超淺埋暗挖大斷面隧道施工技術(shù)

陳志峰

(中鐵十七局第六工程有限公司， 福建 福州 350011)

近年來(lái)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大的同時(shí)，多采用暗挖隧道施工技術(shù)對(duì)穿越公路或者鐵路的隧道工程進(jìn)行施工建設(shè)。淺埋暗挖技術(shù)的難點(diǎn)在于隧道近距離下穿公路，對(duì)其中的技術(shù)要點(diǎn)以及注意事項(xiàng)進(jìn)行研究，具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

1 工程概況

本文以梧桐隧道為例，該隧道屬侵蝕剝蝕低山丘陵地貌，自然地形坡度20-45°，斜坡多為風(fēng)化巖層出露，緩坡地帶為薄層殘坡積層覆蓋，植被較發(fā)育。隧道進(jìn)口段地自然形坡度約為40°，隧道出口處自然地形坡度約為38°。從地質(zhì)構(gòu)造層面來(lái)看，F(xiàn)36斷層（特征見(jiàn)表2）隧道軸線呈45°斜交，斷層走向326°，傾向NE，傾角63°，長(zhǎng)度＞300m，破碎帶寬度5.0-6.0m，硅化現(xiàn)象較強(qiáng)，屬?gòu)埿詳鄬樱c擬建線路較大角度相交，穿越梧桐隧道洞身段，帶內(nèi)及其影響帶內(nèi)，隧道圍巖級(jí)別變差。節(jié)理密集帶：為節(jié)理裂隙密集帶內(nèi)，巖石較破碎，節(jié)理裂隙較發(fā)育，巖石呈中風(fēng)化。巖性為晶屑凝灰熔巖。該密集帶順溝向而成，穿越梧桐隧道洞身段，帶內(nèi)及其影響帶內(nèi)，隧道圍巖級(jí)別變差。根據(jù)工程地質(zhì)調(diào)繪及鉆探成果表明，本隧址場(chǎng)區(qū)緩坡地帶表層為第四系殘坡積土，地形較陡處多為白堊紀(jì)下統(tǒng)石帽山群寨下組（K1z）晶屑凝灰熔巖及其風(fēng)化層。隧址區(qū)未見(jiàn)有滑坡、崩塌、泥石流、采空區(qū)、巖溶等其它不良地質(zhì)作用，隧址區(qū)現(xiàn)狀整體穩(wěn)定，山坡穩(wěn)定性較好。隧址區(qū)圍巖主要為晶屑凝灰熔巖風(fēng)化層，隧道區(qū)地下水主要為風(fēng)化基巖中的孔隙-裂隙水及構(gòu)造裂隙中裂隙水。地下水較貧乏，透水性較強(qiáng)，受大氣降水的補(bǔ)給。

2 超淺埋暗挖施工技術(shù)要點(diǎn)

綜合考慮上述隧道工程項(xiàng)目特點(diǎn)，最后決定在施工過(guò)程中采用超淺埋暗挖施工技術(shù)，在具體施工過(guò)程中堅(jiān)持的基本原則是管超前、短開挖、嚴(yán)注漿、強(qiáng)支護(hù)、早成環(huán)以及快封閉和勤量測(cè)，技術(shù)要點(diǎn)具體分析如下：

2.1 管棚施工要點(diǎn)

