浅谈黄土浅埋-偏压隧道施工技术

浅谈黄土浅埋\偏压隧道施工技术摘要本文以延吴高速公路马鞍子隧道施工为实例，具体介绍了高速公路浅埋、偏压隧道的施工工艺、施工方法。

关键词浅埋偏压施工技术
中图分类号：tu74 文献标识码：a 文章编号：
在浅埋、偏压及软弱围岩隧道施工中，由于施工技术运用或处理不当，经常会造成较大面积的坍方，由此带来人身伤害、财产损失及工期延误等是无法估量的。

由我单位施工的延吴高速公路马鞍子隧道项目，隧道出口右线30米范围均处于严重浅埋偏压段，且该隧道有效施工时间短，并且要跨越冬季施工，如何保证施工工期成为整个高速公路能否按期实现通车的关键。

1 工程概况
马鞍子隧道位于延吴高速公路k106+753-k1083+677段右线（因该段为分离式路基），长1924米，出口端隧道最小埋深仅为7.12米，洞外接长明洞11米。

隧道净宽12.17米。

该隧道出口端边仰坡均高达高达40米，为保证该处施工安全，在施工中进行超前支护、进行短循环进尺开挖，加强初期支护。

隧道横断面布置示意图详见图1。

浅埋段埋深与线间距数据表
里程桩号 108+666 108+661 108+656 108+651 108+646
108+641 108+636
埋深h(m) 9.52 8.35 7.12 8.08 12.6 20.98 29.4
图1 马鞍子隧道横断面示意图（单位：mm）
根据设计文件地质调绘、钻芯取样、物探资料，马鞍子隧道洞口浅埋段围岩地层主要为松散土体类岩土，且所处斜坡土体破碎，开挖后易失稳，应加强支护。

浅埋段过后围岩地层主要为基岩类工程岩土。

(1)、松散土体类岩土主要有：堆积、冲洪积成囡的黄土状土、亚砂土、砂土、卵砾石土、粉质粘性土等松散土类；风积成因黄土类岩土和较松散层状泥岩体类岩土。

堆积、冲洪积成因的松散土体多分布于黄土梁塬沟谷的斜坡和现代河流、阶地上，土体松散，承载力较低，尤其分布于较大河流沟谷区的易形成湿软地基土；风积成因的上更新统黄土具有湿陷性，为湿陷性黄土，垂直节理发育，直立性较好。

主要为v级围岩。

(2)、基岩类工程岩土由中生代侏罗系石英砂岩、泥质砂岩组成，分布于较大河流的河床及两侧深切沟谷中，厚层状，缓倾斜(0～3°)，岩石完整性好，为较好的持力层。

主要为ⅳ级围岩。

2工艺流程
因该隧道出口处于已破坏的高边坡范围，为保证施工安全，采取早进晚出的进洞方案，即洞门修建应尽量避免对山体的扰动，尽可能减少边仰坡刷坡范围。

就采取了套拱、超前长管棚等辅助施工措施，确保了施工安全。

2.1 进洞套拱工艺流程如图2：
图2套拱工艺流程图
2.2偏压、浅埋、软弱围岩工艺流程
软弱围岩承载力低、稳定性差，易发生坍方，再加上处于偏压、浅埋段，因此，如何对围岩进行预加固和消除偏压对隧道施工的影响成为关键。

其工艺流程如图3：
图3偏压、浅埋、软弱围岩工艺流程图
3施工方法
3.1套拱
管棚施工前施作套拱作为大管棚导向墙，根据现场施工条件，先由现场技术人员放出导向墙位置，导向墙纵向宽200厘米，厚度55厘米，拱内预埋φ133×4导向钢管，导向钢管与钢拱焊接，钢拱采用i16型钢加工，间距60厘米，导向管外插角20，钢拱架采用φ22连接筋，连接筋间距为1米，并在钢拱架内、外缘交错布置。

套拱在洞口设计开挖外轮廓线以外施作，洞口套拱分两次施作，第一次施作自最大跨位置至拱顶范围，套拱基础强夯密实，并每侧施打2根6m长φ108钢管桩，管体用水泥浆灌满。

