公路隧道浅埋段的施工技术
2014-11-14郑伟
郑伟
摘 要：在公路隧道工程施工中，隧道浅埋段的施工除了是浅埋隧道的问题外，也是边坡的问题，由于覆盖层的厚度都比较小，会出现严重的风化，自稳能力也不好，容易受到雨水、荷载、爆破等因素的影响，导致洞口段出现边坡失稳、坍塌、变形的情况，影响了隧道的整体性和稳定性。基于此，本文对公路隧道浅埋段的施工技术进行探讨。
关键词：公路隧道 浅埋段 施工技术
1.工程介绍
某公路隧道工程施工地区地势起伏很大，南低北高，山坡被厚层残坡积土覆盖，岩石有比较发育的节理裂隙，岩体容易破碎，稳定性和强度都不高，地下水位线状流水，地下水比较大，在长期风化的影响下，从隧道通过的地段山体陡坡比较陡，沟谷比较发育，隧道地表被第四系残积层覆盖，下部基岩为风化程度不同的花岗岩，露出的基岩比较少，地表的植被发育，在开挖洞口的仰坡时有可能会产生土体崩塌的情况。隧道开挖完成后出现了侧壁失稳、围岩强度降低、上部地表出现了开裂、沉陷的情况，有可能出现冒顶，地质纵断面图如图1和图2所示。
2.工程的地形地貌
本区属亚热带气候，受东南季风影晌明显，且处于低纬度地区，太阳辐射强，冬短夏长，日照充足。多年平均气温21.2℃，多年平均降雨量1414.4mm，多年平均蒸发量1200mm。沿线地下水类型主要有潜水、上层滞水、承压水。地表水系为韩江水系，分别来自梅江、汀江及梅潭河等三大支流。
3.洞口浅埋段施工
本合同段隧道洞口段均为全～强风化的岩石，其稳定性较差，加之洞口段埋深较小，特别是杨公坑隧道出口，且洞顶有多户民宅，洞口段施工难度较大。研究决定，本工程隧道进出口浅埋段，均采用30m大管棚超前支护，选用Φ108×8mm热轧无缝钢管加工。
3 . 1大管棚设计参数
①钢管的设计规格：使用厚度为8mm，Φ108mm的热轧无缝钢管。②管距：外插角度为1°～3°，管之间的环向距离为50cm；③同一环管棚中接头的位置应相互错开不小于1m，管棚节长度为6m+6m+4m+4m+6m+4m或4m+4m+6m+6m+4m+6m。④在施工的过程中，将单号和双号作为施工的先后顺序进行钢花管的施工，施工后进行检查，如果在单号钢花管的位置出现了注浆不密实的情况时，在双号的钢花管中进行压实。
3 . 2设计管棚浆液的具体参数
①注浆的配合比及施工材料：水泥砂浆注浆液，水灰比为0.5～1；②注浆压力：0.5～1MPa；③浆液扩散半径：不小于0.5m；④大管棚的施工及相关的技术要求。
3 . 3施工前的准备工作
3.3.1制作导向墙
在施工过程中，钢管钻孔方向主要是通过导向墙进行控制的，而且导向墙还可以作为止浆墙。在制作时，设计厚度为65cm，4榀I18的钢拱架纵向间距为60cm、每榀间采用纵向连接筋连接；使用标号为C25的钢筋混凝土材料进行施工，根据设计的钻孔位置进行导向钢管的预埋，并将孔口预埋一定上抬上量。
3.3.2 制作钢管花
在制作钢管花时，根据设计的要求进行制作，为了便于送入将管头做成锥形，为了保证接头的质量，使用长度为15cm的丝扣进行连接，所有管棚的尾部都要焊接止浆板，以此来避免出现浆液倒流的情况，在制作止浆板时，要使用厚度为2cm的钢板进行制作，在钢板的中间主要钻一个带有螺纹的眼，以便在注浆的过程中进行使用。
3.3.3制作管棚
进行钻机的定位。首先要对隧道的设计轮廓进行放样，然后按照50cm的距离将管棚的位置标出，把钻机移动到指定的位置。
进行钻孔。在钻孔的过程中，按照1°～2°的设计角度，使用顶驱液动锤进行钻孔，将钻杆和套管同步钻入到设计的深度，要使钻具和套管同时跟进，达到护孔的目的，由于对钻孔的精度要求比较高，因此要求钻孔的位置要准确，为了防止出现比较大的变形和偏差，各个开孔的孔眼要和终孔的孔眼落在相同的界面上，为了避免送入管棚时被卡住，要保证钻孔具有相同的轴度。
3.3.4注浆施工
