偏压隧道的施工方法

赵明亮ZHAO Ming-liang

（中铁十二局集团第四工程有限公司，西安 710021）

（The 4th Engineering Co.，Ltd.of China Railway 12th Bureau Group，Xi'an 710021，China）

0 引言

随着科学技术与经济的发展，对隧道施工工程提出了更高的要求。目前，国内在隧道工程施工过程中，普遍采用矿山法、新奥法；在岩土隧道施工中，主要采用钻爆法掘进，以及掘进机施工，对于城市地下等浅埋隧道，在施工过程中，采用明挖或盖挖法进行施工，同时使用地下连续墙，暗挖时采用盾构法和浅埋暗挖法等较高技术含量的施工法。浅埋偏压铁路隧道在隧道施工中是难度较大的一种隧道。

1 工程概况

白塔寺隧道位于重庆市万盛区境内，穿越一脊状山梁，进口里程D1K24+690，出口里程为D1K27+547，中心里程D1K26+118.5，全长2857m，最大埋深206m。本部负责施工白塔寺隧道出口段，里程为D1K26+160 至D1K27+547。其中包括车站大断面Ⅴ级围岩152m，Ⅳ级围岩75m，Ⅲ级围岩320m，明洞5m，共552m；单线小断面Ⅴ级围岩30m，Ⅳ级围岩400m，Ⅲ级围岩405m，共835m。

隧道出口端浅埋段穿越突出山脊，属于地形偏压，出口覆盖2～6m 碎石层，下伏基岩为三叠系中统雷口坡组中厚层状泥灰岩夹页岩，岩层倾角50～60°，岩层走向与线路走向一致。D1K27+390～D1K27+542 段属于浅埋、地形严重偏压地段。

2 隧道偏压原因及判断方法

2.1 隧道偏压的起因 对于偏压隧道，通常情况下，受各种原因的影响和制约，进而在一定程度上导致围岩压力出现不均匀性，从而使隧道支护受偏压荷载的作用。主要原因包括：

2.1.1 施工原因 在施工过程中，因施工方法选择不当，进而在一定程度上导致开挖断面发生局部的坍塌，从而影响围岩压力的稳定性，使得应力过于集中，进一步造成隧道偏压。如果对其进行正确的处理，正常施工一般不会受到影响。

2.1.2 地质原因 围岩形状发生倾斜，节理发育，其间存在软弱结构面，以及滑动面等，在一定程度上弱化了自稳能力，在施工过程中一旦受到扰动，将会导致岩体沿着层理面发生滑动。

2.1.3 地形原因 隧道依傍山体，地面明显倾斜，进一步增加了侧压力，并且隧道埋深比较浅。

2.2 判断偏压隧道 在判别隧道偏压方面，由地形引起的偏压围岩类别、地面坡度以及覆盖层厚度是3 个重要的因素。当隧道外侧拱肩至地表面的垂直距离t 值等于或小于规范规定数值时，应视为偏压隧道。

3 施工方法及顺序

3.1 上半部分的断面施工 埋深大于3m 段，设置108mm×6mm 的大管棚。管棚长度为40m，角度控制为2°，环向间距为40cm。与一般隧道设计的大管棚相比，由于40m 大管棚比较长，在施作大管棚前，首先设置导向管。采用长为2m、φ140mm 的钢管对导向管进行处理，通过全站仪进行精确定位，在钢护拱上焊牢。导向管的间距控制在40cm，仰角为2°。然后进行超前预注浆，浆液采用1:1 水泥砂浆，水泥采用P.O42.5 普通硅酸盐水泥。

3.2 开挖及加固边坡 在开挖严重偏压、浅埋隧道的过程中，容易扰动围岩，进而在一定程度上直接威胁到施工的安全性。在开挖的过程中，尽量减少开挖的规模，并及时做好加固、防护工作，进一步降低围岩扰动造成的自重应力和施工时引起的偏压影响。开挖后，在坡面上需要立即施作φ25 中空注浆锚杆，锚杆长度为4m，间距为1.0m，并按照梅花形进行布置，增强开挖山体边坡的稳定性。打入新鲜岩体的锚杆应不小于3m，同时需要挂设20cm×20cm、φ6 钢筋网，并喷射C25 混凝土进行防护处理。

