偏压浅埋隧道洞口的施工技术

宋海峰

摘 要：施工难度较大是偏压浅埋隧道进洞施工技术显著特征，尤其是在实际施工中还存在工序复杂以及围岩应力分布不均匀的现象，是这更是给施工工作的难度进行加大。本文主要结合工程实例对偏压浅埋隧道进洞施工技术进行科学的探究，这对隧道施工自身的建设与发展有促进作用，同时对社发展以及经济发展有积极意义。

关键词：偏压浅埋隧道；边仰坡防护；管棚支护；分台阶预；留核心土

一、引言

在山岭以及重丘地区对公路进行修建时，不仅需要对地形以及高差进行克服，同时还要充分考虑生态环境、资金投入以及里程数等因素。最终导致隧道口出现位置不理想的现象。当隧道位于山地或者河水边缘时，因其覆盖岩较浅同时有围岩风化严重的现象，最终导致围岩软弱破碎，不能实现对压力的有效承受。这种现象不仅导致施工难度以及施工复杂性在不断增加，同时对隧道施工的安全性存在较大威胁。偏压浅埋隧道进洞施工技术可实现对上述现象的有效改善，因此在实际施工中必须结合实际情况实现对该项技术的合理运用。

二、工程概况

我们主要结合实际工程实现对该项技术的科学分析。某工程隧道等级为二级公路隧道，全长为760米，粉质粘土、泥岩以及砂岩是穿越地段地层岩石的重要组成部分。地形低洼、横坡较陡以及植被发育是隧道进出口地段的显著特征。围岩层的粉质粘土含有少量的碎石以及块石，不仅厚度不稳定，抗剪强度也很低。引起岩体破碎现象出现的主要原因就是围软硬不均匀，同时呈现出节理间隙发育的状态。变形以及滑移现象普遍存在于隧道开挖过程中，为从根本上防止上述现象的出现必须对其进行及时的支护，这也可在一定程度上防止是洞口出现边坡失稳的现象。

该工程的偏压浅埋的隧道洞口左侧斜上方有一个水沟，是由于常年流水冲击形成，泥岩以及页泥岩是其周围岩石的重要组成部分，风化严重以及强度低是其显著特征，这也是导致隧道左侧出现承受能力较差现象出现的主要原因。由于上述因素的影响，突水、掉块以及小型坍塌等现象经常在施工中出现。左侧拱脚岩石较为完整，岩石强度也呈现出较高的特点，相对于右侧来说，左侧山坡较为陡峭，因此具有围岩应力较大的特征。斜向上的山坡位于隧道右侧45°左右，有较厚的覆盖层。我们通过对整个围岩应力进行对比后发现，左侧拱顶在施工中是最为薄弱的环节，也就是说在实际施工中需要对其进行重点注意。利用科学的手段以及方法对左侧顶部进行有效的加固，最终促使围岩形成一个较好的整体，承重能力也可在这一过程中实现最大限度的发挥。这不仅对隧道施工工作的顺利进行有促进作用，同时可在一定程度上实现对施工质量的有效保障。

三、两次进洞施工情况

偏压浅埋段覆盖层浅，风化严重，导致围岩破碎、软弱、节理裂隙发育，稳定性极差。由于受到偏压作用，围岩应力分布相差极大，导致洞口施工支护的难度大大增加。佛莲山隧道进口段在截水沟、洞口排水沟施工完毕后共進行了两次进洞施工，第一次进洞按照设计图纸并未对洞口段采取加强措施直接进洞施工，结果发生洞口坍塌，导致进洞失败。第一次进洞失败的原因大致有以下几点：其一是整个边仰坡未进行预加固，坡表面松散岩土在施工过程中塌落带动围岩坍塌。其二是未对洞口围岩进行加固。隧道洞口段围岩本身就比较破碎，加之此处洞口处于偏压浅埋段，左上方还是常年流水的水沟，导致洞口段围岩极为松散，支撑能力极低。