①在注浆时，要先进行无水孔的注浆，然后进行有水孔的注浆，在无水地段，可以使用供脚的顺序进行注浆，根据注浆孔水的大小确定注浆的速度，通常情况下，是按照由快到慢的顺序进行施工，施工完成后，关闭闸阀，将进浆管卸下，然后进行下一个循环。②注浆结束的参考标准。注浆的压力越来越大，在达到最终设计压力后，再持续进行10min左右的注浆。通常将进浆量控制在每分钟20～30min。③要对注浆管四周防水水泥的变化情况进行观察，避免增加压力的过程中将注浆管冲裂。④在注浆时，要对邻孔、孔口、覆盖层等位置进行检查，查看是否有串浆的情况出现，在出现串浆后，要使用间歇式注浆对串浆口进行封堵或者马上停止注浆。也可以使用块硬水泥、麻纱、锚固剂等进行封堵。
4.隧道导坑的开挖
考虑到此公路隧道的实际情况，如果使用侧壁导坑法和CRD法进行施工，人工施工时，施工空间小，很容易出现坍塌事故，出现坍塌后，人员无法顺利逃跑，施工缺乏安全性，工期也会受到影响，经研究决定，本工程采用短台阶导坑法进行施工，有效的控制沉降速率、开挖临空面和周边收敛等问题。
5？塌方的处理措施
5 . 1塌方的原因
在处理的过程中，此段位置出现塌方现象是因为连续降雨，土体出现软化，导致注浆效果降低，土体的抗剪强度也快速降低，在使用台阶法进行导坑开挖时，过渡段拱脚出现了悬空。
5 . 2塌方的处理方法
①立即进行临时拱脚的支护，对片石进行回填，避免临时钢架出现位移的情况，进行临时钢架的架设，片石回填好后进行砂袋的回填。②使用沙袋在塌方体重堆放，并使用砂袋堆码对塌方口进行封闭，使用泵送混凝土进行回填，预埋两排注浆小导管，等到混凝土达到一定的强度后，进行注浆。③在塌方处距离洞外10m范围的核心土汇总增加注浆小导管，从而提高围岩的稳定性和抗剪强度。④当监测数据显示塌方稳定后，对下导坑进行封闭，然后对临时钢支撑进行逐个替换。
本工程的公路隧道浅埋段施工完成后，取得了良好的施工效果，保证了工程的施工质量，值得在同类工程中推广运用。
参考文献：
[1]黄伦海.双洞八车道公路隧道施工方案研究[J].公路，2005，（09）：206-211.
[2]蒋树屏，黄伦海，胡学兵.超大断面公路隧道的设计与研究[J].地下空间与工程学报，2005，（01）：54-61.
[3]中交第一公路堪察设计研究院.龙头山隧道设计图[G].西安.2005.endprint
摘 要：在公路隧道工程施工中，隧道浅埋段的施工除了是浅埋隧道的问题外，也是边坡的问题，由于覆盖层的厚度都比较小，会出现严重的风化，自稳能力也不好，容易受到雨水、荷载、爆破等因素的影响，导致洞口段出现边坡失稳、坍塌、变形的情况，影响了隧道的整体性和稳定性。基于此，本文对公路隧道浅埋段的施工技术进行探讨。
关键词：公路隧道 浅埋段 施工技术
1.工程介绍
某公路隧道工程施工地区地势起伏很大，南低北高，山坡被厚层残坡积土覆盖，岩石有比较发育的节理裂隙，岩体容易破碎，稳定性和强度都不高，地下水位线状流水，地下水比较大，在长期风化的影响下，从隧道通过的地段山体陡坡比较陡，沟谷比较发育，隧道地表被第四系残积层覆盖，下部基岩为风化程度不同的花岗岩，露出的基岩比较少，地表的植被发育，在开挖洞口的仰坡时有可能会产生土体崩塌的情况。隧道开挖完成后出现了侧壁失稳、围岩强度降低、上部地表出现了开裂、沉陷的情况，有可能出现冒顶，地质纵断面图如图1和图2所示。
2.工程的地形地貌
本区属亚热带气候，受东南季风影晌明显，且处于低纬度地区，太阳辐射强，冬短夏长，日照充足。多年平均气温21.2℃，多年平均降雨量1414.4mm，多年平均蒸发量1200mm。沿线地下水类型主要有潜水、上层滞水、承压水。地表水系为韩江水系，分别来自梅江、汀江及梅潭河等三大支流。
3.洞口浅埋段施工
本合同段隧道洞口段均为全～强风化的岩石，其稳定性较差，加之洞口段埋深较小，特别是杨公坑隧道出口，且洞顶有多户民宅，洞口段施工难度较大。研究决定，本工程隧道进出口浅埋段，均采用30m大管棚超前支护，选用Φ108×8mm热轧无缝钢管加工。
3 . 1大管棚设计参数