3.3 加固围岩及反压回填 在施工过程中，针对隧道存在的严重偏压、浅埋特点，通过反压回填的方式对偏压侧地质较软的位置进行相应的处理，同时用打夯机进行分层夯实，并对空洞进行填充处理。地表经过夯实处理后，需要进行深孔预注浆，注浆孔间距控制在3m，并按梅花形进行布置，通过地质钻进行成孔，孔径为φ90mm。采用75mm×5mm 塑料管进行注浆，在注浆深度方面不超过半断面的开挖线，宽度超过隧道开挖轮廓线3-4m。

3.4 隧道下半部分断面施工 完成上半断面施工后，采用拉中槽、跳马口开挖的方案对下半断面进行开挖处理。如果采用弱爆破或者下爆破，需要采用挖掘机同时配合人工进行修整成形。在开挖过程中，需要对循环进尺进行严格的控制。开挖成形后，立即用C25 混凝土对开挖面初喷4cm，架设钢拱架，打锚杆、并对混凝土进行多次复喷，复喷厚度达到25cm，开花超过30m 即开始仰拱旋工，使支护结构闭合成环。

3.5 支护施工 在施工过程中，通过联合锚杆、网喷、钢拱架等，采用φ25 中空锚杆注浆支护对围岩进行加固。锚扦长度控制在4.0m，间距控制在1.0m×0.6m，在钢拱架上，焊牢拱墙处锚杆的尾端。拱架采用I20a 工宇钢进行现场加工，间距控制在60cm，用中φ20mm 钢筋沿环向按间距1.0m 进行联合构成整体。架设过程中，需要将10cm×20cm×32cm 的C20 混凝土垫块铺设在钢拱底部，进而在一定程度上防止钢拱架出现下沉，同时将两排φ20 锁脚锚杆设置在钢拱架的两恻，其长度为4m。C25 混凝土的喷射厚度控制在25cm，确保喷射混凝土的密实性。

3.6 仰拱施工 在开挖作业后，进行仰拱施工，对于仰拱部分的围岩，如果采用弱爆破，在这种情况下需要借助挖掘机，同时配合人工进行修整。

3.7 衬砌施工 在对隧道进行施工的过程中，对于严重偏压、浅埋隧道来说，其围岩特点表现为：内应力高、变形量大等，在衬砌施工时间方面有着严格的要求。如果衬砌施工时间过早，容易破坏衬砌结构；如果衬砌施工时间过晚，可能导致结构失稳。

3.8 监控测量 在隧道施工过程中，通过监控测量工作，可以进一步了解围岩的变形情况，以及山体的位移情况，进而在一定程度上分析围岩变形，进而对最终的变形量、初砌施作最佳时间进行确定。

3.9 施工管理 在施工过程中，需要做好工序间的衔接工作。完成开挖后，需要及时处理欠挖、危石等，同时架设钢拱架、挂网等，进而在一定程度上避免变形过大，造成隧道发生坍塌。

4 结束语

在施工过程中，对浅埋、偏压隧道进行施工，施工前，需要全面分析偏压产生的原因，以及严重程度等，同时对各种影响因素进行综合考虑，确保制定的施工方案具有一定的可行性，同时确保施工的安全性。选择的开挖方法要科学、合理，按照“超前支护、弱爆破、短进尺、勤量测、强支护”的原则进行开挖。准备齐全各种施工用材料、设备等，快速、及时地进行初期支护。在施工过程中，有效分析围岩变形量测数据,进而对支护参数进行及时的修改，同时采取恰当的支护措施。

[1]马烨.偏压隧道半明半暗进洞施工技术[J].建筑工程,2010（05）.

[2]杨帆.隧道浅埋段地表回填注浆及开挖支护施工技术[J].铁道标准设计,2007(5).

[3]黄波.巴洒老寨3 号偏压隧道施工及病害处治技术[J].山西建筑,2009(28).