淺埋、偏壓隧道進洞施工分析

摘要：隧道出口端處于偏壓、淺埋及松散破碎圍巖的地質條件，地形橫向坡度60-70

度，隧道穿過強風化流紋巖，圍巖呈碎石狀壓碎結構、節里發育、斷裂、巖體破碎，上

部殘坡堆積體厚3-7m，開挖后極易形成坍塌滑坡.

關鍵詞：偏壓隧道；進洞技術；圍巖支護

1 工程概況

該隧道通過地貌屬甌江上游中、山丘陵區，絕對高程為137m-299m，以風化腐蝕地貌為主，山頂圓滑，基巖裸露較少，大多為殘積土覆蓋，含碎石粘性土及粘性土碎石，分布在山麓及緩丘地帶，厚1-5m.溝谷相對高程50m-80m，洞身最大埋深78m.某隧道涉及的地層主要有第四系沖擊層、殘坡積，侏羅紀西山頭組凝灰巖、流紋巖，大爽組晶屑熔接凝灰巖、含角礫玻屑凝灰巖夾鈣質頁巖，以及通過F5、F3、F4、F2多個斷裂帶，出口端偏壓嚴重，并且隧道中線上部殘坡積體覆蓋層僅4m，屬淺埋部分，開挖時覆蓋層出現失穩的可能性很大并且伴有坍塌現象.

2 方案實施過程

2.1 隧道洞外處理

2.1.1 隧道邊仰坡及地表處理

2.1.1.1 邊仰坡開挖及防護

鑒于明洞拉溝段較差的地質狀況，邊坡坡率不宜過陡，同時由于洞口段右側山坡陡峭，如放坡過緩則開挖寬度和開挖量都過大.綜合考慮各方面因素，將開挖坡率定為1：0.5和1：0.75.仰坡開挖坡率定為1：0.5.施工過程中采取人工配合挖掘機從上至下分步開挖，邊開挖邊支護的方式，及時封閉開挖面.根據坡面高度和地質情況的不同，并考慮施工方便和可操作性，確定分段開挖高度，初步定為每段開挖高度3m，此高度在開挖過程中根據實際情況進行適當調整，但最多不超過5m.

邊坡施工中，將邊坡防護參數中錨桿間距1.5×1.5m調整為1.2×1.2m;將錨桿長度由原設計的3.5m加長到4.5m；設雙層鋼筋網，噴射砼厚度為15cm.每個梯段的防護結構緊密連接，特別是鋼筋網的連接嚴格按規范施作.由于邊坡較高，坡面較長，地質條件極差且變化復雜，在由上至下逐級刷坡和防護過程中，很可能出現極松散的土體，使得既定坡率無法保持邊坡穩定.對可能出現的這類問題，采用在錨噴支護的基礎上增加小導管注漿加固的處理方法，小導管長度3.5m，數量將根據現場實際情況確定.

仰坡支護一方面考慮到暗洞開挖過程中的穩定性，另一方面也考慮到管棚施工鉆孔的成孔率，因此在原設計與邊坡相同的防護結構基礎上，在隧道開挖輪廓上增設五排水平超前注漿小導管，長度為5m.

在順利完成了護拱和導向管的施工后，對管棚進行了試鉆孔，管棚成孔長度依舊不理想.

2.1.1.2 洞頂地表防護

2.1.1.2.1 地表注漿

由于進行管棚鉆孔施工，頻繁出現塌孔現象，管棚成孔長度達不到設計長度.為了提高管棚成孔率和保證雨季施工中山體的穩定性，對隧道上部山體進行注漿和對上部山體表面防護處理.地表注漿的具體布孔范圍為：橫向寬度為隧道中心線至左側拱腳開挖線外1.5m；縱向長度為30m；注漿深度，根據實際地質情況，確定注漿深度為由拱頂向上2.5-3.0m.鉆孔深度由原地面豎直向下至相應拱頂開挖線0.5m位置，鋼管采用φ89mm無縫鋼管，間距1.5×1.5m，呈梅花形布置.

為保證平行作業，提高工程進度，縮短工期，在完成一定數量的鋼花管安裝后，即進行注漿施工.注漿前先進行注漿現場試驗，根據地表鉆孔取芯情況確定每個孔的注漿量，注漿的其它參數通過實際情況確定.

