论隧道浅埋段施工技术处理措施

吴宝坤

摘要：本文以某地区铁路隧道浅埋段施工为背景，重点就隧道浅埋段施工技术处理措施及安全措施展开详细的论述。

关键词：隧道；浅埋段施工技术；处理措施；安全措施

一、工程概况

新建铁路杭州至长沙客运专线某隧道起止里程DK857+105-DK859+710，隧道全长2605m。其中DK858+760～DK858+820浅埋段成“V”字型冲沟，坡面陡峻，自然坡度约40°左右。坡面植被较为发育。最小埋深为13.21m。表层为Qd1+e1粉质粘土，褐黄色，硬塑，含少量碎石，厚1.5～3m，下伏基岩为Ptx板岩，黄绿色至黄褐色，中-薄层状，强风化厚度约8～20m，岩层产状350°∠50°～60°，节理裂隙发育，地下水为基岩裂隙水和风化裂隙水，水量不大，但具不均性，该段最大涌水量为194.86m3/d。

二、浅埋段施工技术

1、准备工作

组织技术人员进行实地勘察，重点围绕该区域的地势构造、岩层分布、周边水文环境特征进行分析，对前期设计好的图纸进行细化和完善，针对重点区域的施工技术进行确认。按照实际的情况进行合理的测量，绘制出仿真度较高的等比例图纸，做好施工前的动员及技术交底工作，培训的内容必须包括安全教育、质量教育及专业性较强的技术培训工作，从源头上提升本次施工的可行性及科学性。

2、超前地质预报

为提前弄清地层岩性、地质构造、不良地质、地下水等情况，浅埋段范围内必须合理的安排超前地质预报工作，为隧道安全施工提供可靠的技术参数，根据现场实际情况，做好以下超前地质预报工作。首先是地质调查，地质调查包括洞内地质素描和洞外地表地质调查，特别是地质素描工作必须随每天隧道开挖及时进行。其次是超前钻探，该浅埋段设计资料显示围岩为黄褐色板岩，透水性强，岩体风化，基岩裂隙水丰富，围岩软弱，该段选择超前水平钻孔的方式进行地质预报，超前水平钻孔每循环钻探长度为30m，连续预报时前后两循环钻孔重叠5m。再次是超前支护，其中管棚设计参数为：导管外径108mm，壁厚6mm；环向间距40cm；外插角以≤12°为宜，可根据实际情况作调整；注浆材料为1：1水泥浆液；设置范围为拱部140°范围；管棚单根长度为18m；管棚数量为45根。

3、管棚施工

（1）管棚參数：钢管布设在圆心角为150°的隧道拱部；钢管环向间距为40cm；管心与衬砌设计外廓线间距为40cm；倾角：3°；钢管施工偏差径向不大于200mm；管棚长度为48m，热轧无缝钢管Φ108mm，壁厚6mm，节长4m/6m；导向管为Φ127mm无缝钢管，壁厚5mm，节长2m。

（2）机具选择：KSZ100型，钻杆外径50mm16～50；MK5型，钻杆外径80mm2。

（3）工艺说明：明洞边坡仰坡开挖支护：明洞段开挖应在洞顶截沟沟施工完成后进行，应尽量避开雨季施工；边坡防护应与明洞开挖同步进行：施工时施工明洞边坡的锚杆、挂设钢筋网、喷射混凝土及时封闭坡面；对边坡渗水要实时排、引到坡面外，增强对坡面的防护。

套拱钢拱架：混凝土套拱作为长管棚的导向墙，套拱在明洞外廓线以外实施，套拱内设置3榀格栅钢架支持，钢支持与管棚孔口管焊成团体；导向管布置的平面位置、倾角、外插角的正确度直接影响管棚的质量。用全站仪以坐标法在格栅钢架上定出其平面位置，导向管应牢固焊接在格栅钢架上，避免浇筑混凝土时发生位移。

搭钻孔平台布置钻机：钻机平台可用枕木或钢管脚手架搭设，搭设平台应一次性搭好，

钻孔由两台钻机由高孔位向低孔位对称举行，可收缩移动钻机与搭设平台时间，便于钻机定位；平台支持要着实地，毗连要牢固、稳固。警备在施钻时钻机孕育发生不均匀下沉、摆动、位移等影响钻孔质量；钻机定位：钻秘密求与已设定好的孔口管偏向平行，必须准确审定钻机位置。