①钢管的设计规格：使用厚度为8mm，Φ108mm的热轧无缝钢管。②管距：外插角度为1°～3°，管之间的环向距离为50cm；③同一环管棚中接头的位置应相互错开不小于1m，管棚节长度为6m+6m+4m+4m+6m+4m或4m+4m+6m+6m+4m+6m。④在施工的过程中，将单号和双号作为施工的先后顺序进行钢花管的施工，施工后进行检查，如果在单号钢花管的位置出现了注浆不密实的情况时，在双号的钢花管中进行压实。
3 . 2设计管棚浆液的具体参数
①注浆的配合比及施工材料：水泥砂浆注浆液，水灰比为0.5～1；②注浆压力：0.5～1MPa；③浆液扩散半径：不小于0.5m；④大管棚的施工及相关的技术要求。
3 . 3施工前的准备工作
3.3.1制作导向墙
在施工过程中，钢管钻孔方向主要是通过导向墙进行控制的，而且导向墙还可以作为止浆墙。在制作时，设计厚度为65cm，4榀I18的钢拱架纵向间距为60cm、每榀间采用纵向连接筋连接；使用标号为C25的钢筋混凝土材料进行施工，根据设计的钻孔位置进行导向钢管的预埋，并将孔口预埋一定上抬上量。
3.3.2 制作钢管花
在制作钢管花时，根据设计的要求进行制作，为了便于送入将管头做成锥形，为了保证接头的质量，使用长度为15cm的丝扣进行连接，所有管棚的尾部都要焊接止浆板，以此来避免出现浆液倒流的情况，在制作止浆板时，要使用厚度为2cm的钢板进行制作，在钢板的中间主要钻一个带有螺纹的眼，以便在注浆的过程中进行使用。
3.3.3制作管棚
进行钻机的定位。首先要对隧道的设计轮廓进行放样，然后按照50cm的距离将管棚的位置标出，把钻机移动到指定的位置。
进行钻孔。在钻孔的过程中，按照1°～2°的设计角度，使用顶驱液动锤进行钻孔，将钻杆和套管同步钻入到设计的深度，要使钻具和套管同时跟进，达到护孔的目的，由于对钻孔的精度要求比较高，因此要求钻孔的位置要准确，为了防止出现比较大的变形和偏差，各个开孔的孔眼要和终孔的孔眼落在相同的界面上，为了避免送入管棚时被卡住，要保证钻孔具有相同的轴度。
3.3.4注浆施工
①在注浆时，要先进行无水孔的注浆，然后进行有水孔的注浆，在无水地段，可以使用供脚的顺序进行注浆，根据注浆孔水的大小确定注浆的速度，通常情况下，是按照由快到慢的顺序进行施工，施工完成后，关闭闸阀，将进浆管卸下，然后进行下一个循环。②注浆结束的参考标准。注浆的压力越来越大，在达到最终设计压力后，再持续进行10min左右的注浆。通常将进浆量控制在每分钟20～30min。③要对注浆管四周防水水泥的变化情况进行观察，避免增加压力的过程中将注浆管冲裂。④在注浆时，要对邻孔、孔口、覆盖层等位置进行检查，查看是否有串浆的情况出现，在出现串浆后，要使用间歇式注浆对串浆口进行封堵或者马上停止注浆。也可以使用块硬水泥、麻纱、锚固剂等进行封堵。
4.隧道导坑的开挖
考虑到此公路隧道的实际情况，如果使用侧壁导坑法和CRD法进行施工，人工施工时，施工空间小，很容易出现坍塌事故，出现坍塌后，人员无法顺利逃跑，施工缺乏安全性，工期也会受到影响，经研究决定，本工程采用短台阶导坑法进行施工，有效的控制沉降速率、开挖临空面和周边收敛等问题。
5？塌方的处理措施
5 . 1塌方的原因
在处理的过程中，此段位置出现塌方现象是因为连续降雨，土体出现软化，导致注浆效果降低，土体的抗剪强度也快速降低，在使用台阶法进行导坑开挖时，过渡段拱脚出现了悬空。
5 . 2塌方的处理方法
①立即进行临时拱脚的支护，对片石进行回填，避免临时钢架出现位移的情况，进行临时钢架的架设，片石回填好后进行砂袋的回填。②使用沙袋在塌方体重堆放，并使用砂袋堆码对塌方口进行封闭，使用泵送混凝土进行回填，预埋两排注浆小导管，等到混凝土达到一定的强度后，进行注浆。③在塌方处距离洞外10m范围的核心土汇总增加注浆小导管，从而提高围岩的稳定性和抗剪强度。④当监测数据显示塌方稳定后，对下导坑进行封闭，然后对临时钢支撑进行逐个替换。
本工程的公路隧道浅埋段施工完成后，取得了良好的施工效果，保证了工程的施工质量，值得在同类工程中推广运用。
参考文献：
[1]黄伦海.双洞八车道公路隧道施工方案研究[J].公路，2005，（09）：206-211.
