，大管棚注漿加固土體”的施工方法，確保施工進洞的安全[3]。

洞口段施工包括洞外地表防排水、邊仰坡開挖和防護、進洞門施工以及隧道施工監控測量。具體做法如下：

1、邊仰坡開挖防護

洞口邊仰坡開挖時應充分考慮洞內施工需要，合理布置洞口施工現場。

首先，在洞頂距仰坡5～10m人工開挖并施作洞頂截水天溝，作好洞口地表防排水。然后，根據設計圖紙和施工現場布置，將進場便道修至洞口。在洞口范圍內測量放樣邊坡控制樁，按照設計坡比人工配合挖掘機分層分段開挖，及時進行邊仰坡噴錨網防護，隨開挖隨防護。當洞口圍巖穩定，具有一定的覆蓋厚度時，采用“無仰坡臨界點”進洞；當地形條件較好時，則對邊坡適當刷方，進行防護后進洞。施工中應少刷邊仰坡，盡量減少對原有植被的破壞和對洞口的擾動，對開挖裸露的部分采用骨架護坡防護或噴播植草綠化防護。

如果是明洞施工，明洞采用明挖法施工，采用挖掘機分段、分層開挖，拱上部采用放坡開挖，拱下垂直邊坡開挖，必要時輔以微震動爆破開挖，人工配合挖掘機刷邊（仰）坡。按設計要求緊隨開挖進行防護，采用砂漿錨桿、掛鋼筋網、濕噴混凝土防護。隧底開挖完畢后進行隧底地質勘探，根據地質勘探結果進行必要的地基處理，然后進行仰拱施工。根據監控量測結果及時施做明洞襯砌，明洞襯砌按洞外混凝土結構要求進行施工。襯砌外緣采用復合防水板加土工布，防水層鋪至墻頂開挖或墻腳泄水孔處，外側施工3cm的M10水泥砂漿保護層，以防回填時扎破防水層。待襯砌強度達到設計后進行洞頂回填，最后進行洞頂種植綠化。

2、進洞施工

對于洞口段設計為大管棚超前預支護的隧道具體作法：

朔州隧道進口采用套拱法、大管棚超前預支護進洞，具體作法如下：洞口開挖至起拱線，采用兩榀型鋼鋼架緊貼仰坡放置，間距0.6m，縱向用Φ22mm鋼筋連接，預埋管棚導向管，其環向間距及傾角按設計的管棚環向間距及外插角布設，經測量檢查，同隧道洞口開挖斷面一致后，與仰坡錨桿焊接固定，澆注40cm厚掛板混凝土固結，然后施做長管棚，形成洞室輪廓，按設計開挖方法進洞。

斜井采用套拱法、超前小導管預支護、臺階法進洞，具體作法如下：洞口開挖至起拱線，采用兩榀格柵（或型鋼）鋼架緊貼仰坡放置，間距0.5m，縱向Φ22mm鋼筋連接，與仰坡錨桿焊接固定，施作雙排6m長φ42mm超前小導管預支護，澆注掛板混凝土或模噴C20混凝土50cm厚，形成洞室輪廓。

進洞施工還應加強防排水，防止積水長時間浸泡墻腳和隧底，造成邊墻圍巖失穩。

3、洞門施工[4]

洞門施工在洞內施工正常，工序調整到位后，適時安排洞門施工，盡量避開雨季完成。，洞門采用混凝土整體澆筑，澆筑時采用鋼管搭設腳手架，大面積鋼模板立模，混凝土輸送泵澆筑，插入式振搗器振搗。

朔州隧道進口、斜井洞門均為端墻式洞門結構，其內輪廓線與正洞內輪廓線相同，可以利用洞身襯砌臺車配合洞口定性鋼模進行混凝土施工，洞門前檐及洞口端模采用6cm厚的木模，以便根據其特殊構造一次性完成混凝土施工。結構混凝土在拌合站集中拌制，混凝土運輸車運輸至澆筑點，然后通過外模采用泵送混凝土入倉，混凝土振搗采用插入式搗固棒搗固，外側模板采取在澆筑混凝土時按混凝土澆筑分層厚度分層支立，在每層混凝土澆至該層外模口10cm時安裝下一層外模，如此循環直至拱頂。每層外模(采用木模)在安裝前加工制作成整體，使其能短時間安裝就位，防止混凝土澆筑間斷時間過長形成人為施工縫。

三、結語

洞口是隧道工程僅有的外露部分，也是聯系洞內襯砌與洞外路路塹的支護結構 ，應盡量保證洞口附近邊坡、仰坡的穩定，這對于隧道施工的安全和質量保證是很重要的。如果處理不當，會發生山體崩塌、滑坡等危險，特別是雨季，更要注意這些問題[5]。

隨著國民經濟的發展，城市交通建設速度逐步加大，針對隧道施工中的淺埋偏壓地段進洞施工技術研究，可以減少施工過程以及后期運營帶來的安全隱患以及風險，保證隧道施工的質量。

參考文獻：

【1】趙繼平，劉建萍. 黃土隧道偏壓淺埋地段施工技術【J】．西部探礦工程，2010，22（6）

【2】馮若謙，周文杰，張書荃. 中國白銀山隧道施工技術【J】．寧夏工程技術，2007，2（2）

【3】 周小波. 淺埋偏壓不利條件下的高速公路隧道關鍵施工技術分析探討【J】.中外筑，2010（6）

【4】 盧世杰，方么生，黃利全，山區公路隧道偏壓段施工技術【J】.中外公路，2008，28（6）.

【5】聶玉文，趙金銳，偏壓和淺埋地段隧道洞口的設計體會【J】.廣東公路交通，2002，（2）