淺析高速公路淺埋偏壓連拱隧道的施工技術

王文濤

摘要：在高速公路工程的施工過程中，隧道施工技術是非常重要的，對于公路整體的質量起到決定性的作用。關于隧道工程施工方案的具體選擇，應該按照施工現場的實際情況來決定。特別對于那些地質條件比較復雜的淺埋偏壓隧道，應該在施工之前做好比較充分的準備，以更好的保障可以在預期之內完成任務，以最大限度的發揮其使用功能以及經濟效益。本篇文章主要對高速公路淺埋偏壓連拱隧道的施工技術做一下簡單的介紹，希望可以給大家帶去一些啟發。

Abstract： In the construction process of expressway engineering， tunnel construction technology is very important and plays a decisive role in the overall quality of the highway. Regarding the specific choice of the tunnel construction plan， it should be decided according to the actual situation on the construction site. Especially for those shallow-buried and biased tunnels with more complicated geological conditions， they should be fully prepared before construction， so as to better ensure that the task can be completed within the expected time to maximize the use of its function and economic benefits. This article mainly gives a brief introduction to the construction technology of the shallow buried and biased double-arch tunnel on the expressway， and hopes to give some inspiration.

關鍵詞：公路;隧道;技術;淺埋偏壓

Key words： highway;tunnel;technology;shallow buried bias

中圖分類號：U455.4? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2020）10-0096-02

0? 引言

山體的地質條件一般都比較的復雜多變，地形的起伏也非常大，特別在一些山嶺地形當中，很多的隧道工程需要在淺埋偏壓的地質條件下進行施工，只有這樣才可以更好的保障高速公路的完整性以及工程的順利性。一般來講，隧道工程的施工具備很高的風險性。如果在施工的過程中，施工方案不科學或者不合理，那么對于巖層組織的處理也會出現不合理的現象，在開挖的過程當中非常容易出現倒塌的事故，進而造成大量的人員傷亡。因此，在建設施工的過程中，選擇比較科學以及合理的施工技術方案是非常有必要的。

1? 具體的工程案例

以某高速施工工程為例，隧道的類型屬于連拱隧道，頂進起迄樁的類型為K1+270至K1+555，長度大致為275m，最大埋深可以達到35m左右，隧道的縱向坡度大致為2%;圍巖屬于IV～V級，圍巖的破碎程度非常的嚴重。隧道的地面注漿長度大致為18m，預埋隧道的深度比較淺，但偏壓的情況非常明顯。在地面可以發現隧道入口以及出口的頂部，周圍的巖體屬于白云巖，巖石的質量非常差，表面出現了比較嚴重的破裂?？梢酝ㄟ^物探設備用來探測，發現內部存在低電阻異常的區域，并且巖溶被認為屬于發育地質。當隧道開挖到這個區域的時候，非常容易出現爆裂的狀況，該隧道工程屬于非常典型的淺埋偏壓隧道。按照隧道工程的相應設計圖，地質調查的具體數據以及地質條件，進行了比較詳細的討論以及分析。由于該隧道在施工的過程當中非常容易出現大規模的安全事故，比如滑坡以及坍塌等[1]。因此，在施工之前需要進行非常嚴格的技術論證，最后確定在隧道淺埋偏壓區選擇地面注漿施工技術。使用這種施工技術可以非常有效的對于圍巖的破碎程度進行改善，可以進一步防止出現倒塌等事故。

2? 施工技術線

①關于淺埋偏壓的隧道進洞比較難，因此關于進洞的施工方案采用雙成洞面，半明半暗以及斜交大管棚的具體施工方法：1）第一個成洞面屬于隧道的入口，隧道的第二個面屬于半明洞的末端，它屬于暗洞隧道的入口。隧道的邊坡以及相應的仰坡使用空注漿錨桿進行加固，以更好的穩定邊坡，并保障可以形成雙成洞面。2）半明半暗法指的是利用偏壓墻體來對偏壓進行平衡，以套拱以及其相應的模板支架來當做半明洞的洞頂支撐，在套拱頂回填之后可以形成暗洞。②隧道主體采用改進的開挖施工技術以及相應的軟弱圍巖控制爆破技術。改進的開挖方法利用中隔壁來保障洞內偏壓的平衡，這樣可以很大程度上使得開挖的步驟以及臨時的支撐得到減少。進而降低了建設成本，保障了建設進度的加快。③超前地質預報使用的是國內比較成熟的預報技術，比如：地質素描，雷達探測以及超前的鉆控技術等;雙成洞面結合半明半暗法以及斜交大管棚技術在隧道施工過程中比較的復雜[2]。

