有关偏压隧道施工及病害处治技术的分析

王星

(四川公路桥梁建设集团有限公司公路隧道分公司, 四川省 双流县 610200)

有关偏压隧道施工及病害处治技术的分析

王星

(四川公路桥梁建设集团有限公司公路隧道分公司, 四川省 双流县 610200)

本文主要探讨了以下几个方面的问题：第一，偏压隧道的工程特性，对偏压隧道的定义与影响因素进行了分析；第二，偏压隧道的施工技术，如超前支护、深孔注浆、隧道开挖等施工技术进行了详细的探讨；第三，对现有的隧道施工病害防治技术进行了研究，总结了几种常见的病害处理技术。

偏压隧道施工 工程特性 施工技术 病害处治技术

随着我国交通运输业的发展，我国的公路建设项目越来越多，公路建设的技术含量也逐步提高。隧道施工作为公路建设中的一项重要内容，是公路整体施工中的关键一环，也是提高公路建设质量的重要方面。偏压隧道施工是隧道施工中的关键技术内容，加强偏压隧道施工技术的研究具有重要意义，如何防治隧道施工中的病害也是一项至关重要的课题，希望本文的研究能够给相关技术人员以参考和借鉴。

一、偏压隧道的工程特性

在公路隧道的施工中，如果隧道结构对称的两部分存在着荷载不同的问题，并且隧道结构的内力不对称，呈现出偏压现象，就可以称之为偏压隧道。现阶段，偏压隧道越来越常见，特别是在围岩级别高的地方，由于围岩自身的强度系数较小，开挖的过程中隧道结构会承担过重的荷载，因为种种因素导致的荷载不对称问题都将施加到隧道支护结构中，造成偏压问题。根据普氏等相关理论，当隧道开挖完成之后，在隧道上方将形成一种天然的平衡拱。平衡拱的形成与隧道埋深有很大的关系，如果平衡拱的埋深较小，则无法形成平衡拱。此外，隧道荷载的大小在一定程度上取决于施工当地的地形条件，如果在软岩偏多的地方进行隧道施工，并且隧道的处于浅埋的状态或施工现场存在地形横坡，也容易形成天然拱，在此情况下开挖的隧道属于偏压隧道。

偏压隧道的形成过程较为复杂，影响隧道偏压的因素也较多，概括起来主要包括以下几个方面：第一：地形条件；第二，地质条件；第三：工程因素。在这三个因素中，前两项可以归结为内在条件，而第三项则是外在因素。

二、偏压隧道施工技术

浅埋隧道是与深埋隧道相对而言的，与深埋隧道相比，浅埋隧道难以呈现承载拱，并且多处于地形偏压严重的区域。如果施工现场所在地方属于风化带，或者存在着软弱围岩或软弱堆积物，这些特殊的地形条件都会导致隧道开挖中出现净空收缩、拱顶下沉过大和地表开裂等问题，严重的情况下还会出现掌子面失稳。

面对这种情况，隧道施工技术人员就要采取相应的掌子面稳定方法，并且要控制好地面下沉的幅度。从理论上来讲，埋深是影响地表下沉的主要因素，如果埋深过大，就容易在隧道横断面上形成承载拱，地表下沉问题只会出现在隧道周边。但如果埋深过浅，承载拱将无法形成，那么地表下沉的问题会比较严重，很可能会直接下沉到地表。因此，如果隧道开挖过程中的埋深过小，就应当对支护下沉采取一定的控制措施，并增大支护的支持力。通常情况下，技术人员会利用垂直锚杆和药液压注的方法，进而改善偏压隧道的施工条件，这都是非常必要的，能够保障工程质量，提高隧道施工的安全性，并且可以加快施工进度，达到节约施工成本的目的。

（一）超前支护

如果围岩存在着自稳能力较差的问题，为了防止出现塌方，就必须建立超前支护体系，具体施工步骤有超前锚杆、小导管注浆、管棚以及全断面预注浆等。在具体的施工过程中，很多工程都是采用深孔注浆来解决软弱破碎地质条件下的隧道施工问题，这种方法虽然能够达到一定的止水固结效果，但是固结范围较小，地质条件和注浆等问题都有一定的不稳定性。通常需要在隧道开挖之前运用超前支护的方法，采用锚杆和小导管等施工工具做好超前支护工作。但是，如果施工现场的地下水压过大，则需要采取相应的排水降压手段，利用钻孔排水等方法，在超出注浆范围的前提下进行钻孔。

