淺埋軟弱圍巖大跨隧道的施工技術(shù)分析

王宜楨 王子龍

（中交一公局廈門(mén)工程有限公司， 福建 廈門(mén) 361000）

0 前言

當(dāng)?shù)缆房缭缴綆X時(shí)，往往需要開(kāi)鑿隧道。而在隧道施工環(huán)節(jié)，由于軟弱底層地質(zhì)條件特殊，所以淺埋軟弱圍巖大跨隧道施工的復(fù)雜性和難度都相對(duì)較高。為此，在實(shí)踐工作中施工人員應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)淺埋軟弱圍巖大跨隧道施工技術(shù)的研究，明確其必要性施工流程和作業(yè)原則與方法，為提高施工質(zhì)量奠定良好基礎(chǔ)。

1 工程概況

某隧道位于高速公路中段，為保障該段公路順利穿越山體而建。該項(xiàng)工程的雙向建設(shè)長(zhǎng)度達(dá)4890 米，周邊地址條件復(fù)雜。隧道跨越地帶地形起伏較大，隧道施工范圍內(nèi)存在淺埋圍巖，而且隧道洞口的地質(zhì)條件較為惡劣，是含水量較大的流塑狀淤泥。在這種復(fù)雜地質(zhì)條件下開(kāi)展隧道施工，極容易出現(xiàn)洞口坍塌、拱頂下沉或地表破裂等問(wèn)題，十分不利于隧道施工的安全開(kāi)展。所以，為了能降低整體施工風(fēng)險(xiǎn)，提高隧道施工質(zhì)量，在實(shí)踐工作當(dāng)中施工單位決定采用淺埋軟弱圍巖隧道施工技術(shù)作業(yè)

2 淺埋軟弱圍巖隧道施工難點(diǎn)

在淺埋軟弱圍巖隧道施工過(guò)程中，極易出現(xiàn)圍巖結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的現(xiàn)象。若在土方開(kāi)挖環(huán)節(jié)未做好圍巖支護(hù)工作，則十分容易引發(fā)塌方等安全事故，不僅會(huì)對(duì)施工人員的人身安全造成威脅，更會(huì)為施工單位帶來(lái)極為嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。所以，圍巖支護(hù)工作就是淺埋軟弱圍巖施工的一大難點(diǎn)[1]。在實(shí)踐工作當(dāng)中，由于施工的可操作空間較小，所以對(duì)大型機(jī)械的使用限制較多，要保證施工質(zhì)量必須合理選擇圍巖支護(hù)技術(shù)。同時(shí)，淺埋軟弱圍巖隧道施工的難點(diǎn)還表現(xiàn)在地表水滲漏問(wèn)題上，若在施工時(shí)出現(xiàn)地表水滲漏，則會(huì)嚴(yán)重削減圍巖結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和牢固性，所以施工人員必須完善排水系統(tǒng)，才能規(guī)避安全風(fēng)險(xiǎn)。

3 淺埋軟弱圍巖大跨隧道施工方法

為保證淺層軟弱圍巖大跨施工質(zhì)量，在實(shí)踐工作當(dāng)中，相關(guān)工作人員應(yīng)該先理順施工的流程。在實(shí)踐工作當(dāng)中要先做好隧道的支護(hù)工作，為隧道施工提供安全穩(wěn)定的環(huán)境，而后要合理進(jìn)行隧道開(kāi)挖。這次環(huán)節(jié)應(yīng)該正確評(píng)估地質(zhì)狀況以及并選用合適的開(kāi)發(fā)方法，以避免出現(xiàn)坍塌問(wèn)有孔洞坍塌問(wèn)題，然后在施工環(huán)節(jié)，作業(yè)人還需要對(duì)隧道進(jìn)行科學(xué)量測(cè)以及監(jiān)控，以保證隧道施工的合理性。

3.1 隧道施工原則

相比于普通的隧道施工，淺埋軟弱圍巖大跨隧道的施工復(fù)雜性和危險(xiǎn)性更高。所以，為了保證施工人員能夠在安全穩(wěn)定的環(huán)境下作業(yè)，在實(shí)際工作當(dāng)中必須遵循規(guī)定的施工原則。