上部套拱完成后即进行大管棚钻孔、注浆施工，为增强管棚的抗拉强度与抗弯刚度，在钢管内设置φ28的通长钢筋，然后再施作套拱混凝土并开挖下部。

3.2超前支护
管棚支护在拱部120°范围内设置，每环设ф108，壁厚6mm的无缝钢管37根，间距0.4m，每根长30m，外插角取2°，以确保管棚倾入开挖面。

导管上注浆孔孔径1.0cm，间距15cm，呈梅花形布置，尾部50cm不钻孔，作为预留止浆段，钻孔采用潜孔钻机。

隧道纵向同一横断面接头不能大于50%，相邻管棚的接头至少错开1m，为保证保证相邻管节接头错开，首段钢管相邻管节分别选用6m、3m 的管节，其余管节全部为6m，接头采用套管以丝扣相连，丝扣长15cm，管节顶进后用注浆机对管内注1∶1水泥砂浆(水泥浆水灰比为1∶1)，注浆压力：初压0.5-1.0mpa，终压2.0 mpa。

3.3开挖
全断面开挖支护完成，根据监控量测结果分析，待初期支护收敛后，拆除i18临时钢架，施作防水层及二次衬砌。

根据洞开挖后的地质条件，为确保施工安全，洞口ⅴ级围岩及浅埋地段均采用单侧壁导坑法进洞，开挖方式主要是挖掘机开挖，每开挖循环0.6m，即1榀钢拱架长度。

待超前支护注浆强度达85%后，方可进行下一循环开挖。

考虑处于偏压、浅埋及软弱围岩段，虽已进行超前支护，但也不能大意，随时注意围岩变化，确保偏压、浅埋段安全渡过。

开挖外轮廓时，采用风镐配合人工开挖，局部遇到坚石时，为减少对周边围岩的扰动，采用弱爆破将坚石震裂后用风镐开挖。

核心土采用挖掘机开挖，局部坚石采用弱爆破将坚石震裂后用挖掘机开挖。

3.4围岩量测
根据新奥法施工原理，监控量测是隧道施工的重要环节，对围岩的监控量测的目的：①掌握围岩动态，对围岩稳定性作出评价；
②确定支护形式、支护参数和支护时间；③了解支护结构、受力状态和应力分布；④评价支护结构的合理性和安全性。

在施工中，我们通过对围岩周边收敛量测、拱顶下沉量测数据的分析，发现局部地段变形较快并出现细小裂缝，通过及时修改支护参数，采取了加强支护措施，并及时施作仰拱，有效避免了安全质量事故的发生。

3.5初期支护
初期支护采用了常规的锚喷支护，即采用i20b型钢钢架，间距60cm，用ф22钢筋环向联接，钢筋间距1m；系统锚杆采用ф22钢筋，长500cm，间距100cm，呈梅花型布置；钢筋网采用8钢筋，间距20*20cm；喷射26cm厚c20混凝土。

在施工过程中，因局部围岩变形，将围岩特软弱地段靠山体一侧的系统锚杆改为系统导管注水泥水玻璃双浆液，导管长450cm，注浆压力0.5~0.8mpa，增强了支护效果。

3.6防排水
主要防排水措施：
①排水：隧道富含水区段采用排堵结合措施，在隧道轮廓外围施打超前注浆小导管，进行水玻璃注浆封堵。

开挖后如有集中出水点，采用埋管引流方式将水引至纵向排水边沟排出隧道外。

②防水：紧帖喷射混凝土表面铺设复合防水板；根据设计文件要求，每道工作缝均设置两条止水带。

3.7衬砌
整个隧道均采复合式衬砌，洞口偏压、浅埋段采用偏压加强衬砌，拱墙及仰拱均设置双层钢筋，混凝土为c25泵送混凝土，采用行走式全液压衬砌台车衬砌。

4结语
对于偏压、浅埋及软弱围岩隧道施工，应注意以下几点：
（1）、施工前首先应制定详细可行的施工方案，处理好偏压问题，尽量减少偏压对隧道施工的影响。

（2）、开挖要遵循“超前支护、短进尺、弱爆破、勤量测、强支护”的原则。

（3）、施工中，应将超前支护与锚喷支护紧密结合，超前长管棚与型钢钢架联接成整体，才能发挥更好地联合支护作用。

（4）、为保证钢架及锚喷支护的支护效果，要及时施工隧道仰拱。

（5）、要重视洞内文明施工，洞内裂隙渗水及施工用水要及时引排至洞外排水沟，不能有积水浸泡隧底。

参考资料
1.《公路隧道施工》人民交通出版社，2001年
1.《公路隧道施工技术细则》（jtg/tf60-2009）
2.《公路隧道施工技术规范》（jtgf60-2009）
3.《公路隧道设计规范》（jtgd70-2004）。