[2]蒋树屏，黄伦海，胡学兵.超大断面公路隧道的设计与研究[J].地下空间与工程学报，2005，（01）：54-61.
[3]中交第一公路堪察设计研究院.龙头山隧道设计图[G].西安.2005.endprint
摘 要：在公路隧道工程施工中，隧道浅埋段的施工除了是浅埋隧道的问题外，也是边坡的问题，由于覆盖层的厚度都比较小，会出现严重的风化，自稳能力也不好，容易受到雨水、荷载、爆破等因素的影响，导致洞口段出现边坡失稳、坍塌、变形的情况，影响了隧道的整体性和稳定性。基于此，本文对公路隧道浅埋段的施工技术进行探讨。
关键词：公路隧道 浅埋段 施工技术
1.工程介绍
某公路隧道工程施工地区地势起伏很大，南低北高，山坡被厚层残坡积土覆盖，岩石有比较发育的节理裂隙，岩体容易破碎，稳定性和强度都不高，地下水位线状流水，地下水比较大，在长期风化的影响下，从隧道通过的地段山体陡坡比较陡，沟谷比较发育，隧道地表被第四系残积层覆盖，下部基岩为风化程度不同的花岗岩，露出的基岩比较少，地表的植被发育，在开挖洞口的仰坡时有可能会产生土体崩塌的情况。隧道开挖完成后出现了侧壁失稳、围岩强度降低、上部地表出现了开裂、沉陷的情况，有可能出现冒顶，地质纵断面图如图1和图2所示。
2.工程的地形地貌
本区属亚热带气候，受东南季风影晌明显，且处于低纬度地区，太阳辐射强，冬短夏长，日照充足。多年平均气温21.2℃，多年平均降雨量1414.4mm，多年平均蒸发量1200mm。沿线地下水类型主要有潜水、上层滞水、承压水。地表水系为韩江水系，分别来自梅江、汀江及梅潭河等三大支流。
3.洞口浅埋段施工
本合同段隧道洞口段均为全～强风化的岩石，其稳定性较差，加之洞口段埋深较小，特别是杨公坑隧道出口，且洞顶有多户民宅，洞口段施工难度较大。研究决定，本工程隧道进出口浅埋段，均采用30m大管棚超前支护，选用Φ108×8mm热轧无缝钢管加工。
3 . 1大管棚设计参数
①钢管的设计规格：使用厚度为8mm，Φ108mm的热轧无缝钢管。②管距：外插角度为1°～3°，管之间的环向距离为50cm；③同一环管棚中接头的位置应相互错开不小于1m，管棚节长度为6m+6m+4m+4m+6m+4m或4m+4m+6m+6m+4m+6m。④在施工的过程中，将单号和双号作为施工的先后顺序进行钢花管的施工，施工后进行检查，如果在单号钢花管的位置出现了注浆不密实的情况时，在双号的钢花管中进行压实。
3 . 2设计管棚浆液的具体参数
①注浆的配合比及施工材料：水泥砂浆注浆液，水灰比为0.5～1；②注浆压力：0.5～1MPa；③浆液扩散半径：不小于0.5m；④大管棚的施工及相关的技术要求。
3 . 3施工前的准备工作
3.3.1制作导向墙
在施工过程中，钢管钻孔方向主要是通过导向墙进行控制的，而且导向墙还可以作为止浆墙。在制作时，设计厚度为65cm，4榀I18的钢拱架纵向间距为60cm、每榀间采用纵向连接筋连接；使用标号为C25的钢筋混凝土材料进行施工，根据设计的钻孔位置进行导向钢管的预埋，并将孔口预埋一定上抬上量。
3.3.2 制作钢管花