2.1.2 反壓土石方及反壓擋土墻

在進洞口左側平臺上靠近路基左幅路基右側排水溝外側砌筑10#漿砌片石擋土墻，擋土墻高度與隧道拱頂開挖線平齊，在擋土墻與山體之間進行反壓土石方回填.回填的土石方及原隧道棄渣均可以對隧道的偏壓起到反壓作用，保證偏壓山體隧道施工過程中和隧道在運營過程中的穩定.

2.2 隧道洞內處理

2.2.1 管棚施工

由于在洞頂局部進行了注漿處理，管棚全部成孔，管棚施工順利完成.

2.2.2 超前地質預報

考慮到隧道工程地質和水文地質均為地下隱蔽性情況，施工過程中可能出現與設計文件所提供的情況有差異，所以施工時加強了地質情況預報工作，對隧道施工過程中能否及時發現并避免險情有很大的幫助.

2.2.3 隧道開挖及支護

2.2.3.1 上導坑的開挖及支護

在隧道邊仰坡及地表的加固處理后，開始進行進洞作業.由于圍巖穩定性差，巖石破碎，風化嚴重，地下水發育，施工時特別要注意塌方的防止，初期支護要緊跟掌子面.在開挖前拱部1380范圍內采用超前小導管注漿進行超前支護，超前導管具體施作：風鉆鉆孔，超前小導管環向間距30cm，采用50-300的仰角打入，孔深5m，1.5m1環，搭接不小于1m.鉆孔完成后，用ф20mm小鋼管制作吹風管，將吹風管插入孔中用高壓風射孔，將孔內石渣等清理干凈，將小導管插入，必要時用風鉆頂入，注漿采用雙液壓漿機，壓注水泥——水玻璃雙液漿.

超前支護做好后進行開挖，開挖采用“三臺階法預留核心土開挖”；每步開挖完成以后，立即進行相應的支護處理；具體的開挖和支護步驟見后附“暗洞臺階法開挖支護施工流程圖”.上導坑開挖、支護完成后，核心土開挖前進行徑向注漿小導管以加固圍巖、必要時施作臨時仰拱形成閉合環.

在上導坑支護時，上導坑鋼架與φ42的小導管或錨桿頭焊接，以形成聯合支護體系.上導坑支立的鋼拱架在拱角處設置由4根φ22鋼筋和混凝土澆筑的鋼筋混凝土縱梁，以保證在進行下導坑開挖時拱架不下沉.當拱架連接鋼筋連接就位后，立即噴射砼至設計厚度，并保證鋼架有不小于2cm的保護層，構成共同受力結構達到加強初期支護，控制圍巖變形的目的.

為了增強上導坑的整體性，減少上導下部拱架由于偏壓造成向內收斂，在上導坑初期支護基本完成后，用16＃工字鋼做成臨時仰拱支撐在上導坑的拱架底部，每條臨時仰拱之間用ф22螺紋鋼筋做成縱梁，將臨時仰拱連接成整體結構之后并澆筑C30混凝土.

2.2.3.2 下導坑的開挖及支護

在進行下導坑開挖前，在偏壓一側施做超前注漿小導管；下部開挖后，及時施作下部初期支護，其施作次序為：初噴3cm厚砼、鋼拱架安裝、鋼筋網、補噴砼將鋼架覆蓋等.在進行仰拱閉合施工時，我們考慮到隧道有可能會在圍巖偏壓的情況下進行位移，所以在仰拱軟弱基底段進行豎向注漿小導管加固措施，豎向注漿小導管采用φ42×4mm，長度為4.5m，在小導管壁按照20cm間距成梅花形布置加工注漿孔，注漿孔直徑5mm；注漿參數和徑向注漿小導管注漿參數相同.在完成下導坑的全部初期支護之后，拆除上導坑的臨時仰拱部分.

2.2.4 圍巖監控測量

施工過程中要進行地表下沉監控、洞內拱頂下沉、凈空收斂及隧道底部隆起等測量工作.破碎偏壓隧道的圍巖量測工作量大，通過對各種數據進行分析、總結，形成圍巖監控量測基礎資料，如有異常時及時采取措施，保證施工順利.

3 實施效果

某隧道偏壓、破碎及淺埋段的進洞技術的應用，成功、有效的控制了偏壓山體的變形，保證了施工的安全，實現了進洞.

參考文獻

[1]《公路隧道施工技術規范》（JTGF60－2009）

[2]《公路隧道施工技術細則》（JTG/TF60-2009）

[3]《公路工程質量檢驗評定標準》(JTGF80/1-2004)

[4]《錨桿噴射混凝土支護技術規范》(GB50086-2001)