浅埋偏压软弱围岩隧道施工技术研究

2015-02-21康飞

黑龙江交通科技 2015年11期

关键词：偏压围岩注浆

康飞

(贵州路桥集团有限公司)

浅埋偏压软弱围岩隧道施工技术研究

康飞

(贵州路桥集团有限公司)

主要对浅埋偏压软弱围岩隧道施工技术进行分析，了解工程概况，明确施工过程和注意事项，然后详细论述了软弱围岩隧道施工的技术，其主要内容有：套拱、超前支护与初期支护、围岩测量与开挖、防排水施工。相关人员通过这些内容，更好的进行施工工作，提高施工效率，保证其安全性。

浅埋偏压；软弱围岩；隧道施工

1 工程概况

小水沟隧道地处贵州中北部黔北山地高原，属务川县涪洋镇所辖。隧道贯穿脊状山体，总体地势北高，南低，进、出口位于斜坡地带。隧道区附近海拔675.4～1 136.6 m，相对高差461.2 m；隧道通过段地面高程在710.0～1 047.8 m之间，相对高差337.8 m，隧道进出口基岩大部裸露，洞身段基岩裸露。地貌类型属构造侵蚀、溶蚀型低中山地貌。隧道进出口距公路近，交通方便。

2 施工过程及注意事项

2.1 施工过程

隧道中的软弱围岩的稳定性较差，在其开挖后会在一定程度上出现坍塌和掉块的现象，所在相关人员应采用合理的施工技术和防护措施，加强施工过程中的管理，避免产生安全风险。该隧道的地质条件较好，隧道穿越地基的承载力较高，在进行超前小导管注浆后，增强了围岩的稳定性。施工人员可以在施工开挖一定时间后，进行初喷和初期支护，完成这些内容之后降低隧道的变形几率。

该隧道的自稳能力较差，且埋深较浅，要及时采取有效的施工措施，例如小导管或是洞身管棚注浆的方式，但是这种注浆效果并不明显，所以无法保证隧道的安全施工，其管棚布置图如图1所示。相关人员采用三台阶法无法保障施工的安全性，可以采用六步CD法进行施工，其支护作用比较好，可以降低隧道发的变形量。通过对三台阶临时一仰拱法和六步CD法的比较，在浅埋偏压软弱围岩中都能得到较好的应用，相关人员要根据围岩的不同情况，例如埋深、自稳能力，选取合适的施工方法，对围岩进行良好的控制，保证施工可以顺利进行。

图1 隧道管棚布置图

2.2 施土过程注意事项

在软弱围岩隧道施工中，无论选用那种支护方式都要进行超前支护，锁脚小导管和临时支护，这是保证施工安全的前提条件。在超前支护中，隧道的上部，主要能够起到较好防护效果。在应用锁脚锚杆中，其主要作用是为隧道开挖提供必要的防护条件。临时支护的主要作用是控制初期支护变形，防止出现回头塌，增加隧道的支撑能力。在隧道开挖的下半段段，要应用U型钢筋焊接钢架和钢管，通过小导管进行有效的加固，从而保证设计的长度。如果围岩没有达到一定标准，还可以增加锁脚锚杆的数量，确保中下部隧道的开挖安全。

施工人员应对步距、初期支护和成环时间进行良好的控制，防治隧道出现变化。在隧道的上部，要明确其结构，然后使用钢架并确定其间的距离，开挖后做好初期支护和锁脚锚杆施工。在施工中，要定期观测隧道的沉降情况，然后分析隧道观测结果。完成仰拱的施工之后，降低了初期支护的速度，使其逐渐保持稳定。

3 浅埋偏压软弱围岩的施工技术分析

3.1 施工工艺流程

在具体施工中，浅埋偏压软弱围岩的承载能力较差，稳定性不高。相关人员应在施工中，注意施工的主要流程，对其进行有效控制，防止其出现塌方。这种围岩的这种特点，增加了施工的难度，所以相关人员采取有效的措施，增加施工的效果，从准备工作开始，一次进行上体外侧的回填贫硅、超前支护、环向开挖、初期支护、安装型钢钢架、锚喷支护、开挖核心土、监控量侧及加强支护与衬砌。