對(duì)于該工程項(xiàng)目中的隧道大斷面地段而言，以中壁法進(jìn)行施工處理，將隧道分成小斷面洞室。在河道地段，通過(guò)應(yīng)用上下合階法進(jìn)行施工作業(yè)，將隧道分成小斷面洞室，其中兩側(cè)小洞室都利用從上到下的方式進(jìn)行開挖。在各步開挖時(shí)應(yīng)當(dāng)做好臨時(shí)支護(hù)工作，中隔壁以及邊墻間利用工字鋼進(jìn)行支撐；其中單側(cè)仰拱操作完成后再對(duì)另一側(cè)進(jìn)行施工，二次襯砌前應(yīng)當(dāng)將中隔壁墻拆除。在施工過(guò)程中，為了能夠有效的提高隧道仰坡穩(wěn)定性，在隧道洞口位置布設(shè)護(hù)拱，根據(jù)地形條件建議采用小即熱軋無(wú)縫鋼管做為大管棚鋼管，其中鋼管的長(zhǎng)度和間距分別以20m、4cm為宜。在鋼管的前端進(jìn)行鉆孔操作，其孔徑為15mm，孔間距以15至20cm為宜，按照梅花形進(jìn)行布設(shè)。在大管棚施工過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)對(duì)管棚仰角進(jìn)行嚴(yán)格控制，仰角角度以1至3度為宜，利用潛孔鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔操作。管棚安裝過(guò)程中，利用潛孔機(jī)對(duì)鋼管進(jìn)行頂進(jìn)操作，頂進(jìn)過(guò)程中利用測(cè)斜儀對(duì)上仰角度進(jìn)行控制。長(zhǎng)管棚連接過(guò)程中，接頭位置利用厚壁套箍，然后上滿絲扣，以保證聯(lián)結(jié)安全可靠性。同時(shí)，還要在鋼管內(nèi)部布設(shè)適量的鋼筋，以此來(lái)確保注漿后的鋼管剛度得以提高。

2.2 小導(dǎo)管施工要點(diǎn)

在施工過(guò)程中，為了能夠有效固結(jié)松散的圍巖，提高圍巖的強(qiáng)度和降低其壓力，并在此基礎(chǔ)上減小有害位移，同時(shí)進(jìn)行徑向注漿操作。在徑向注漿過(guò)程中，利用鋼管進(jìn)行施工作業(yè)，并且在鋼管壁上進(jìn)行鉆孔，按照梅花形進(jìn)行布設(shè)，尾部50cm長(zhǎng)度范圍內(nèi)不鉆孔，以免漿液由此外流。實(shí)踐中利用風(fēng)槍進(jìn)行鉆孔，用風(fēng)槍將導(dǎo)管推入其中，用注漿機(jī)注水泥以及水玻璃雙液漿，并且對(duì)孔口位置利用錨固劑進(jìn)行封堵，以免出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象。注漿過(guò)程中，采用挖掘機(jī)+人工方式進(jìn)行開挖操作，利用挖掘機(jī)進(jìn)行開挖，并用風(fēng)稿對(duì)其進(jìn)行修鑿使其成型。開挖以后，先進(jìn)行初噴，其中混凝土的厚度以4cm為宜，并且對(duì)巖面進(jìn)行封閉；及時(shí)架設(shè)工字鋼架，在鋼架底部位置墊上方木或者槽鋼，目的在于接觸面積增大和防止出現(xiàn)隧道地基沉降。在施工作業(yè)時(shí)，各鋼架打上適量3m長(zhǎng)的鎖腳錨桿，并且將鎖腳錨桿以及鋼架焊牢，以免拱腳圍巖周圍的地基松動(dòng)、沉陷，并且有利于鎖腳管注漿增加，每根鋼架的兩側(cè)位置各布設(shè)一根錨桿。中壁、橫撐均采用工字鋼架結(jié)構(gòu)，中壁、支護(hù)鋼架之間利用連結(jié)板進(jìn)行固結(jié)。鋼架之間的縱向利用鋼筋進(jìn)行牢固，按照預(yù)設(shè)間距進(jìn)行徑向錨固，以免中側(cè)壁出現(xiàn)滑坍現(xiàn)象；在此處應(yīng)當(dāng)噴射混凝土覆蓋鋼筋網(wǎng)以及鋼架，以確保其施工質(zhì)量及其牢靠性。