（二）深孔注浆

在隧道开挖的过程中，为了防止地下水的影响，需要采取一定的处理方法。具体说来，在处理隧道开挖中地下水因素的影响时，通常会以堵截的方法为主，用排引作为辅助手段。其中堵截的方法也可以分为两种，一种是整段堵截，利用注浆止水的方法，对松散岩体进行加固处理，从而调整岩层结构。还有一种是按照隧道开挖的轮廓线，对隧道的开挖面采取环形注浆的方法，从而形成了止水帷幕，避免工作面中深入地下水。

（三）隧道开挖

在偏压隧道施工的过程中，通常会采取两种开挖方法，一种是非钻爆方法，一种是松动爆破方法。虽然这两种施工方法有很大的不同之处，但它们的目的是一致的，都是为了能够尽量避免开挖过程对围岩的扰动。另外，隧道开挖过程中必须采取支护加固的措施，通常需要用格栅钢架或型钢支架进行加固处理，并且还要布设径向锚杆，并采取挂钢筋网、混凝土喷射等方法构建支护体系，提高偏压隧道工程的稳定性。

（四）监控量测

监控量测也是偏压隧道施工中的一项重要技术措施，不仅要在施工过程中进行隧道量测，在施工之前也需要进行隧道量测。具体说来，监控量测主要运用地质调查和直接剪切试验等方法，分析围岩的主要特征，包括围岩的构造和初应力状态等内容，围岩的物理力学性质也需要全面掌握。在施工过程中要进行现场量测，主要目的是对施工状态进行实时监控，对施工过程中的锚固效果和松弛范围等具体信息进行监视。另外，监控量测还能够及时掌握变形并采取相应的控制措施。

三、偏压隧道的病害处治技术

在偏压隧道施工完成并投入运营之后，有些隧道由于施工不规范和地质条件较差等原因，存在着不同程度的病害，有些病害甚至造成了严重的危害，使隧道工程面临着安全隐患。为此，必须采取一定的隧道病害处治技术，提高隧道工程运营的安全性与可靠性。现阶段，偏压隧道的病害处治技术主要分为以下几个方面：第一，拱背注浆。如果偏压隧道受到了严重破坏，并且在隧道的拱背处呈现出一定的空隙或空洞，就需要用拱背注浆的方法进行充填，增强围岩与衬砌之间的紧密度，并使荷载更加均匀，使围岩的弹性抗力更大，从而对衬砌结构进行改善，并起到止水的效果；第二，锚杆加固。主要运用锚杆作为加固工具，采用组合梁、悬吊和减跨等方法，对已经产生病害的结构进行加固处理，从而使衬砌结构具有更强的承载能力；第三，裂缝嵌补。这种方法主要是往衬砌裂缝内填补嵌补材料，对已经存在的裂缝进行修补，从而增强结构的承载能力；第四，嵌轨加固。如果衬砌结构出现承载力不足的问题，并且无法采用其他的加固手段时，可以运用嵌轨加固的方法进行加固。但是，如果采用这种加固方法，应使镶嵌拱架间距保持适度的距离，一般以50-120cm最为合适，这样可以防止间距过小对衬砌结构造成影响，并保持原由结构的完整性。第五，喷射混凝土加固。这种加固手段能够保持原有衬砌结构的完整性，并且能够在一定程度上提高承载能力。如果运用素喷的方法进行加固处理，那么原有的轻微裂损结构的承载能力也会增大一倍。另外，网喷加固之后，临近失稳的结构也会增强1.3倍左右的承载能力，是一种行之有效的病害处治技术与加固方法。

结语：

基于笔者多年从事偏压隧道施工的经验，采取多种隧道加固方法与病害处治技术可以达到更佳的效果，顺利达到施工目标，并能尽量降低施工成本，提高隧道施工的工作效率，并确保隧道施工的安全性与稳定性。因此，相关技术人员要根据隧道施工现场的实际情况与地形地质条件，采用多种加固措施与病害处治技术，确保隧道工程的施工安全。

[1]陈刚. 公路偏压隧道施工技术研究[J]. 科技资讯,2012.（04）

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1007-6344（2015）04-0223-01