④钻孔：根据设计要求，钻头直径不得小于设计直径，本处采用钻头直径为Φ115mm；岩质较好的可以一次成孔，钻进时避免发生坍孔、卡钻。如果出现漏气需补注浆后再钻进；钻机开钻时，可低速低压，待成孔1.0m后可凭据地质情况逐渐调解钻速及风压；钻进历程中经常用全站仪测定其位置，并凭据钻机钻进的情况及时确定成孔质量，并实时处理钻进历程中出现的事故；钻进历程中确保动力器，扶正器、合金钻头按同心圆钻进。

⑤清孔验孔：用地质岩芯钻杆配合钻头（Φ115mm）举行来回扫孔，扫除浮渣至孔底，确保孔径、孔深入合要求、警备堵孔；用高压气从孔底向孔口整理钻渣；用测斜仪检测孔深，倾角，外插角。

⑥布置管棚钢管：钢管应在专用的管床上加工好丝扣，棚管周围布置Φ8出浆孔；管头焊成圆锥形，便于入孔；棚管顶进采用大孔引导和棚管机钻进相团结的工艺，即先钻大于棚管直径的引导孔（Φ115mm），然后可用10t以上卷扬机配合滑轮组反压顶进。

4、支护施工

首先是钢架：I22a型钢钢架，设计钢架纵向间距0.5m，全环设置；纵向采用φ22钢筋连接；其次是锚杆：拱部采用φ25×7普通中空锚杆，边墙采用φ22砂浆锚杆，锚杆长度均为L=4.0m，间距环纵向为1.2×1.2m，梅花型布置；再次是钢筋网：钢筋网采用φ8钢筋，规格为20×20cm；最后是喷射混凝土：C30湿喷混凝土，全环厚度28cm。初期支护施工工艺与其他Vb加强复合式衬砌洞相同，可参见相应作业指导书。支护结束后，注浆孔按浆液扩散半径1.2m布设，注浆孔按梅花形布置，每环设38孔，孔口环向间距拱墙120cm、墙脚80cm、仰拱部150cm，孔底环向间距200cm；注浆孔纵向间距200cm。

5、衬砌施工

首先是主筋采用Φ22螺纹钢，环向钢筋纵向间距为20cm，纵向钢筋环向间距为25cm，钢筋净保护层厚度41mm。其次是拱墙衬砌厚度55cm，仰拱厚度65cm；混凝土等级为C35。再次是衬砌施工工艺与其他Vb加强复合式衬砌洞段相同，可参见相应作业指导书。

三、施工安全措施

安全是开展一切施工活动的重要前提，基于隧道浅埋段的特殊位置，在进行施工时需做好全面的分析及观察，避免造成不必要的经费支出与人员伤亡。首先，做好必要的排水，通过合理的测量及分析为隧道浅埋段施工营造安全的施工环境，在具体的施工中也不能疏忽大意，需定时的进行地下水的检测，提高活动的预见性；其次，做好相应的环境分析，特别是地质环境预测工作。在隧道浅埋段施工时，可以安排专门的人员负责观察，重点就浅埋段周边岩层裂缝的变化进行分析，如若出现些许异常变化可以采取相应的应对措施。裂缝较小且蔓延趋势较慢的情况下，可以进行适当的加固，问题较为严重时可及时的进行人员的转移，避免造成安全事故；第三，做好施工中的支护工作。就隧道浅埋段施工而言，沉降问题较为严重且出现的几率较大，此时，需要通过多种措施来进行巩固，确保钢架底部的稳定性，可采用焊接等形式来提高其综合性能。

总结：加强隧道浅埋段施工技术的研究不仅仅是确保施工安全的重要前提，同时也是实现其质量控制及成本控制的必要措施。站在发展的角度分析，隧道工程的投资额一般较大，如果无法实现其既定的年限，则无法发挥出有限资源的整体价值，对于社会的稳定非常不利。因此，在具体的施工中，技术人员必须做好密切的安排及配合，按照既定的施工流程来完成各自的工作，通过充足的准备及秩序化的施工提高隧道浅埋段施工的质量，为人们的出行营造良好的交通环境。

参考文献：

[1]王东云.浅埋暗挖隧道施工与支护结构变形分析[J].中国水运（下半月刊）.2011（01）

[2]任军军.高等级公路隧道浅埋段开挖方案的浅析[J].山西建筑.2010（08）