偏壓淺埋隧道洞口的施工技術

宋海峰

摘 要：施工難度較大是偏壓淺埋隧道進洞施工技術顯著特征，尤其是在實際施工中還存在工序復雜以及圍巖應力分布不均勻的現象，是這更是給施工工作的難度進行加大。本文主要結合工程實例對偏壓淺埋隧道進洞施工技術進行科學的探究，這對隧道施工自身的建設與發展有促進作用，同時對社發展以及經濟發展有積極意義。

關鍵詞：偏壓淺埋隧道；邊仰坡防護；管棚支護；分臺階預；留核心土

一、引言

在山嶺以及重丘地區對公路進行修建時，不僅需要對地形以及高差進行克服，同時還要充分考慮生態環境、資金投入以及里程數等因素。最終導致隧道口出現位置不理想的現象。當隧道位于山地或者河水邊緣時，因其覆蓋巖較淺同時有圍巖風化嚴重的現象，最終導致圍巖軟弱破碎，不能實現對壓力的有效承受。這種現象不僅導致施工難度以及施工復雜性在不斷增加，同時對隧道施工的安全性存在較大威脅。偏壓淺埋隧道進洞施工技術可實現對上述現象的有效改善，因此在實際施工中必須結合實際情況實現對該項技術的合理運用。

二、工程概況

我們主要結合實際工程實現對該項技術的科學分析。某工程隧道等級為二級公路隧道，全長為760米，粉質粘土、泥巖以及砂巖是穿越地段地層巖石的重要組成部分。地形低洼、橫坡較陡以及植被發育是隧道進出口地段的顯著特征。圍巖層的粉質粘土含有少量的碎石以及塊石，不僅厚度不穩定，抗剪強度也很低。引起巖體破碎現象出現的主要原因就是圍軟硬不均勻，同時呈現出節理間隙發育的狀態。變形以及滑移現象普遍存在于隧道開挖過程中，為從根本上防止上述現象的出現必須對其進行及時的支護，這也可在一定程度上防止是洞口出現邊坡失穩的現象。

該工程的偏壓淺埋的隧道洞口左側斜上方有一個水溝，是由于常年流水沖擊形成，泥巖以及頁泥巖是其周圍巖石的重要組成部分，風化嚴重以及強度低是其顯著特征，這也是導致隧道左側出現承受能力較差現象出現的主要原因。由于上述因素的影響，突水、掉塊以及小型坍塌等現象經常在施工中出現。左側拱腳巖石較為完整，巖石強度也呈現出較高的特點，相對于右側來說，左側山坡較為陡峭，因此具有圍巖應力較大的特征。斜向上的山坡位于隧道右側45°左右，有較厚的覆蓋層。我們通過對整個圍巖應力進行對比后發現，左側拱頂在施工中是最為薄弱的環節，也就是說在實際施工中需要對其進行重點注意。利用科學的手段以及方法對左側頂部進行有效的加固，最終促使圍巖形成一個較好的整體，承重能力也可在這一過程中實現最大限度的發揮。這不僅對隧道施工工作的順利進行有促進作用，同時可在一定程度上實現對施工質量的有效保障。

三、兩次進洞施工情況

偏壓淺埋段覆蓋層淺，風化嚴重，導致圍巖破碎、軟弱、節理裂隙發育，穩定性極差。由于受到偏壓作用，圍巖應力分布相差極大，導致洞口施工支護的難度大大增加。佛蓮山隧道進口段在截水溝、洞口排水溝施工完畢后共進行了兩次進洞施工，第一次進洞按照設計圖紙并未對洞口段采取加強措施直接進洞施工，結果發生洞口坍塌，導致進洞失敗。第一次進洞失敗的原因大致有以下幾點：其一是整個邊仰坡未進行預加固，坡表面松散巖土在施工過程中塌落帶動圍巖坍塌。其二是未對洞口圍巖進行加固。隧道洞口段圍巖本身就比較破碎，加之此處洞口處于偏壓淺埋段，左上方還是常年流水的水溝，導致洞口段圍巖極為松散，支撐能力極低。

