淺談大跨徑隧道淺埋段施工技術(shù)

付瑞薔 鄧昌奇

摘?要：隨著我國綜合國力的不斷增強(qiáng)，交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工作也取得了長足的發(fā)展。隧道為現(xiàn)階段公路交通最主要的基礎(chǔ)設(shè)施，對于我國社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展、西部大開發(fā)戰(zhàn)略以及開邊通海戰(zhàn)略都具有重要意義。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國隧道施工技術(shù)由“鋼釬大錘時代”轉(zhuǎn)為“新奧法時代”再到現(xiàn)階段的“TBM時代”，但不論施工技術(shù)如何改進(jìn)，隧道淺埋段施工永遠(yuǎn)是隧道施工的重要環(huán)節(jié)。本文將結(jié)合現(xiàn)階段大跨徑隧道淺埋工程常見問題和分類，探索大跨徑隧道淺埋段的技術(shù)應(yīng)用形式，以期更好地促進(jìn)我國隧道工程的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：大跨徑;隧道淺埋段;施工技術(shù)

隨著我國綜合國力及新興技術(shù)的不斷發(fā)展，大跨徑隧道工程建設(shè)項(xiàng)目也隨之增多。由于工程作業(yè)區(qū)內(nèi)圍巖結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)環(huán)境具有一定的復(fù)雜性，所以在大跨徑隧道工程施工過程中，通常會遇到不同類型的施工問題。淺埋段施工是大跨徑隧道施工的一個重要施工環(huán)節(jié)，明確該環(huán)節(jié)施工常見的問題、掌握其常規(guī)施工技術(shù)類型，能夠有效提高淺埋段施工技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用水平，對提高施工質(zhì)量具有積極的促進(jìn)作用^[1]。

1 大跨徑隧道淺埋工程的常見問題

大跨徑隧道淺埋工程具有以下兩個常見問題。

一個是圍巖裂縫。在大跨徑隧道淺埋工程中，圍巖裂縫是比較常見的施工風(fēng)險。在隧道淺埋段施工過程中，隨著施工機(jī)械的掘進(jìn)，山體結(jié)構(gòu)的內(nèi)應(yīng)力也隨之發(fā)生改變，從而導(dǎo)致山體結(jié)構(gòu)整體內(nèi)部應(yīng)力進(jìn)行重新排列，此時，變化后的內(nèi)應(yīng)力會平均分布于未挖掘的山體結(jié)構(gòu)上，如果山體結(jié)構(gòu)自身抗力較差，就會在上述分壓過程中，產(chǎn)生圍巖裂縫的情況。另外，施工機(jī)械在作業(yè)的過程中會產(chǎn)生一定程度的振動，這種振動也會降低圍巖結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，導(dǎo)致圍巖結(jié)構(gòu)在應(yīng)力的作用下產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性裂縫^[2]。

另一個是圍巖塌陷。大跨度隧道工程的作業(yè)區(qū)范圍是非常大的，因此作業(yè)區(qū)內(nèi)山體內(nèi)部結(jié)構(gòu)也是具有一定差異性的。部分作業(yè)區(qū)內(nèi)的圍巖結(jié)構(gòu)質(zhì)地堅(jiān)硬，結(jié)構(gòu)完整性較高，在受到外應(yīng)力時，能夠表現(xiàn)出極強(qiáng)的適應(yīng)性，承能力較強(qiáng);但也有一部分作業(yè)區(qū)內(nèi)的圍巖結(jié)構(gòu)質(zhì)地較軟，自身綜合性質(zhì)較差，不能很好地適應(yīng)外應(yīng)力，導(dǎo)致在受力情況在極易出現(xiàn)圍巖結(jié)構(gòu)脫落的狀況。因此，在現(xiàn)階段的隧道淺埋施工環(huán)節(jié)中，都會對圍巖結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固處理，從而避免圍巖塌陷情況的發(fā)生，確保整體施工過程能夠有序的推進(jìn)。圍巖加固工作非常注重操作時機(jī)的把握，一旦錯過最佳加固時期，淺埋工程同樣會面臨圍巖塌陷的風(fēng)險，為整個隧道工程帶來極大的負(fù)面影響，甚至引發(fā)安全事故^[3]。

2?施工技術(shù)分類

2.1?洞樁法

洞樁法是我國隧道工程可研人員自主研發(fā)的新型施工技術(shù)手段。其技術(shù)原理是在大跨徑隧道的主體結(jié)構(gòu)中提前布設(shè)多個分離式導(dǎo)洞，并基于隧道圍巖結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，提前對其進(jìn)行支護(hù)作用，當(dāng)隧道圍巖結(jié)構(gòu)達(dá)到預(yù)期穩(wěn)定性后，再進(jìn)行后續(xù)施工環(huán)節(jié)，從而達(dá)到提升隧道內(nèi)部整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的作用。洞樁法又稱“PBA法”，其包含以下主要施工環(huán)節(jié)：首先是導(dǎo)洞施工環(huán)節(jié)。此環(huán)節(jié)施工應(yīng)注意導(dǎo)洞開挖的順序，堅(jiān)持先護(hù)后挖的施工原則，結(jié)合監(jiān)測數(shù)據(jù)實(shí)時調(diào)整施工方法，確保施工的安全性;其次是孔樁施工環(huán)節(jié)。此環(huán)節(jié)施工要注意施工機(jī)械的科學(xué)選擇以及鉆樁順序的合理排布，確保施工的有序性和安全性;然后是主拱及交叉口施工，此環(huán)節(jié)施工應(yīng)嚴(yán)格按照行業(yè)規(guī)定及技術(shù)要求進(jìn)行施工;最后是防水及結(jié)構(gòu)混凝土施工。洞樁法充分利用了物理學(xué)領(lǐng)域的相關(guān)力學(xué)原理，不僅弱化了隧道施工對于周圍基礎(chǔ)環(huán)境的應(yīng)力影響，還為淺埋工程提供了邊樁支護(hù)保護(hù)性結(jié)構(gòu)，使整體工程的安全性與時效性都得到有效提升。但洞樁法在實(shí)際運(yùn)用過程中，需要耗費(fèi)更多的施工時間，并不適用于工期較短的隧道工程，這也是洞樁法的主要技術(shù)缺陷。

