淺埋偏壓隧道快速進洞施工技術

李彥樂

(中鐵十二局第二工程公司，山西 太原 030032)

1 工程概況

朔州隧道位于山西省西北部，地處管涔山南東段，地勢陡峻，坡陡溝深，多呈“V”形谷。區內村莊較少，交通多不便。隧道起訖里程DK128+662～DK139+955，全長11 293 m，為雙線隧道，最大埋深563 m。除出口段位于1 200 m半徑的曲線上，曲線進入隧道352.66 m，其余均位于直線段上。洞內縱坡為3.0‰/5 638 m，－7.0‰/5 650 m，3.0‰/5 m，基本呈對稱的人字坡。共設5個斜井輔助施工。隧道區地下水主要為巖溶裂隙水、松散巖類裂隙水。預測正常涌水量2 551.1 m3/d，最大單位涌水量5 102.2 m3/d，屬弱富水區。受地質構造影響，隧道不良地質有巖爆、巖溶、7條斷層。隧道進口段主要為砂質黃土、粘質黃土及碎石土，呈土夾石結構，節理、裂隙極為發育;洞身圍巖為石灰巖、白云巖、石灰巖夾白云巖、石灰巖夾泥灰巖、石灰巖夾頁巖。覆蓋特殊巖土為濕陷性黃土。

2 工程特點及施工方案

2.1 工程特點

該隧道進口段地質條件復雜，洞口段地層為第四系上更新統洪、風積砂質黃土，呈硬塑狀，厚16 m～20 m，其下為第四系中更新統洪、風積粘質黃土。砂質黃土具有濕陷性，工程地質條件較差;黃土遇水后易產生邊坡失穩。洞口端地形呈左高右低、左前右后的特征，左側山體陡峻，覆蓋層薄，右側為沖溝溝底，是典型的偏壓、斜交隧道。進洞段圍巖等級為Ⅴ級。明洞如采用常規方法施工，可能因對滑坡堆積帶的破壞引起整個山體失穩，造成大面積山體崩塌。

2.2 進洞施工方案

針對上述地質、地形特點，本著“先偏壓墻、明洞暗作、引排地表水、雙層小導管超前預支護、短進尺環形分部開挖、強支護勤量測襯砌緊跟”的原則確定了進洞施工方案，施工工藝流程見圖1。

圖1 進洞施工工藝流程圖

3 施工方法及工藝

3.1 偏壓擋墻施工

1)首先對隧道進口段右側DK128+656.5～DK128+669按設計開挖后將基底采用三七灰土換填0.5 m。2)基礎內打設24根長6 m的φ150鋼管樁，間距1.0 m×2.0 m，鋼管內灌注C25混凝土。3)待抗滑樁施工完畢后，將洞身邊墻初支剛架架立于偏壓擋墻基坑內，剛架采用Ⅰ20a剛架，間距0.5 m，雙層φ22鋼筋連接。4)澆筑C30混凝土偏壓擋墻，確保剛架頂部外露30 cm，以便于拱部剛架連接(見圖2)。5)將偏壓擋墻背后反壓回填。

圖2 偏壓擋墻施工示意圖

3.2 明洞暗作

1)抗滑擋墻施作完成后，對擋墻內外側進行回填處理，并夯實，同時將核心土回填成型。

2)左側拱腰拉槽開挖至上導拱腳設計位置，槽底寬度不大于1.5 m，采用挖掘機配合人工的方式，少擾動地層。

3)開挖后，及時進行噴、錨、網聯合支護。支護參數:錨桿采用 Φ22 螺紋鋼，L=3.5 m，加密設置，間距 0.5 m ×0.5 m，梅花形布置;鋼筋網采用φ8圓鋼，網格間距為20 cm×20 cm;噴混凝土(C25)厚10 cm。

4)及時將拱部剛架與右側偏壓擋墻內外露剛架連接，使隧道拱部成型，具體施工參數如下:Ⅰ20a型鋼剛架，間距50 cm，φ22雙層連接筋，單側環向間距1.0 m;雙層鋼筋網片，噴C25混凝土厚50 cm，并設大拱腳。每榀剛架打設16根φ42鎖腳錨管，L=4.0 m。超前小導管采用 φ42熱軋無縫鋼管，長6 m，環向間距20 cm，尾端與剛架焊接牢固，每4榀剛架打設一環。

5)上導拱架施工結束后，上導在超前小導管支護下預留核心土進行開挖，核心長度不小于1.5 m，采用人工風鎬開挖。一次開挖進尺50 cm。開挖后采用厚3 cm～5 cm的 C20噴混凝土及時封閉開挖面。

6)上導開挖支護5 m～8 m后，進行中導坑左右拱腳間隔開挖，注意不可同時開挖，使一個開挖斷面處圍巖所暴露的面積減到最小。開挖后及時進行錨桿、拱架、噴射纖維混凝土施工。

7)中導開挖支護5 m～8 m后開挖下導，按設計要求對邊坡進行噴、錨、網聯合支護。

8)及時施作仰拱，閉合成環。

9)將明洞頂反壓回填，并做好排水系統。

4 結語

1)在不穩定的斜交及偏壓的山體進洞，采用明洞暗作施工方法有效減小了山體的縱橫向推力，加強了洞口的穩定和施工的安全。

2)減少用地并快速進洞，為冬季隧道施工創造了較好條件。

3)在地質復雜的洞口施工，以控制變形為重點，嚴格遵循“預支護、短開挖、少擾動、強支護、早封閉、實回填、勤量測”的原則施工，確保施工安全。

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