第一次進洞采用三臺階開挖法，并未預留核心土也是導致圍巖自承能力變差的一個因素。第二次進洞采取了一下幾方面措施進行全面加固：1）邊坡進行錨噴加固，仰坡進行鋼管注漿、鋼筋網噴漿加固；2）管棚支護；3）采用分臺階預留核心土方法進行開挖支護。第二次進洞方案通過對洞外進行加固、防護以及開挖前后的加固支護解決偏壓、淺埋帶來的一系列危害。這次進洞雖然費時費工，并且增加了工程造價，但是卻極大地保證了工程質量、施工安全等。

四、第二次進洞施工

1.邊、仰坡防護

邊坡采取錨噴的方式進行支護。支護參數為φ22的砂漿錨桿，長3.5米，間距1.2米；鋼筋網φ8@200200；10cm厚噴射C20混凝土。仰坡采用鋼管注漿、鋼筋網加噴漿的方式進行支護。支護參數為φ423.5無縫鋼管，L=4m，環縱間距1.2米，鋼筋網φ8@200200；10cm厚噴射C20混凝土。

2.管棚施工

邊、仰坡防護好了以后，再進行管棚護拱的打設。鋼管采用φ423.5無縫注漿小導管，長8米，上下兩排，環向間距40cm，交錯布置，外插角為1～2°，注水泥漿。為保證平平行作業，提高工程進度、縮短工期，在完成一定數量鋼管安裝后即進行注漿。護拱長2米，設4榀工字鋼，間距50cm。小導管打入圍巖長6米，外露2米與工字鋼焊接。

3.開挖支護

對邊仰坡巖體加強加固后，根據“管超前、嚴注漿、短進尺、強支護、早封閉、勤量測”的洞內施工原則，采用分臺階預留核心土的方法進行開挖支護。拱部采用φ42小導管每兩榀工字鋼進行一次超前支護，注水泥——玻璃水雙液漿；每次爆破進尺不超過50cm，工字鋼間距在30～40cm之間，雙層鋼筋網，縱向連接筋間距為40cm；盡早進行仰拱的開挖支護，使其封閉成環；每天進行2～3拱頂下沉及周邊收斂量測。

（1）超前支護

對于所有的軟弱破碎巖層，超前鋼管注漿都是一種行之有效的方法。具體步驟：鉆孔—清孔—安裝—焊接—注漿—封閉。鉆孔間距30cm，長3m，仰角10°～30°，每兩榀鋼支撐打設一環超前鋼管。鉆孔結束后及時進行清孔及鋼管安裝，以防止鉆孔內石塊掉落，將鉆孔堵住。鋼管尾端與鋼架焊接牢固，以1Mp的壓力進行注漿，漿液無法繼續注入后將管口封閉。

（2）爆破開挖

進口段可以采用機械開挖，盡量不用爆破開挖。采用爆破開挖時，宜采取“短進尺，弱爆破”的原則，以減少開挖時對圍巖的擾動。鉆孔要本著“準、齊、平、直”的原則嚴格進行。所有眼位、角度、深度都必須準確，開眼誤差為3～5cm。周邊眼開眼定位在輪廓線上，炮眼平行，3°外插角，與中軸線處于同一平面。掏槽眼比其他炮眼深20cm，以保證掏槽效果。掏槽眼鉆孔精度更高，嚴格控制炮眼間距、深度、角度，嚴禁炮眼打穿、交叉、眼底位置左右不對稱。

五、結束語

偏壓淺埋隧道洞口施工詮釋了什么叫“進洞難”，所以此時更應該注意“短進尺、弱爆破、強支護、早封閉”。我們要加大對地質圍巖進行監控量測的力度和密度，再結合現場條件，經過對比論證，選用最優的施工方案。其實在廣大隧道工作者的技術智慧以及多年的施工經驗總結出來的一套施工措施對這種情況進行處理，加以解決，即：砂漿錨桿配合小導管注漿進行邊仰坡防護、地表注漿配合管棚支護、分臺階預留核心土開挖、超前小導管注漿等。通過這一系列的加強加固措施，順利解決了偏壓淺埋地段隧道進口難得問題，保證了工程質量和施工安全，確保了工期。

參考文獻：

[1] 劉太平.偏壓淺埋隧道洞口的施工技術[J].工程建設與設計，2017（5）.

[2] 張淵.淺談偏壓淺埋隧道洞口施工技術[J].科技經濟導刊，2015，26（4）.