浅谈山岭隧道浅埋暗挖法施工技术

浅谈山岭隧道浅埋暗挖法施工技术
摘要：在山岭隧道施工中，原地面崎岖不平，拱顶埋深和偏压变化较大，个别
浅埋段洞身外漏，施工过程受地形和便道不畅的影响，征地困难，修建临时设施
投入成本较大。

因此该地段施工将明挖法变更为暗挖法施工，洞内加强超前支护，减小地表破坏，保护环境，减少临时设施工程量，节约成本。

施工过程造成施工
技术难度高、工序繁琐复杂，工期延长、安全风险增大大，这就需要我们加强以
技术管理、安全质量管理，节约成本，确保工期。

本文结合聚兴隧道浅埋段施工
过程管理，对于浅埋暗挖施工技术进行探索和研究。

关键词：隧道施工；浅埋暗挖；施工方法
一、引言
浅埋暗挖法施工工艺是现在隧道施工中常用的一种施工工艺，它可以改善土
层的地质，增强隧道结构稳定性，从而保障隧道工程的顺利进行。

浅埋暗挖法的
主要特点是投资少、拆迁少、灵活方便、不需要过多专用机械设备以及对地面交
通运输和周围环境干扰较小，正常有序的进行工程施工，但浅埋、偏压段暗洞施
工安全风险大、循环进尺小，超前支护复杂、施工难度大，工期延长，这就需要
加强施工组织、加强技术管理、加强超前支护，确保工程质量合格，做到有效的
控制成本。

二、工程概况
新聚隧道全长3967米，属浅埋隧道，其中1358米属浅埋段，Ⅴ级围岩，明
挖法洞身施工长达到38米，经变更除进出口范围采用明挖法外，其余全部采用
暗挖法施工。

该部分隧道隧道工程的施工作业面处于地下，工程水文地质是影响
工程施工的质量的重要因素。

浅埋处有常年流水、汛期雨水多，冲刷严重，对工
程水文地质进行详细的勘察，确保原始数据具有真实性、准确性对隧道正常施工
提供有力的水文调查报告。

隧道工程的地质勘测内容主要包括隧道所在范围的围
岩强度、地下水发育状况和地下温度情况等数据，对勘察结果进行数据分析，结
合以往的经验选用适合该隧道工程的施工方案、施工措施和施工管理技术等。

三、浅埋暗挖特点
埋深较浅是隧道工程浅埋暗挖法的主要特点，洞顶覆盖层比较薄，偏压严重，由此使用暗挖法施工时会对于上层土地表面的稳定性形成一定的影响。

施工方案
充分结合隧道轮廓线、地质情况、工装设备和气候条件。

施工工法为六步CD法、三台阶临时仰拱法，从开挖工程对地面沉降与变形的角度出发，强化超前支护，
让支护结构可以与周围地层围岩构成良好的形变控制体系。

四、浅埋暗挖的基本原理
浅埋暗挖法的基本原理：选用复合衬砌，初支承担全部基本荷载，二次衬砌
作为安全储备，初期支护、二次衬砌共同承担特殊荷载；运用多种辅助施工工法，超前支护改进加固围岩，加强围岩自承能力；选择不同的开挖方式，及时支护封
闭成环，使其与围岩共同作用形成联合支护体系；浅埋暗挖法施工时，需要严格
的按照设计和规范要求进行施工，初期支护采用由下至上的顺序施工，二次衬砌
采用从下至上的顺序施工。

才能保证隧道施工安全以及隧道的承重能力。

五、浅埋暗挖的原则
浅埋暗挖施工时需要满足施工的八个原则：
（1）对地质的情况进行周密的分析整理，将整理的数据结合地面环境的情况进行综合性的考量，然后选择对地表作用较小、经济效益高、工期短的方式进行
施工作业；
（2）看重辅助施工工法的作用，遇见困难时，及时的使用合适辅助的施工方法，在辅助施工方法的作用下，保证工程顺利进行；
（3）重视对于机械设备的选择，在开工前，根据施工计划和现场施工环境选择合适的施工设备；在选择施工设施时，要选择质量好以及合理的机械设备，保
障施工的顺利开展；
（4）在施工过程中收集和整理工程数据，分析数据，为后续施工做筹备；
（5）按照现场实际情况合理的调整施工工序，不能够墨守成规，要灵活控制；
（6）现场施工人员需要比较高的专业素质以及丰富的实践经验；
（7）在施工作业中，重视隧道内通风情况，确保洞内作业环境良好；
（8）施工管理要与时俱进，学习科学的管理办法。

六、具体施工方法
1、地表处理
隧道位于山体右侧，山脚是一处沼泽，山体左侧陡峭险峻。

机械和材料上山
困难，地表灌木丛密集，地表加固不易进行。

汛期施工前，在地表采用人工清除
地表植被，修建截水天沟，进行引排水，在水沟两侧铺设防水布用于抵挡雨水浸
透地表；埋设地表沉降观测点，加强沉降观测，每日测量两次。

2、工法的选用--六步CD法开挖
台阶法即是指在施工中，将结构断面进行划分，一般分为两个或两个以上的
工作面，将划分了的工作面进行分步施工作业。

现场采用六步CD法，六步CD法是在多次隧道工程中研究出来的，其可以有效的控制由于施工形成的地面沉降的
问题，极大地提升了洞内的稳定性。

六步CD法是将隧道分成左右两大部分进行
开挖作业，先在一侧采取台阶法，由上往下分三层开挖，上台阶开挖2-4米后开
挖中台阶，中台阶开挖2-4米后开挖下台阶，下台阶施工大于15米时在分层开挖隧道的另一侧，其分部次数与支护形式与先开挖的一侧相同的施工方法，要及时
的进行隧底支护，封闭成环。

