以四方岭隧道为例分析浅埋隧道施工工艺方法

以四方岭隧道为例分析浅埋隧道施工工艺方法

【摘要】浅埋隧道是隧道建设过程中比较常见的一种隧道类型，由于这种隧道类型尤其自身的独特性，因此在施工过程中必须要处理好其施工工艺，如此才能够更好满足隧道建设的要求。为了深入探讨浅埋隧道施工工艺方法的特点，本研究以四方岭隧道为例，详细分析了浅埋隧道施工工艺方法的特点、原则以及要求。【关键词】四方岭隧道;浅埋隧道;施工工艺

1.前言

隧道工程属于国家基础工程项目建设过程中一个非常关键的组成部分，该工程类型是否能够建设得当，直接关系到整个工程建设项目的质量问题。由于在进行道路工程建设过程中，非常容易受到自然生态环境和建筑构造物的影响，加上为了人类可持续发展的要求，工程建设过程中大多均以最大限度减少资源占用为原则，在这个过程中，浅埋隧道也就逐渐被挖掘。而由于浅埋施工是在这种背景下产生，因此也决定了其对整个工程建设的重要性。现就以四方岭隧道为例，探讨浅埋施工工艺方法。

2.工程概况

四方岭隧道（湘桂线永州至柳州段XG－6标段）全场684m，进口里程和出口里程分别为DK430+611和DK431＋300。整个隧道的下坡段比较少，仅占全隧道的5.2%。整个隧道除了出口段位于R－4500m左偏曲线上之外，其余段均处在直线上，比较便于施工。隧道围岩主要有Ⅴ级和Ⅳ级两个级别，其中Ⅴ级长度较长，为524m（占76.1％），Ⅴ级长度相对比较短，为165m（占23.9%）。隧道为双线隧道结构，设计时速为200km/h。

四方岭隧道地处低山丘陵剥蚀地貌，进口处地表覆盖土层厚度较小，可见基岩露出。出口处覆盖土层厚度较大，未见基岩露出。地表植被以松树为主，缓坡土层含水量较少，交通非常不便。该隧道位于亚热带季风型气候区，典型的冬寒夏热，炎热多雨。由于雨季来得比较早，且降水时间比较长，降水量也比较丰富，因此在进行隧道进洞段施工时常常会受到恶劣天气的影响，而隧洞内其他施工未受到影响。

由于该隧道处在亚热带季风气候区，降水量比较多，因此该隧道的地下水富

水性比较好。隧道的地下水埋深比较浅，在隧道开挖过程中容易受到地下水影响。

2－-Na+·Ca2+型水，但是对地下水质进行分析后显示，该隧道地下水为HCO3-·SO

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不具备腐蚀性，不会腐蚀混凝土。

3.浅埋隧道施工工艺简介

3.1特殊性与施工原则

（1）特殊性。浅埋隧道施工的特殊性主要体现在以下几点：一，受外部环境影响大。如非常容易受到地下水、地面荷载等影响。二，覆盖层厚度＜2倍毛洞跨径。三，以洞口段为主要分部段。施工时所有浅埋隧道洞口必须给予浅埋施工方法施工。四，浅埋隧道围岩地质条件比其他类型隧道围岩地质条件要复杂，非常容易出现地面沉陷和围岩坍塌现象。

（2）施工原则。浅埋隧道施工原则总结起来主要有以下几点：一，超前支护施工原则。具体指的是在工程未开挖前对开始进行超前的支护施工来确保隧道安全。常见的超前支护方式主要为超前注浆（大管棚和小导管）和超前锚杆两种。二，爆破力度小原则。浅埋隧道的爆破强度需要控制主要是因为其围岩地质条件不是很理想所致。根本目的就是为了预防大震动导致围岩坍塌。所以，在爆破时必须要坚持能人工则不要机械，能机械则必须要坚持“少装药多打孔”原则。三，进尺短原则。指的是钻孔时进尺深度移动要控制在0.5m至1.5m之间。目的是为了预防进尺过深影响到围岩稳定[1]。四，支护强原则。支护设置是确保围岩安全的一个重要措施，对于后期整个施工项目影响非常大。所以，在围岩开挖后就需要立即进行支护施工，且支护选择的锚杆强度必须要足够强，具有极强的支撑能力。五，封闭快原则。也就是在围岩上下部支护操作均完成后需要立即闭合开挖面，使围岩在开挖后较快受到约束。六，测量勤原则。地质情况和支护状况测量是浅埋隧道施工过程中一项不可缺少的组成部分。勤加测量支护状况，如锚杆的抗拔力测量等，能够比较准确的掌握支护的作用情况，及时了解和处理存在的一些潜在风险，保障隧道稳定。

3.2施工过程

（1）施工前准备。准备工作包括：制定施工方案；对浅埋隧道地表情况进行仔细检测，测量出具体的地质地形以及这种地质情况有可能对浅埋段施工产生的影响；按照规范要求进行超前支护施工；支护施工时需要准备好注浆泵、早强

砂浆以及钻机等设备。

（2）洞身开挖。目前，浅埋隧道洞身开挖时多使用导坑法、台阶法以及台阶分部法三种方法进行开挖施工。其中导坑法比较适用于洞口浅埋段地质条件很差的浅埋隧道工程。采用这种开挖方式时一般需要挖到洞内比较稳定的地段后才能够开始进行支护施工，加强支护施工完成后才开始逐渐向洞内和两侧扩挖，且需要边开挖边进行支护加强施工（钢架支撑）；台阶法比较适用于围岩条件比较强的浅埋地段。这种开挖方式步骤为从上至下开挖，也就是先进行上台阶开挖和进行加强支护施工，然后才开始进行下台阶和中央部分的开挖和加强支护施工。由于需要保证隧洞的稳定性，必须要严格控制台阶的长度，即微台阶应控制在3m至5m之间，短台阶应该控制在5m至10m之间；台阶分部开挖法比较适用于常见的土质围岩，其开挖步骤为上台阶开挖、核心土开挖、下台阶开挖、仰拱开挖。为了开挖时保证隧洞稳定，仰拱部开挖时一般是左右边相互交替进行半幅开挖的方式，且下部开挖可以使用预留核心土开挖方式。

4.四方岭隧道的具体施工方法

4.1施工前准备

准备了施工需要使用的各种机械设备，具体包括开挖机械（YT28风动凿岩机、SY230C8B挖掘机）、转运设备（ZLC50B侧卸装载机、红岩CQ30290自卸汽车）、喷锚支护机械（HS-900砼湿式喷射机、MQT-85锚杆钻机）、注浆机械（YGL-100A 管棚钻机、DW250/50注浆泵、3NS砂浆泵）以及排水供水设备等多种常规设备；做好施工组织整理和职责落实，如整个项目工程最高负责人为项目经理，为了使项目更好管理，提高效率，还在项目经理下设项目副经理、项目总工程师以及项目安全监理三个职位，一同管理整个施工工程；设计洞口施工方案（包括洞口边、仰坡开挖防护，洞口排水、进洞施工以及洞门修筑等步骤设计）和洞身施工方案（以浅埋段施工为重点，把握防水衬砌焦点）[2]。

4.2施工过程

（1）洞口边开挖。洞口边和边仰坡开挖前先进行天沟截水处理，然后进行边仰坡防护加固施工，开挖时应该从上往下开挖。出口端和进口端边仰坡的临时防护方式分别为锚喷网防护和喷混凝土防护。两个端口的长久防护方式选择骨架护坡方式。