淺析隧道工程中淺埋、偏壓施工技術(shù)的應(yīng)用實踐

摘 要：公路隧道是公路工程結(jié)構(gòu)的重要組成部分之一，隨著高等級公路向全國各地延伸，公路隧道建筑規(guī)模也越來越大，技術(shù)要求也越來越復(fù)雜。公路隧道施工是在淺埋、偏壓及軟弱圍巖隧道施工中，由于施工技術(shù)運用或處理不當，經(jīng)常會造成較大面積的坍方，由此帶來人身傷害、財產(chǎn)損失及工期延誤等是無法估量的，本文主要研究公路隧道中淺埋、偏壓及雨季條件下施工技術(shù)的應(yīng)用和注意事項。

關(guān)鍵詞：公路隧道；淺埋；偏壓；防水

中圖分類號：TQ174.6+53.1 文獻標識碼：A

廣州市增城至從化高速公路小逕凹隧道進口端洞口段存在覆蓋層較淺，且左洞存在嚴重偏壓現(xiàn)象，同時左洞洞口左側(cè)存在高程比較低的流水自然溝渠，常年有水，怎樣在保證安全的前提下，加快現(xiàn)場施工，安全進洞。以此工程實例為基礎(chǔ)詳細闡述公路隧道洞口淺埋、偏壓雨季安全進洞施工處理關(guān)鍵技術(shù)，供類似工程參考借鑒。

1 工程概況以及特點

1.1 工程概況

廣州市增從高速公路十三標小逕凹隧道由中鐵十九局集團第五工程有限公司承建，隧道洞身處于大金嶺西南、小逕村以西，橫穿小逕凹山體。屬低山地區(qū)，隧道北側(cè)大金嶺山頂標高340.1m，隧址內(nèi)小逕凹最高標高為257.7m，隧道洞身地面標高最大255.6m，隧道洞口標高92.08m，相對高差最大165.62m。山體走向基本與線路垂直，山坡植被主要為灌木、喬木和果樹，洼地農(nóng)作物以水稻為主，居民稀少。本區(qū)地處南亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候帶，氣溫受偏南季候風(fēng)影響，夏長冬短，炎熱多雨。施工過程中可能遭到臺風(fēng)暴雨的影響和破壞。

1.2 工程特點

該工程地質(zhì)條件差，間距小。本隧道左、右間距較小僅為18m，根據(jù)施工經(jīng)驗及模擬計算分析當左、右洞測設(shè)線間距小于22m時，施工按小凈距隧道施工。施工難以避開雨季，難度較大，根據(jù)當前施工實際情況，左、右線增城端進洞施工集中在6～8月，此時雨季已開始，增大了施工難度。洞口段地形覆蓋層淺、偏壓嚴重，現(xiàn)場復(fù)測原地面洞口段埋深為ZK6+910～ZK6+930里程為2.91m至7.56m，且左右側(cè)土體高差較大存在嚴重偏壓現(xiàn)象；右線YK6+900～YK6+920里程段埋深均為6.92m左右，洞口段埋置層較淺。

2 施工方案的分析

2.1 淺埋偏壓情況勘察

隧道進出、口端覆蓋層埋深較淺，并且?guī)r體空隙裂隙水發(fā)育，下雨時容易形成洞內(nèi)拱部淋雨狀，極易產(chǎn)生冒頂坍塌現(xiàn)象，隧道出口端山坡自然坡度較陡，洞身段圍巖級別低，易產(chǎn)生滑坡或崩塌現(xiàn)象。整個隧道全長范圍勘察分析，山體坡度向線路右側(cè)傾斜，左側(cè)偏壓。

2.2 洞口淺埋段處理方案

2.2.1 對山體表面植被清理，進出口地段縱向25米，橫向左洞拱腳至右洞拱腳范圍內(nèi)，進行山體注漿加固，采用Φ89鋼管壓漿，管身按梅花狀布眼。間距1米，按梅花形布置。注漿壓力2.0～2.5mpa，鋼管端部插入初期支護范圍，隧道開挖施工時與鋼支撐施焊連結(jié)。確保洞內(nèi)施工安全，施工中，短進尺，強支護。

2.2.2 同時洞內(nèi)施工加強輔助措施，在原設(shè)計的基礎(chǔ)上加強為雙層Φ42mm超前小導(dǎo)管加強，環(huán)向間距40cm，縱向間距調(diào)整為1.0m；鋼支撐加強為20b工字鋼，間距調(diào)整至50cm。