3.2 具体的施工技术

(1)套拱

在小水沟隧道施工中，要根据合理的原则，采取正确的实施方法。首先施工人员应在洞外挖出一条与明洞相似的暗洞，然后逐步向隧道内部进行推进，最后完全融入到山体之中。在本次施工中，选取的是16工字钢，作为内膜支护的条件，然后使用C25钢筋混凝土浇筑8 cm厚，在这个过程中，要将工字钢一同浇筑在混凝土内。在进行浇筑前，要预埋Φ150 mm的钢管，然后对套管的具体位置进行定位，确保施工两侧能够回填一些混凝土，其混凝土的量要应实现套拱外拱顶的标高，最后进行回填操作。通过这种方式，不会导致洞口边仰坡出现破坏，还能够保证回填与套拱形成一个整体，对结构产生支护效果，保证洞口段与边仰坡施工的安全性。

(2)超前支护与初期支护

在软弱围岩隧道施工中，施工人员必须进行超前支护。施工主要采用的是Φ108mm的热轧无缝钢管，在隧道施工中，要保证到导管棚水泥单桨液。施工的导管长度为20 m，节长也要得到控制。施工人员要对导管的节点之间进行焊接，使用V型的对焊形式，保证注浆的最终压力为2 MPa。针对洞身施工，要应用Φ42 mm的热轧无缝钢管短管棚注水泥水玻璃双浆液，要保证环向的40 cm，将注浆压力控制在0.8 MPa。

在通常情况的初期支护中，要采用常规锚喷支护，通过这种方法，提高隧道的稳定性。施工人员要将钢架之间的距离控制在50 cm左右，然后使钢筋环向连接。钢筋之间的距离一般在1 m之内，进行梅花型布置。如果施工隧道的格局导致是水泥或是玻璃双桨液出现变形，那么要在围岩相对较弱的区域，改变注水方式，例如在靠近山体的部分，处理更换导管，还要将注浆压力控制在0.5～0. 8 MPa，导管的长度为150 cm，从而达到较好的支护效果。

(3)围岩测量与开挖

在软弱围岩施工中，要围岩测量，这是软弱围岩的重点工作。相关人员应及时掌握围岩的动态，对软弱围岩的稳定性进行客观评价。施工单位通过有效施工之后，要计算施工的实际支护形式、支护参数，保证施工的应力能够均匀分布，受力状态可以到达平衡。经过测量和支护后，要进行开完，相关人员应注意在开挖前，要保证注浆强度为85%。软弱围岩属于浅埋偏压形式，所以应在每次循环之后，对其采用的土开挖方式进行研究。施工人员要沿着隧道的轮廓线进行挖掘，然后在开挖过程中控制循环进尺的尺寸，确保锚喷支护这种开挖形式满足规定要求后，才能进行核心挖掘。在这个过程中，要使用挖掘机进行挖掘，针对局部比较坚硬的岩石，应进行爆破，然后在使用挖掘机进行挖掘，最后要合理利用风镐并控制人工进行挖掘。

(4)防排水施工

在施工过程中，应保障隧道施工的整体稳定性，合理利用“防、截、排、堵”的方式进行隧道结构的防排水施工。在处理过程中，要遵守因地制宜和综合治理的原则，促使施工的有效实施。裂隙水的情况较好，一些隧道施工对水文环境有非常严格的要求，采取“以堵为主，限量排放”的基本原则，通过这种方式，防治对隧道施工造成损害，最后达到防水的效果，提供施工的经济性。在洞外进行防排水施工，与内部有一定差异。例如应在隧道进出洞口的顶仰坡开挖线之外的位置进行设置，通过这种形式促进地表水的排出。相关人员还可以在隧道进口段设置保温暗管，排出洞内侧沟水流。在洞内防排水施工中，要在洞内两侧设置双层盖板，然后保证水沟温度，选取加聚氨酷泡沫保温材料，确保防排水施工的有效性。