5、要遵循有效支護(hù)原則。圍巖支護(hù)的穩(wěn)定性將會(huì)對(duì)圍巖施工安全性和有效性產(chǎn)生深刻影響，而在隧道開(kāi)挖的具體過(guò)程當(dāng)中，為了能夠盡可能地控制施工對(duì)周邊圍巖結(jié)構(gòu)的擾動(dòng)，保證施工安全，作業(yè)人員必須合理開(kāi)展支護(hù)施工。比如，建立健全圍巖支護(hù)體系，為切實(shí)提升圍巖結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，施工人員可選擇使用混凝土噴射以及錨桿支護(hù)等手段來(lái)優(yōu)化支護(hù)體系，推進(jìn)其實(shí)用價(jià)值的攀升[2]。

第二，要遵循嚴(yán)格管控原則。在實(shí)踐工作當(dāng)中，嚴(yán)格的施工管理是保證施工質(zhì)量和效率的根本方法。所以，為了能夠盡量避免安全事故和意外情況的出現(xiàn)，相關(guān)管理人員必須開(kāi)展全過(guò)程的監(jiān)督管理，嚴(yán)格要求各環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量，加強(qiáng)對(duì)施工人員作業(yè)成效的管控，以保障順利、安全地開(kāi)展施工。在此環(huán)節(jié)，應(yīng)將管控重點(diǎn)放在圍巖支護(hù)結(jié)構(gòu)的初期建設(shè)上，管理人員需嚴(yán)格監(jiān)督和查驗(yàn)支護(hù)結(jié)構(gòu)的合理性和穩(wěn)定性，以便于保障后續(xù)施工的安全。

3.2 隧道施工要點(diǎn)

為切實(shí)提高淺埋軟弱圍巖大跨隧道施工的有效性，在實(shí)踐作業(yè)環(huán)節(jié)，相關(guān)工作人員應(yīng)該嚴(yán)格遵循施工原則，合理選擇施工方法，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)大跨隧道施工要點(diǎn)的把控，推進(jìn)作業(yè)成效的提升。

3.2.1 圍巖量測(cè)

對(duì)于淺埋軟弱圍巖大跨隧道施工而言，圍巖量測(cè)工作至關(guān)重要。該項(xiàng)工作的開(kāi)展代表著新奧法施工的具體落實(shí)，能為提高施工整體安全性、科學(xué)性和有效性提供保障。圍巖工作的開(kāi)展，需要依托于信息化技術(shù)和設(shè)備，這樣才能使工作人員及時(shí)獲得數(shù)據(jù)，并基于該數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對(duì)施工風(fēng)險(xiǎn)的有效規(guī)避。在實(shí)踐中，圍巖量測(cè)既能幫助施工人員做好施工準(zhǔn)備，又能幫助施工人員優(yōu)化作業(yè)方案。

通常，圍巖量測(cè)工作分為施工前量測(cè)和施工中量測(cè)。在施工前量測(cè)的作業(yè)過(guò)程中，施工人員通過(guò)合理量測(cè)實(shí)現(xiàn)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境和條件把控，讓他們進(jìn)一步了解圍巖結(jié)構(gòu)，并以此為依據(jù)評(píng)判施工方案的可行性與支護(hù)方案的可靠性。在施工中進(jìn)行量測(cè)時(shí)，作業(yè)人員需要開(kāi)展全過(guò)程的量測(cè)和監(jiān)控，實(shí)時(shí)獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，為提高作業(yè)有序性和針對(duì)性奠定良好基礎(chǔ)。此時(shí)開(kāi)展的量測(cè)工作，能為隧道的安全施工提供保障。但施工人員也必須加強(qiáng)對(duì)自身作業(yè)規(guī)范性的重視，才能保證該方法應(yīng)用有效。比如，在案例工程的現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)環(huán)節(jié)，發(fā)現(xiàn)拱頂出現(xiàn)下沉，所以施工人員立即暫停施工，在找出問(wèn)題原因和解決對(duì)策后才繼續(xù)開(kāi)始作業(yè)[3]。不僅如此，量測(cè)作業(yè)環(huán)節(jié)還應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)圍巖收斂率和位移情況的重視。比如，當(dāng)圍巖的水平收斂率超過(guò)5mm/d，或其位移大于100mm 時(shí)，施工人員也需要停止施工，尋找問(wèn)題原因并推進(jìn)問(wèn)題解決，而后才能進(jìn)行復(fù)工。