2.2.3 偏壓對洞身影響

由于隧道洞身受到承載力相差較大，特別是左洞室，整個洞室受力不對稱，支護結(jié)構(gòu)承受顯著不對稱的圍巖壓力，將造成支護結(jié)構(gòu)開裂，整個隧道凈空斷面變形。由于整個山體全部作用于隧道左洞室，且圍巖較差，那么整個山重荷載作用在支體上，即中隔墻土體上。因此偏壓處理是一個關(guān)鍵，將關(guān)系到整個隧道質(zhì)量能否達標的關(guān)鍵。

因設(shè)計為小間距隧道，固中隔墻土體的承載能力對偏壓處理至關(guān)重要。為加強中隔墻土體的承載能力，現(xiàn)場采用中隔墻土體注漿加固方式，使分散、軟弱土體形成凝結(jié)形成整體以提高承載能力。

2.3 雨季防水施工措施

由于隧道處地表匯水面積大，雨季大量的雨水由隧道縱向側(cè)山體向隧道口邊兩側(cè)山凹處匯集，加之右側(cè)山凹高程高于洞口高程，同時隧道洞口施工時正處雨季，更增加了施工的難度。因此做好雨季防雨工作是洞口施工成敗的關(guān)鍵。

2.3.1 地表水的攔截

在洞口邊、仰坡開挖邊緣線外5～10m處按設(shè)計施工截水溝一道，截水溝不僅在施工時可有效攔截地表水，保護洞口施工安全；在施工完成后仍可發(fā)揮可靠的攔截邊仰坡以上地表匯水的作用。同時在開挖邊、仰坡過程中及時對坡面采取防護措施，如覆蓋防雨彩條布或噴射混凝土等措施臨時防雨措施，避免雨水沖刷邊、仰坡，并對洞門段地下水補充。

2.3.2 隧道內(nèi)下滲地表水的疏解

由于隧道設(shè)計為開放式排導(dǎo)地下水方式，因此，地下水的水壓力對支護結(jié)構(gòu)的影響一般不予考慮，采用Φ108mm長導(dǎo)管結(jié)合Φ42mm小鋼管結(jié)合方式引導(dǎo)排水，Φ108導(dǎo)管長40米同洞口管棚加工制作相同，施工長管棚時一并施工“不注漿”，提前將洞口段的裂隙水導(dǎo)出；Φ42mm小鋼管長5m，按注漿小導(dǎo)管的加工制作要求制作，在施工系統(tǒng)錨桿時一并施工“不注漿”環(huán)向每側(cè)2～3根，設(shè)置在拱腳以下；縱向根據(jù)裂隙發(fā)育情況設(shè)置，此法從監(jiān)控量測看效果比較好。

2.4 地表加固

在偏壓隧道進洞施工中，由于施工方法不當而引起山體滑移或二次襯砌開裂的現(xiàn)象很多，因此，為確保安全進洞，首先對地表進行預(yù)加固，采用Φ42注漿小導(dǎo)管打入淺埋段進行注漿加固，使土體穩(wěn)定。水平注漿小導(dǎo)管長6.0米，管壁四周鉆6mm壓漿孔，但尾部1m不設(shè)壓漿孔。施工時小導(dǎo)管平行于大管棚打入地表土體，間距為1.0米，呈梅花形布置。鏡像注漿小導(dǎo)管擬定長度為3.0至6.0米，根據(jù)具體埋深已以注漿加固至長管棚頂部為原則，施工時間距定為間距為1.0米，呈梅花形布置，現(xiàn)場根據(jù)具體加固情況適當調(diào)整。

2.5 施工中其他注意問題

在偏壓、淺埋及軟弱圍巖隧道施工中，一般須進行超前支護。軟弱圍巖承載力低、穩(wěn)定性差，易發(fā)生坍方，再加上處于偏壓、淺埋段，因此，如何對圍巖進行預(yù)加固和消除偏壓對隧道施工的影響成為關(guān)鍵。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。根據(jù)新奧法施工原理，監(jiān)控量測是隧道施工的重要環(huán)節(jié)，通過對圍巖周邊收斂量測、拱頂下沉量測數(shù)據(jù)的分析，發(fā)現(xiàn)局部地段變形較快并出現(xiàn)細小裂縫，通過及時修改支護參數(shù)，采取了加強支護措施，并及時施作仰拱，有效避免了安全質(zhì)量事故的發(fā)生。

結(jié)語

近年來國家越來越重視公路建設(shè)的安全問題，因此在隧道施工中盡量減少對工程附近的建筑、居民生活、生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境的不良影響，著實提高隧道施工質(zhì)量，因此要加強監(jiān)管，做好隧道開挖、初期支護及防排水等各項工作。

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