3? 隧道偏壓的主要因素

3.1 地形的因素? 在山區附近或者淺埋洞當中建造隧道的時候，主要是由于隧道主體周圍的圍巖壓力出現了不對稱的現象最終造成偏壓情況的出現。前者可能是因為靠近山谷的隧道部分承受的壓力比較小，而另外一部分則承受的壓力非常大。這種負載能力的不平衡非常容易造成隧道洞口處產生偏壓的狀況。后者可能是由于隧道的具體地理位置而造成的，隧道的開口處非常容易出現偏壓的情況。由于隧道洞口受到地質條件的相關影響，淺埋區的圍巖一般來講非常容易出現破碎的情況，這樣以來就非常容易使得隧道主體的襯砌結構呈現失衡的現象。

3.2 地質因素? 圍巖本身的穩定性也會對于整個隧道的支護結構產生嚴重的影響。如果在施工標段周圍的巖石地層當中發現有滑動面或者薄弱的地層，那么非常容易在隧道當中造成偏壓的情況，除此之外，隧道開挖的進度也會對于圍巖本身的穩定性造成影響。

3.3 施工的因素? 除了上述的一些客觀因素之外，圍巖的變形與施工的影響是分不開的，比如支護形式以及時機不成熟都會對于圍巖穩定性的變化產生影響。在隧道開挖的過程當中，短臺階以及較小的斷面屬于非常適合的開挖形式，這樣可以很好地對于施工過程當中由于距離過大而造成的倒塌事故起到避免的作用。

4? 地表注漿的具體技術

4.1 基本原理? 這種加固技術指的是把一些水泥砂漿倒入到巖體的相應裂縫當中，這樣可以產生一定的壓力，進而使破碎的巖石重新變得緊密，可以組合成全新的整體。把水泥砂漿倒入到裂縫當中，最終可以很好地加強周圍碎石的剛度以及強度。按照現場各種各樣隧道項目本身的實際情況，使用這種加固技術的程度以及范圍會有不同之處。對于注漿加固技術的程度以及范圍產生影響的因素有很多，主要包括：具體的施工方法，注漿壓力以及圍巖間隙的大小等。通常情況下，注漿加固帷幕的尺寸以及隧道開挖的寬度之間呈現正比的關系[3]。

4.2 施工案例的介紹? 在施工之前一定要利用鋼管截面水泥灌漿的方法進行砂漿以及鉆孔實驗。與此同時，應該按照實驗的相關結果，對于表面注漿以及加固相關的數據與參數進行調整以及改進。關于地面的灌注砂漿應該按照固結鋼管所在的具體范圍來進行相應的設計，并且保障砂漿的擴散半徑和兩根管之間的中心距離相比，應該大于0.8倍。澆筑砂漿的大致范圍：長為17m，寬為18m，澆注通道的間距大致為1.4m×1.4m，關于澆注孔的分布形式為相應的梅花樁分布。灌注管的規格大致為？準55熱軋鋼管，壁厚大致為5mm。灌注管的周圍部分應該以梅花樁的具體形式進行設置，間隔為40cm。水泥砂漿的混合比應該調制為1？誜1。壓力：初始壓力大致為0.6～1.2MPa，最大的澆筑壓力大致為2.2MPa。灌漿的總量應該按照地層填充率的6%來進行計算。關于灌漿的操作方法：對周圍的巖體倒入水泥砂漿的時候，水泥砂漿流經相應的灌漿管，最后會倒入到深層的巖石當中填充，完成之后，會產生一定的內部壓力，并且可以把分散的巖石重新的進行粘合起來。當水泥砂漿最終得到凝固之后，可以對于分散的巖石進行重新的整合以及固結的目的，這樣就會進一步的達到周圍巖體的強度以及穩定性。

5? 開挖技術

5.1 中隔墻技術? 復合弧形式的曲中墻可以很好地作為連拱形隧道的中隔墻。對于C25級鋼筋混凝土的結構來講，應該按照主洞的鋼拱之間的距離來對于中隔墻進行施工，并且應該回填并壓實墻頂部的間隙。如果有一些比較特殊的設計要求，應該利用水泥管填充水泥砂漿進行相應的回填。