在制作钢管花时，根据设计的要求进行制作，为了便于送入将管头做成锥形，为了保证接头的质量，使用长度为15cm的丝扣进行连接，所有管棚的尾部都要焊接止浆板，以此来避免出现浆液倒流的情况，在制作止浆板时，要使用厚度为2cm的钢板进行制作，在钢板的中间主要钻一个带有螺纹的眼，以便在注浆的过程中进行使用。
3.3.3制作管棚
进行钻机的定位。首先要对隧道的设计轮廓进行放样，然后按照50cm的距离将管棚的位置标出，把钻机移动到指定的位置。
进行钻孔。在钻孔的过程中，按照1°～2°的设计角度，使用顶驱液动锤进行钻孔，将钻杆和套管同步钻入到设计的深度，要使钻具和套管同时跟进，达到护孔的目的，由于对钻孔的精度要求比较高，因此要求钻孔的位置要准确，为了防止出现比较大的变形和偏差，各个开孔的孔眼要和终孔的孔眼落在相同的界面上，为了避免送入管棚时被卡住，要保证钻孔具有相同的轴度。
3.3.4注浆施工
①在注浆时，要先进行无水孔的注浆，然后进行有水孔的注浆，在无水地段，可以使用供脚的顺序进行注浆，根据注浆孔水的大小确定注浆的速度，通常情况下，是按照由快到慢的顺序进行施工，施工完成后，关闭闸阀，将进浆管卸下，然后进行下一个循环。②注浆结束的参考标准。注浆的压力越来越大，在达到最终设计压力后，再持续进行10min左右的注浆。通常将进浆量控制在每分钟20～30min。③要对注浆管四周防水水泥的变化情况进行观察，避免增加压力的过程中将注浆管冲裂。④在注浆时，要对邻孔、孔口、覆盖层等位置进行检查，查看是否有串浆的情况出现，在出现串浆后，要使用间歇式注浆对串浆口进行封堵或者马上停止注浆。也可以使用块硬水泥、麻纱、锚固剂等进行封堵。
4.隧道导坑的开挖
考虑到此公路隧道的实际情况，如果使用侧壁导坑法和CRD法进行施工，人工施工时，施工空间小，很容易出现坍塌事故，出现坍塌后，人员无法顺利逃跑，施工缺乏安全性，工期也会受到影响，经研究决定，本工程采用短台阶导坑法进行施工，有效的控制沉降速率、开挖临空面和周边收敛等问题。
5？塌方的处理措施
5 . 1塌方的原因
在处理的过程中，此段位置出现塌方现象是因为连续降雨，土体出现软化，导致注浆效果降低，土体的抗剪强度也快速降低，在使用台阶法进行导坑开挖时，过渡段拱脚出现了悬空。
5 . 2塌方的处理方法
①立即进行临时拱脚的支护，对片石进行回填，避免临时钢架出现位移的情况，进行临时钢架的架设，片石回填好后进行砂袋的回填。②使用沙袋在塌方体重堆放，并使用砂袋堆码对塌方口进行封闭，使用泵送混凝土进行回填，预埋两排注浆小导管，等到混凝土达到一定的强度后，进行注浆。③在塌方处距离洞外10m范围的核心土汇总增加注浆小导管，从而提高围岩的稳定性和抗剪强度。④当监测数据显示塌方稳定后，对下导坑进行封闭，然后对临时钢支撑进行逐个替换。
本工程的公路隧道浅埋段施工完成后，取得了良好的施工效果，保证了工程的施工质量，值得在同类工程中推广运用。
参考文献：
[1]黄伦海.双洞八车道公路隧道施工方案研究[J].公路，2005，（09）：206-211.
[2]蒋树屏，黄伦海，胡学兵.超大断面公路隧道的设计与研究[J].地下空间与工程学报，2005，（01）：54-61.
[3]中交第一公路堪察设计研究院.龙头山隧道设计图[G].西安.2005.endprint
