有關偏壓隧道施工及病害處治技術的分析

王星

(四川公路橋梁建設集團有限公司公路隧道分公司, 四川省 雙流縣 610200)

有關偏壓隧道施工及病害處治技術的分析

王星

(四川公路橋梁建設集團有限公司公路隧道分公司, 四川省 雙流縣 610200)

本文主要探討了以下幾個方面的問題：第一，偏壓隧道的工程特性，對偏壓隧道的定義與影響因素進行了分析；第二，偏壓隧道的施工技術，如超前支護、深孔注漿、隧道開挖等施工技術進行了詳細的探討；第三，對現有的隧道施工病害防治技術進行了研究，總結了幾種常見的病害處理技術。

偏壓隧道施工 工程特性 施工技術 病害處治技術

隨著我國交通運輸業的發展，我國的公路建設項目越來越多，公路建設的技術含量也逐步提高。隧道施工作為公路建設中的一項重要內容，是公路整體施工中的關鍵一環，也是提高公路建設質量的重要方面。偏壓隧道施工是隧道施工中的關鍵技術內容，加強偏壓隧道施工技術的研究具有重要意義，如何防治隧道施工中的病害也是一項至關重要的課題，希望本文的研究能夠給相關技術人員以參考和借鑒。

一、偏壓隧道的工程特性

在公路隧道的施工中，如果隧道結構對稱的兩部分存在著荷載不同的問題，并且隧道結構的內力不對稱，呈現出偏壓現象，就可以稱之為偏壓隧道。現階段，偏壓隧道越來越常見，特別是在圍巖級別高的地方，由于圍巖自身的強度系數較小，開挖的過程中隧道結構會承擔過重的荷載，因為種種因素導致的荷載不對稱問題都將施加到隧道支護結構中，造成偏壓問題。根據普氏等相關理論，當隧道開挖完成之后，在隧道上方將形成一種天然的平衡拱。平衡拱的形成與隧道埋深有很大的關系，如果平衡拱的埋深較小，則無法形成平衡拱。此外，隧道荷載的大小在一定程度上取決于施工當地的地形條件，如果在軟巖偏多的地方進行隧道施工，并且隧道的處于淺埋的狀態或施工現場存在地形橫坡，也容易形成天然拱，在此情況下開挖的隧道屬于偏壓隧道。

偏壓隧道的形成過程較為復雜，影響隧道偏壓的因素也較多，概括起來主要包括以下幾個方面：第一：地形條件；第二，地質條件；第三：工程因素。在這三個因素中，前兩項可以歸結為內在條件，而第三項則是外在因素。

二、偏壓隧道施工技術

淺埋隧道是與深埋隧道相對而言的，與深埋隧道相比，淺埋隧道難以呈現承載拱，并且多處于地形偏壓嚴重的區域。如果施工現場所在地方屬于風化帶，或者存在著軟弱圍巖或軟弱堆積物，這些特殊的地形條件都會導致隧道開挖中出現凈空收縮、拱頂下沉過大和地表開裂等問題，嚴重的情況下還會出現掌子面失穩。

面對這種情況，隧道施工技術人員就要采取相應的掌子面穩定方法，并且要控制好地面下沉的幅度。從理論上來講，埋深是影響地表下沉的主要因素，如果埋深過大，就容易在隧道橫斷面上形成承載拱，地表下沉問題只會出現在隧道周邊。但如果埋深過淺，承載拱將無法形成，那么地表下沉的問題會比較嚴重，很可能會直接下沉到地表。因此，如果隧道開挖過程中的埋深過小，就應當對支護下沉采取一定的控制措施，并增大支護的支持力。通常情況下，技術人員會利用垂直錨桿和藥液壓注的方法，進而改善偏壓隧道的施工條件，這都是非常必要的，能夠保障工程質量，提高隧道施工的安全性，并且可以加快施工進度，達到節約施工成本的目的。

（一）超前支護

如果圍巖存在著自穩能力較差的問題，為了防止出現塌方，就必須建立超前支護體系，具體施工步驟有超前錨桿、小導管注漿、管棚以及全斷面預注漿等。在具體的施工過程中，很多工程都是采用深孔注漿來解決軟弱破碎地質條件下的隧道施工問題，這種方法雖然能夠達到一定的止水固結效果，但是固結范圍較小，地質條件和注漿等問題都有一定的不穩定性。通常需要在隧道開挖之前運用超前支護的方法，采用錨桿和小導管等施工工具做好超前支護工作。但是，如果施工現場的地下水壓過大，則需要采取相應的排水降壓手段，利用鉆孔排水等方法，在超出注漿范圍的前提下進行鉆孔。