第一次进洞采用三台阶开挖法，并未预留核心土也是导致围岩自承能力变差的一个因素。第二次进洞采取了一下几方面措施进行全面加固：1）边坡进行锚喷加固，仰坡进行钢管注浆、钢筋网喷浆加固；2）管棚支护；3）采用分台阶预留核心土方法进行开挖支护。第二次进洞方案通过对洞外进行加固、防护以及开挖前后的加固支护解决偏压、浅埋带来的一系列危害。这次进洞虽然费时费工，并且增加了工程造价，但是却极大地保证了工程质量、施工安全等。

四、第二次进洞施工

1.边、仰坡防护

边坡采取锚喷的方式进行支护。支护参数为φ22的砂浆锚杆，长3.5米，间距1.2米；钢筋网φ8@200200；10cm厚喷射C20混凝土。仰坡采用钢管注浆、钢筋网加喷浆的方式进行支护。支护参数为φ423.5无缝钢管，L=4m，环纵间距1.2米，钢筋网φ8@200200；10cm厚喷射C20混凝土。

2.管棚施工

边、仰坡防护好了以后，再进行管棚护拱的打设。钢管采用φ423.5无缝注浆小导管，长8米，上下两排，环向间距40cm，交错布置，外插角为1～2°，注水泥浆。为保证平平行作业，提高工程进度、缩短工期，在完成一定数量钢管安装后即进行注浆。护拱长2米，设4榀工字钢，间距50cm。小导管打入围岩长6米，外露2米与工字钢焊接。

3.开挖支护

对边仰坡岩体加强加固后，根据“管超前、严注浆、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的洞内施工原则，采用分台阶预留核心土的方法进行开挖支护。拱部采用φ42小导管每两榀工字钢进行一次超前支护，注水泥——玻璃水双液浆；每次爆破进尺不超过50cm，工字钢间距在30～40cm之间，双层钢筋网，纵向连接筋间距为40cm；尽早进行仰拱的开挖支护，使其封闭成环；每天进行2～3拱顶下沉及周边收敛量测。

（1）超前支护

对于所有的软弱破碎岩层，超前钢管注浆都是一种行之有效的方法。具体步骤：钻孔—清孔—安装—焊接—注浆—封闭。钻孔间距30cm，长3m，仰角10°～30°，每两榀钢支撑打设一环超前钢管。钻孔结束后及时进行清孔及钢管安装，以防止钻孔内石块掉落，将钻孔堵住。钢管尾端与钢架焊接牢固，以1Mp的压力进行注浆，浆液无法继续注入后将管口封闭。

（2）爆破开挖

进口段可以采用机械开挖，尽量不用爆破开挖。采用爆破开挖时，宜采取“短进尺，弱爆破”的原则，以减少开挖时对围岩的扰动。钻孔要本着“准、齐、平、直”的原则严格进行。所有眼位、角度、深度都必须准确，开眼误差为3～5cm。周边眼开眼定位在轮廓线上，炮眼平行，3°外插角，与中轴线处于同一平面。掏槽眼比其他炮眼深20cm，以保证掏槽效果。掏槽眼钻孔精度更高，严格控制炮眼间距、深度、角度，严禁炮眼打穿、交叉、眼底位置左右不对称。

五、结束语

偏压浅埋隧道洞口施工诠释了什么叫“进洞难”，所以此时更应该注意“短进尺、弱爆破、强支护、早封闭”。我们要加大对地质围岩进行监控量测的力度和密度，再结合现场条件，经过对比论证，选用最优的施工方案。其实在广大隧道工作者的技术智慧以及多年的施工经验总结出来的一套施工措施对这种情况进行处理，加以解决，即：砂浆锚杆配合小导管注浆进行边仰坡防护、地表注浆配合管棚支护、分台阶预留核心土开挖、超前小导管注浆等。通过这一系列的加强加固措施，顺利解决了偏压浅埋地段隧道进口难得问题，保证了工程质量和施工安全，确保了工期。

参考文献：

[1] 刘太平.偏压浅埋隧道洞口的施工技术[J].工程建设与设计，2017（5）.

[2] 张渊.浅谈偏压浅埋隧道洞口施工技术[J].科技经济导刊，2015，26（4）.