公路浅埋偏压隧道的常用施工方法探究

公路浅埋偏压隧道的常用施工方法探究

发表时间：2015-12-15T11:21:50.750Z 来源：《基层建设》2015年16期供稿作者：赵光华[导读] 浙江省义乌市针对浅埋偏压隧道洞口段的施工方法举措比较丰富，比较常见的施工方法举措有砂浆锚杆表层打设法、表层压浆法、平衡压力法等。赵光华

身份证号码：330125************ 浙江省义乌市 322000 摘要：在公路隧道施工中，浅埋偏压隧道因其施工难度较大，其施工方法的选择作为施工控制的关键。本文首先简要介绍公路浅埋隧道的定义，随后结合笔者多年参与公路浅埋偏压隧道工程经验阐述常用施工方法举措，期望为今后公路浅埋隧道的施工常用施工方法的选择提供参考。

关键词：公路；浅埋偏压隧道；常用施工方法；探究

1 概述

浅埋偏压隧道是指既具有浅埋特征又同时具有偏压情况的隧道，具体指开挖过后，隧道将承受全部上层覆土层所产生的全部土压力，同时因实际地形不对称或岩层岩性不同致使隧道结构体自身所受到两侧荷载不平衡的隧道；根据隧道段落埋深与隧道自身直径的的比值小于2.5的，判定属于浅埋段，反之，属于深埋段；偏压隧道的压力根据隧道设计规范中的具体计算公式并结合隧道的实际埋深、具体尺寸及周边围岩具体级别等来判定，同时在隧道施工过程中，因采用的施工方法及顺序不一也会造成偏压情况出现。在公路隧道施工过程中，浅埋偏压隧道地段大都位于进、出洞口段因地形及覆土深度等形成浅埋偏压情况；在隧道进洞后的洞身段施工过程中，很少遇到浅埋和偏压情况，如遇到两者叠加属于地质地层属性影响造成的隧道两侧受力不均的情况。在《公路隧道设计规范》（JTG D70-2004）及《公路隧道设计细则》（JTG D70-2010）中就浅埋偏压隧道的规定均通过具体数据予以明确。

对于浅埋偏压隧道，覆盖层松散、软弱的围岩条件以及地质岩性地层的偏压造成隧道出现超过设计规定的变形、甚至出现坍塌情况的关键因素。在隧道设计阶段，针对处于浅埋段且受到严重偏压的情况，应进行专门设计防止隧道成型结构物受到影响而出现失稳事故。在施工阶段，针对浅埋偏压段的施工严格按照设计要求并结合现场实际采取可行有效的措施进行施工，防止出现质量问题及安全事故。

2 常用施工方法举措

浅埋偏压隧道属于公路不良地质隧道开挖施工中较为复杂的浅埋段及偏压段等不良地质地段的组合，同时一般还伴有岩石破碎、属于软弱岩层、含水量大等其他不良地质条件，给施工过程带来较大的难度。因此，针对浅埋偏压隧道洞口及洞身施工分别选择合适的施工方法是确保浅埋偏压隧道段施工质量及安全的前提条件。