5.2 超前大管棚技術? 由于需要在隧道工程的洞口處設置相應的超前管棚，因此，應該按照實際的地質以及地形條件對于管棚的土壤深度進行充分的確定。用于棚架施工的鋼管型號為？準110×6mm，環向之間的距離大致為50cm，鋼管接頭需要用18cm長的螺釘進行連接。按照設計標準以及圖紙要求，鋼管在施工的過程當中出現的誤差范圍應該控制在15cm以內，在隧道縱向的方向上同一截面內的相應接頭數應該不大于50%，而且鋼管接頭之間的相鄰距離也同樣不應該小于1m。為了更好的對于鋼管的強度以及剛度進行提高，必須把M30的水泥砂漿倒入到鋼管當中。為了確定隧道的正確方向，可以在明洞襯砌的外部安置厚度大致為80cm的混凝土外套拱架，混凝土的強度應該為C30，相應的外套拱架長度大致為2.5m，直徑大致為130×4mm的根管，同時對于鉆進過程當中的鉆頭下垂進行了比較全面的分析[4]。

5.3 洞身開挖技術? 在隧道工程隧道主體的開挖過程中，對于開口段主要采用明挖法的方式進行施工。在更好的保障隧道入口處邊坡比較穩定的基礎之上，在現場進行全斷面的相關模筑鋼筋混凝土，然后再進行洞體的具體開挖。暗洞部分可以采用全新的奧法建筑方法。關于V級的相應圍巖區域，可以采用三導洞法進行開挖。IV級巖體周圍的區域可以利用中導體主動臺階技術進行挖掘。在實際的開挖過程當中，需要對每一個階段進行比較嚴格的控制。挖掘上部的時候，必須對于每一個循環進尺進行比較嚴格的控制，使其在鋼拱架距離的1.6倍以內。關于地表的開挖長度應該不可以大于隧道直徑的1.6倍。對于隧道下部的相應開挖，應該采用橫向的具體開挖方法。每次開挖的具體長度應該嚴格的控制在1.5～3.5m之內，且不應該大于拱形距離的3倍。對于隧道入口處的相關偏壓區域，完成中隔墻的施工之后，應該對于洞的下側進行建造，然后在對于主洞進行建造。

5.4 支護以及襯砌技術? 隧道主體的建設主要以新奧法的原理作為依據，在施工的過程中使用襯砌的施工技術。關于隧道的初始隧道支撐，首先需要把錨桿打入到圍巖當中，然后鋪設相應的鋼網?？梢园鸦炷羾娡吭阡摼W上面以更好的形成釘有釘子的墻。最后，可以使用工字鋼用來對于整體進行固定，然后進一步用于拱形支撐。與此同時，面對不同的等級圍巖，就需要采用不同的措施。關于二次襯砌應該使用相應的鋼筋混凝土，在兩者之間可以設置防水層。防水層的具體厚度大致為1.5mm，無織土工布以及EVA防水板可以用來當作防水層的相關材料。關于隧道的初步支護施工應該從上到下進行作業;關于襯砌，首先應該對于仰拱部分進行建造，然后再對于側壁以及拱頂進行輔助的襯砌，并且應該嚴格的按照相應得規定，對于隧道的開挖以及支護進行嚴格的要求。

6? 結束語

綜上所述，科學技術一直處于不斷的發展中，進而隧道施工技術也得到了進一步的發展。我們始終要堅信，通過專業人士對于相關經驗的不斷總結以及大量的探索，在隧道的施工當中，淺埋偏壓技術在未來的發展必定會更好。

參考文獻：

[1]王鎖.淺析高速公路淺埋偏壓連拱隧道的施工技術[J].科學技術創新，2014（7）：236-237.

[2]王義麗.高速公路淺埋偏壓連拱隧道的施工技術探究[J].工程技術研究，2017（7）.

[3]吳志軍，尚岳全，朱向東.淺埋偏壓連拱隧道施工工藝研究[J].華東公路，2007（1）：51-55.

[4]張運良，萬民科，王昌勝，等.淺埋偏壓連拱隧道施工方案數值模擬[J]公路與汽運（1）：196-201.