3.2.2 支護(hù)施工

作為保障淺埋軟弱圍巖大跨隧道施工安全性的基礎(chǔ)工程，支護(hù)施工方法的合理性將會(huì)對(duì)支護(hù)體系的安全性和隧道整體施工的質(zhì)量產(chǎn)生深刻影響。為提高支護(hù)質(zhì)量，在實(shí)踐中可先開(kāi)展超前支護(hù)工作，即在隧道開(kāi)挖以前講超前錨桿放置在隧道周?chē)_(dá)到預(yù)先支護(hù)的效果。而在構(gòu)建初期支護(hù)結(jié)構(gòu)后，相關(guān)工作人員可選擇以錨桿加設(shè)和混凝土噴射的方法來(lái)提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，減少其出現(xiàn)變形或位移的幾率。同時(shí)，在支護(hù)施工環(huán)節(jié)，施工人員還應(yīng)該妥善地開(kāi)展導(dǎo)管注漿工作。大部分情況下，淺埋軟弱圍巖大跨隧道施工都會(huì)選擇采用小導(dǎo)管注漿方式作業(yè)。比如，在案例工程中，施工人員就選擇使用5m 長(zhǎng)，且壁厚為3.5mm 的注漿小導(dǎo)管來(lái)開(kāi)展雙層注漿作業(yè)，以此來(lái)達(dá)到提升支護(hù)有效性的目的。

3.2.3 地表水處理

在隧道施工階段，施工區(qū)域的水源分布情況將會(huì)對(duì)施工安全造成深刻影響。若未妥善處理地表水，則十分容易造成地表水滲漏，進(jìn)而加劇淺埋軟弱圍巖結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，使其更易出現(xiàn)變形或位移，引發(fā)安全事故。所以，為了保證施工安全，作業(yè)人員需要合理開(kāi)展地表水排放工作。比如，采用洞內(nèi)超前排水法減少隧道中的地表水含量。也可通過(guò)合理布設(shè)排水溝的方式來(lái)預(yù)防地表水滲漏。比如，施工人員可在現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)挖110cm×80cm 的排水溝，為順利排出地表水奠定基礎(chǔ)。

3.2.4 二次襯砌

開(kāi)展二次襯砌補(bǔ)充施工，是對(duì)支護(hù)作業(yè)的完善，能進(jìn)一步增強(qiáng)作業(yè)安全性。在此環(huán)節(jié)，施工人員需要強(qiáng)化對(duì)二次襯砌時(shí)間的把控，該項(xiàng)工序應(yīng)位于初期支護(hù)以后。由于隧道洞口或大變形地段容易出現(xiàn)塌方事故，所以為了加固該區(qū)域結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，施工攻人員需要對(duì)這些區(qū)域的地表沉降情況進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)控，并且盡快開(kāi)展二次襯砌工作。比如，在未出現(xiàn)大幅度初期支護(hù)變形時(shí)，施工人員就可開(kāi)展二次襯砌工作，以便用戶保證初期支護(hù)和二次襯砌共同受力，實(shí)現(xiàn)對(duì)施工安全的有效保障。

4 結(jié)論

綜上所述，淺埋軟弱圍巖大跨隧道施工的施工條件極為復(fù)雜，也容易出現(xiàn)安全事故。所以，為了保障隧道施工順利開(kāi)展，相關(guān)工作人員應(yīng)該基于有效支護(hù)、嚴(yán)格管控的原則作業(yè)。而在實(shí)踐中，還應(yīng)該把控圍巖測(cè)量、支護(hù)施工、地表水處理和二次襯砌等施工要點(diǎn)，為實(shí)現(xiàn)安全、可靠、高效的隧道施工提供保障。