2.1 洞口段常用施工方法举措

针对浅埋偏压隧道洞口段的施工方法举措比较丰富，比较常见的施工方法举措有砂浆锚杆表层打设法、表层压浆法、平衡压力法等。具体施工方法举措及适用范围如下。一是砂浆锚杆表层打设法举措，就是根据现场情况按设计以一定间距和深度打设锚杆孔，经检查合格后再插入锚杆在及时填入设计强度的水泥砂浆予以锚固加固土体；表层打设加固范围通过具体计算确定，主要适应于洞口浅埋开挖段中洞口顶土体处于斜坡体的地段。二是表层压浆法举措，按梅花型或方形布置打设压浆孔道，根据设计及现场实际情况确定压浆处理范围及孔道深度，插设压浆管道，拌和制作合格压浆浆液，通常采用纯水泥拌制，特殊情况可增加水玻璃等其他速凝材料进行拌制，并按设计及现行相关规范要求进行压浆作业，压浆完毕后及时对压浆通道顶部进行加强连接使之形成整体受力；主要适应用浅埋偏压隧道洞口附近地表岩层破碎、空隙大且极易出现整体塌方的地段。三是平衡压力法举措，针对浅埋偏压段，侧重于偏压的处治，即通过在临空面处设置反挡混凝土、钢筋混凝土以及预应力钢筋混凝土构筑物、对产生偏压的源头即高的山体土石方进行消减反压在临空面侧的双重平衡措施予以处理；一般先进行偏压临空侧的反挡工程的施工，即根据岩体情况选择相应工法，在岩体完整性较好的情况下，通过按一定间距设置抗滑桩或锚索抗滑桩或为加快施工进度采用型钢桩、钢管桩等抗滑设；在岩体比较差甚至是土体的情况下，建议采用预应力锚索与板及格构配合使用，或者在石料丰富地区直接采取挡墙加固举措予以处理；在采用平衡压力法的开始，及时对原状山体软弱部分进行夯实平整，根据山体实际地形开挖环形排水沟和截水沟，保证排水通畅；平衡压力法主要适用于浅埋偏压段洞口段各种地质情况。

2.2 洞身段常用施工方法举措

对于浅埋偏压隧道洞身段的施工方法举措主要有超前强（超强）支护方法、分部分块开挖方法、初期强（超强）支护方法、二衬衬砌早强（提高）强度方法等，减少或消除浅埋偏压隧道所受到的超设计及规范的偏压力。具体如下。一是超前强支护甚至超强支护的施工方法举措，在浅埋偏压段隧道洞身为开挖前，在待开挖作业面的上部设计指定范围内，采用专用机械设备进行孔道的打设钻机施工，根据设计及实际地质情况，决定孔道加密数量及插设的关键性加固材料如加强型锚杆、大钢管、加强小导管等强度高的钢管，并根据情况进行压浆作业，并及时对管间采取措施进行连接，确保整体受力效果；主要适用于具有显著的浅埋偏压且岩体软弱破碎地段。二是分部分块开挖方法举措，主要采取新奥法里的适用于软弱浅埋偏压型隧道岩层的开挖作业，具体有分两级或三级台阶进行分部分块开挖、环向留取核心土体进行分部分块开挖、中（交叉中）隔壁（C（R）D）法进行分部分块开挖、单（双）侧壁导坑开挖几大类；其中，两级或三级类多台阶开挖方法一般分上、下或上、中、下台阶，台阶间长度根据设计及现场地层地质情况以及施工作业实际划分，同时根据地质情况配合好超前强支护措施。主要适用于浅埋偏压段较好地层和较好地质地段；环向留取核心土开挖方法一般将开挖划分为三大区域，即环向上拱形部位、底部以及中间预留核心土部位，通过先进行环向上拱形部位的开挖及支护，在进行留取核心土部位开挖，最后再进行底部开挖的主要顺序进行开挖作业，主要适用于处于软弱岩层地质中的浅埋偏压地段的隧道开挖施工；中隔壁（CD）法主要以多级台阶开挖为基础将隧道开挖再从大致中间进行竖向划分，按设计及现行规范规定的既定程序进行有序开挖，且需及时设置临时中隔壁构造物，主要适用于存在不稳定岩层以及地层较差的浅埋偏压隧道段的开挖施工；而交叉中隔壁（CRD）法主要也是以多级台阶开挖为基础将隧道开挖再从大致中间进行竖向的划分，与CD法不同的是，无论开挖划分的跨度大小还是台阶间距都设置较短，以确保施工安全，再按设计及现行规范规定的既定程序进行有序开挖，且需及时设置临时中隔壁构造物，主要适用于存在极不稳定岩层以及地层极差的浅埋偏压隧道段的开挖施工。三是初期强支护甚至采取超前支护的方法举措，即通过设置加强型锚杆或锚喷结合方式甚至采取钢拱架、钢格栅等具有超前支撑能力的钢结构来快速封闭掌子面，确保围岩变形可控及施工安全。四是二次衬砌采用早强型混凝土或者采取高一等级强度的混凝土，让二衬衬砌尽可能早的发挥作用。