2.2?中洞法暗挖技術(shù)

中洞法暗挖技術(shù)是加快大跨徑隧道工程整體施工速度的主要方法。其技術(shù)原理是先從整個隧道工程的中段部位開始進(jìn)行施工作業(yè)，然后利用CRD法與CD法開展后續(xù)施工環(huán)節(jié)，從而達(dá)顯著提升整體施工安全性與時效性的效果。中洞法暗挖技術(shù)主要包含初期支護(hù)施工、防水施工、結(jié)構(gòu)二襯施工三個主要施工環(huán)節(jié)。在實(shí)際運(yùn)用過程中，要特別注意以下問題：首先，在進(jìn)行施工作業(yè)區(qū)劃分時，要盡可能縮小各施工模塊的距離，形成若干個小模塊作業(yè)區(qū)，從而相抵施工過程中的管理難度，提升管理效果;其次，在進(jìn)行豎向施工前，要注意邊坡預(yù)留工作，確保后續(xù)混凝土澆筑擁有足夠的作業(yè)空間;最后，在進(jìn)行縱向隧道施工時，注重錯位臺階預(yù)留工作，確保在后續(xù)銜接環(huán)節(jié)，各區(qū)域能夠借助臺階順利完成銜接工作，從而顯著提升整體隧道工程結(jié)構(gòu)施工的穩(wěn)定性。

3?施工技術(shù)應(yīng)用策略

3.1?前期準(zhǔn)備階段

在大跨徑隧道淺埋段施工工程正式啟動前的一個月，施工單位就要保證部分大型施工機(jī)械順利進(jìn)入到施工作業(yè)區(qū)內(nèi)，同時在這段時間內(nèi)需要完成對涉及到的各類機(jī)械設(shè)備進(jìn)行試運(yùn)行試驗(yàn)與調(diào)試，確保機(jī)械設(shè)備的正常功能性。在開工前15天，施工單位需要進(jìn)入到施工作業(yè)區(qū)，并對施工涉及到的所有施工材料及機(jī)械設(shè)備進(jìn)行清點(diǎn)，確保數(shù)量及質(zhì)量符合施工要求，為后續(xù)施工環(huán)節(jié)奠定良好的施工基礎(chǔ)。在結(jié)構(gòu)施工過程中，工程項(xiàng)目管理組要構(gòu)建科學(xué)系統(tǒng)的評價體系并針對不同施工環(huán)節(jié)、施工班組制定嚴(yán)格的施工管理?xiàng)l例，從而確保整體施工過程能夠順利、有序、安全、高效的進(jìn)行^[5]。

3.2?支護(hù)階段

洞內(nèi)超前支護(hù)是大跨徑隧道淺埋施工的重要基礎(chǔ)。在進(jìn)行支護(hù)作業(yè)時，相關(guān)技術(shù)人員首先應(yīng)確認(rèn)注漿管道的壁厚是否達(dá)到4mm，其次要明確，超前支護(hù)不僅要對當(dāng)前施工結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固處理，還需要對施工作業(yè)面內(nèi)的圍巖結(jié)構(gòu)，通過巖層混凝土噴射技術(shù)進(jìn)行有效加固。當(dāng)完成上述超前支護(hù)工作后，才能開展后續(xù)的淺埋段注漿施工工序。做好洞內(nèi)超前支護(hù)工作，能夠有效提升大跨徑隧道淺埋段工程整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，避免不規(guī)則沉降現(xiàn)象的發(fā)生，顯著提高整體施工的安全性與時效性，為后續(xù)注漿環(huán)節(jié)奠定良好的施工基礎(chǔ)^[6]。

4 結(jié)語

綜上所述，道路施工技術(shù)的不斷成熟，加快了隧道工程施工進(jìn)度的同時也提升了項(xiàng)目的復(fù)雜性。面對地形復(fù)雜大跨度隧道施工區(qū)域，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)充分意識到常見的施工風(fēng)險，并掌握科學(xué)的淺埋段施工技術(shù)，這樣才能在實(shí)際操作過程中，合理運(yùn)用相關(guān)施工技術(shù)，提升大跨徑隧道淺埋段施工的質(zhì)量與效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳嘉源，蔡建偉.高速公路隧道洞口淺埋段的施工技術(shù)探討[J].四川水泥，2020（02）：290.

[2]張瑞東.高速公路隧道洞口淺埋段的施工技術(shù)[J].四川建材，2020，46（01）：111-112.

[3]劉振宇.大跨徑隧道淺埋段施工技術(shù)分析[J].智能城市，2019，5（24）：171-172.

[4]徐木旺.公路隧道洞身淺埋段處治技術(shù)研究[J].福建交通科技，2019（06）：116-119+134.

[5]喻貴明.隧道淺埋段施工與安全管理措施[J].黑龍江交通科技，2019，42（09）：170+172.

[6]詹輝，王桂玲.大跨徑隧道淺埋段施工技術(shù)[J].山西建筑，2009，35（08）：315-316.