右側(cè)上導(dǎo)洞支護(hù)成環(huán)以后，對(duì)右側(cè)中導(dǎo)洞進(jìn)行施工操作，并且利用挖掘機(jī)+人工方式進(jìn)行開挖。接長(zhǎng)支護(hù)鋼架和中壁鋼架,施作邊墻和中壁的錨噴支護(hù)中洞每接一棍鋼架,下導(dǎo)洞緊接著接長(zhǎng)至仰拱底腳。值得一提的是，仰拱應(yīng)當(dāng)緊跟著開挖作業(yè)面進(jìn)行施工操作，仰拱土建議采用挖掘機(jī)進(jìn)行開挖，并且用人工方式進(jìn)行修鑿。在土方開挖以后，應(yīng)當(dāng)及時(shí)架設(shè)鋼架，使其與拱墻初期支護(hù)鋼架進(jìn)行連結(jié)，在系統(tǒng)錨桿施工完成后噴混凝土封閉，完成支護(hù)以后及時(shí)對(duì)半幅仰拱鋼筋進(jìn)行綁扎；仰拱混凝土澆筑完成后，應(yīng)當(dāng)預(yù)留接茬鋼筋；澆筑完半幅仰拱混凝土以后，將橫撐拆除掉，只是將中壁支撐留下來(lái)。澆筑完半幅仰拱混凝土地段以后，即可對(duì)其左側(cè)進(jìn)行開挖，除不進(jìn)行中壁施工作業(yè)外，左側(cè)開挖工序應(yīng)當(dāng)與右側(cè)的施工工序保持一致；左側(cè)工序應(yīng)當(dāng)與右側(cè)工序進(jìn)行平行作業(yè)，關(guān)鍵的工序時(shí)間不被占用。當(dāng)全幅仰拱成環(huán)以后，立模澆筑兩側(cè)水溝邊墻，隨著圍巖逐漸收斂穩(wěn)定，利用襯砌臺(tái)車對(duì)其二次襯砌作業(yè)。在具體施工操作過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ042－94）、《公路工程基本建設(shè)項(xiàng)目建設(shè)文件編制辦法》（交公路發(fā)［2007］358號(hào)）等進(jìn)行施工操作；同時(shí)，根據(jù)量測(cè)要求，在拱部以及起拱線和邊墻中間埋設(shè)觀測(cè)點(diǎn)，圍巖變形超標(biāo)時(shí)應(yīng)當(dāng)及時(shí)采取有效的措施進(jìn)行處理。

2.3 淺埋大斷面施工注意事項(xiàng)

在淺埋大斷面施工中，應(yīng)當(dāng)采用科學(xué)合理技術(shù)方法對(duì)不良地質(zhì)地段進(jìn)行處理，同時(shí)還要利用中壁法進(jìn)行施工操作，選擇沒(méi)有爆破施工作業(yè)的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行開挖，并且配合人工方式對(duì)其進(jìn)行修整，從而最大限度地避免擾動(dòng)圍巖。在此過(guò)程中，還應(yīng)當(dāng)成立監(jiān)測(cè)小組，并且專門負(fù)責(zé)洞內(nèi)外量測(cè)項(xiàng)目的監(jiān)控量測(cè)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)整理與分析，然后反饋信息。在淺埋大斷面施工過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)加快初期階段的支護(hù)，以此來(lái)有效減少圍巖變形，對(duì)用水加強(qiáng)管控，防止圍巖軟化，并且對(duì)鎖腳導(dǎo)管注漿進(jìn)行適量增加，降低和減弱拱腳下沉。

3 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，雖然超淺埋暗挖隧道具有柔性、粘貼性以及及時(shí)防護(hù)和靈活多變性，但是該技術(shù)也具有速度慢、勞動(dòng)強(qiáng)度大等不足。在超淺埋暗挖大斷面隧道施工技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持施工原則，采用恰當(dāng)?shù)姆椒▉?lái)分發(fā)揮其優(yōu)點(diǎn)，本文所研究的梧桐隧道工程應(yīng)用技術(shù)效果非常顯著。

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[3]顏研.超淺埋暗挖隧道下穿高速公路施工技術(shù)探討[J]科技經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)，2015（03）.

[4]《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ042－94）.

[5]《公路工程基本建設(shè)項(xiàng)目建設(shè)文件編制辦法》（交公路發(fā)［2007］358號(hào)）.