3、具体施工工序
3.1超前支护
洞身浅埋区段采用φ89管棚超前进行支护，管棚外插角一般控制在10°-12°之间，与钢架连接牢固。

每10米施做一次管棚，每环管棚水平面搭接长度大于3
米。

为保证管棚支护效果，管棚内注水泥浆，水胶比1：1，根据实际地址松散、
软弱情况，增加水泥使用比例，注浆压力在0.5MPa-1.0MPa之间，水泥浆要注满
管棚，增强管棚强度。

3.2开挖
现场开挖使用机械配合人工，机械开挖出大致轮廓，人工持钻修边。

每次开
挖一榀，严格的控制开挖进尺以及初支厚度。

开挖形成后及时进行4cm厚初喷，
以确保开挖面的安全施工。

3.3拱架安装
在聚兴隧道浅埋段初期支护施工过程中，拱架选用的是HW175型钢。

在拱架的生产加工过程中，严格按照设计和规范给的参数进行加工，拱架的尺寸和弧度
等要符合现场的开挖轮廓，每节拱架用连接钢板连接，上台阶钢架不可出现焊接
现象，拱架的焊接需要使用加强钢板。

钢架安装应当严格控制它内部轮廓的尺寸，
依照实际和验标要求，预留35cm的预留量。

拱脚处设置C20混凝土垫块，用来扩大拱脚的受力面，减少压强。

3.4锚杆安装
为了增强隧道工程周围岩层的稳定性，向岩体打入锚杆，锚杆插入岩体时，穿过软弱的岩层，在稳定的岩层上锚固，防止岩层出现滑移和坍塌；锚杆按一定方式进行排列，每根锚杆受力后形成压缩区，这些压缩区相互作用，提高岩层的承载能力；锚杆要注浆，注浆料渗进围岩使周围凝结成一个整体。

聚兴隧道浅埋段拱部140度范围内采用组合中空锚杆，锚杆安照1.5米×1.5米间距安装。

其余部位采用砂浆锚杆，按照1.2米×1.0米的间距安装。

采用六步CD法要设置φ25超前中空注浆锚杆，3米施做一环，环向间距为40厘米。

中空锚杆内注1：1水泥浆，砂浆锚杆内注M20砂浆。

3.5钢筋网片
钢筋网与锚杆施工需同时进行。

现场采用20cm×20cm钢筋网片，网片搭接大于一个网格，即大于20厘米。

网片设置在拱架背后，与拱架有效焊接。

网片为后续喷射混凝土提供了支撑点，与混凝土有效结合，提升了围岩的稳定性，减少了发生坍塌事故的可能性。

3.6混凝土喷射
喷射混凝土为初期支护极为重要的一个环节。

喷射混凝土应当不间断连续的进行。

喷射混凝土应当分段、分片、分层的作业，分段长度宜控制在6米以内，喷射混凝土时先将超挖处大体喷平，再从下往上依次进行作业。

分层喷射混凝土时，每次喷射混凝土的厚度控制4厘米以内，后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行。

分部开挖法施工时在喷射下部时，应将上部喷射时的回弹物清理干净，防止将回弹物卷入到下部喷射混凝土中，造成支护能力的降低。

喷射混凝土时应控制好风压，减少回弹量，喷射的压力宜控制在0.15～0.2MPa之间。

喷射混凝土时将喷嘴与受喷面间保持1.5～2.0m距离最佳；受喷面与喷射角度垂直，当受喷面被钢架或钢筋网遮挡时，可以将喷嘴稍加倾斜，但是角度不宜大于70°。

喷射混凝土终凝后3小时后方可进行爆破作业。

七、注意事项
1、隧道工程多位于偏远的山区，交通运输的条件比较差。

要根据地理环境、岩层情况等因素选择合理的位置作为工作面，隧道地表交通不便、植被茂盛，严格遵守施工过程专人盯控和监控量测工作，若发生异样，及时撤离人员，分析原因，采取切实有效的加固措施。

2、隧道工程的建设形状是一个扁平的圆洞，其施工过程中只存在进口和出口两个工作通道，施工过程中交通运输不便利，这些因素会影响隧道工程进度，要合理的的制度方案、选择合理的器械进行施工，
3、掌子面开挖作业时，要设置逃生管道，管道采用Φ800mm的承插钢管，设置起点为最新施作好的二衬端头处，距二衬端头距离不得大于5米，从衬砌工作面布置至距离开挖面20m以内的适当位置，管道沿着初期支护的一侧向掌子面铺设，管内预留工作绳，方便逃生、抢险、联络和传输各种物品，承插钢管纵向连接可采用链条等措施，防止坍塌时将钢管冲脱。

4、隧道工程施工现场环境差，其特点是随着隧道掘进深度度越深，施工条件随着恶化，施工现场增加设照明及人工通风系统，确保施工人员的生命以及健康的安全。

5、隧道工程实体只要建设完工就不易改正，所以建设初期的施工筹划阶段，
方案的编制需格外注意。

6、浅埋段需加强实施围岩监控量测，收集围岩变化数据，实时掌握围岩变化情况。

八、结束语
本文根据浅埋暗挖技术在聚兴隧道中的具体应用，对于浅埋暗挖法在隧道工程中的应用进行了简明扼要的阐述，希望可以对隧道施工提供些许建议，也希望可以为浅埋暗挖技术的改革和优化起到推进的作用。

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