（二）深孔注漿

在隧道開挖的過程中，為了防止地下水的影響，需要采取一定的處理方法。具體說來，在處理隧道開挖中地下水因素的影響時，通常會以堵截的方法為主，用排引作為輔助手段。其中堵截的方法也可以分為兩種，一種是整段堵截，利用注漿止水的方法，對松散巖體進行加固處理，從而調整巖層結構。還有一種是按照隧道開挖的輪廓線，對隧道的開挖面采取環形注漿的方法，從而形成了止水帷幕，避免工作面中深入地下水。

（三）隧道開挖

在偏壓隧道施工的過程中，通常會采取兩種開挖方法，一種是非鉆爆方法，一種是松動爆破方法。雖然這兩種施工方法有很大的不同之處，但它們的目的是一致的，都是為了能夠盡量避免開挖過程對圍巖的擾動。另外，隧道開挖過程中必須采取支護加固的措施，通常需要用格柵鋼架或型鋼支架進行加固處理，并且還要布設徑向錨桿，并采取掛鋼筋網、混凝土噴射等方法構建支護體系，提高偏壓隧道工程的穩定性。

（四）監控量測

監控量測也是偏壓隧道施工中的一項重要技術措施，不僅要在施工過程中進行隧道量測，在施工之前也需要進行隧道量測。具體說來，監控量測主要運用地質調查和直接剪切試驗等方法，分析圍巖的主要特征，包括圍巖的構造和初應力狀態等內容，圍巖的物理力學性質也需要全面掌握。在施工過程中要進行現場量測，主要目的是對施工狀態進行實時監控，對施工過程中的錨固效果和松弛范圍等具體信息進行監視。另外，監控量測還能夠及時掌握變形并采取相應的控制措施。

三、偏壓隧道的病害處治技術

在偏壓隧道施工完成并投入運營之后，有些隧道由于施工不規范和地質條件較差等原因，存在著不同程度的病害，有些病害甚至造成了嚴重的危害，使隧道工程面臨著安全隱患。為此，必須采取一定的隧道病害處治技術，提高隧道工程運營的安全性與可靠性。現階段，偏壓隧道的病害處治技術主要分為以下幾個方面：第一，拱背注漿。如果偏壓隧道受到了嚴重破壞，并且在隧道的拱背處呈現出一定的空隙或空洞，就需要用拱背注漿的方法進行充填，增強圍巖與襯砌之間的緊密度，并使荷載更加均勻，使圍巖的彈性抗力更大，從而對襯砌結構進行改善，并起到止水的效果；第二，錨桿加固。主要運用錨桿作為加固工具，采用組合梁、懸吊和減跨等方法，對已經產生病害的結構進行加固處理，從而使襯砌結構具有更強的承載能力；第三，裂縫嵌補。這種方法主要是往襯砌裂縫內填補嵌補材料，對已經存在的裂縫進行修補，從而增強結構的承載能力；第四，嵌軌加固。如果襯砌結構出現承載力不足的問題，并且無法采用其他的加固手段時，可以運用嵌軌加固的方法進行加固。但是，如果采用這種加固方法，應使鑲嵌拱架間距保持適度的距離，一般以50-120cm最為合適，這樣可以防止間距過小對襯砌結構造成影響，并保持原由結構的完整性。第五，噴射混凝土加固。這種加固手段能夠保持原有襯砌結構的完整性，并且能夠在一定程度上提高承載能力。如果運用素噴的方法進行加固處理，那么原有的輕微裂損結構的承載能力也會增大一倍。另外，網噴加固之后，臨近失穩的結構也會增強1.3倍左右的承載能力，是一種行之有效的病害處治技術與加固方法。

結語：

基于筆者多年從事偏壓隧道施工的經驗，采取多種隧道加固方法與病害處治技術可以達到更佳的效果，順利達到施工目標，并能盡量降低施工成本，提高隧道施工的工作效率，并確保隧道施工的安全性與穩定性。因此，相關技術人員要根據隧道施工現場的實際情況與地形地質條件，采用多種加固措施與病害處治技術，確保隧道工程的施工安全。

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1007-6344（2015）04-0223-01