浅埋偏压软弱围岩隧道施工技术分析

（中铁十八局集团轨道交通工程有限公司，广西 南宁 530031）

0 引言

隧道工程建设中，尤其是浅埋偏压软弱围岩隧道施工中，为保证工程质量，落实施工技术是必要的［1］。该类隧道工程施工难度大，土体疏松，围岩稳定性差，开挖过程中如果支护不当，很容易出现塌方、冒顶等问题［2］，不仅浪费资源，还会带来不必要的损失，降低工程效益。为有效应对这些不足，提高工程质量，落实施工技术措施和加强质量控制是必要的。本文结合工程实例，就浅埋偏压软弱围岩隧道施工技术措施进行探讨，为相关工程施工提供指导。

1 浅埋偏压软弱围岩隧道施工工艺流程

某隧道工程全长423 m，该工程穿过山体自然冲沟范围，位于较为严重的浅埋和偏压段，经过施工现场勘察得知，最小埋深只有0.8 m。该隧道附近岩石主要为片岩、泥灰岩、页岩，岩石风化比较严重，同时还存在许多裂缝，严重影响隧道围岩的稳定性。因此，整个施工过程中，如果不注重质量控制，忽视落实施工技术措施，很容易导致掉块、坍塌等问题的发生，给项目工程施工带来较大风险［3］。针对这种情况，作为施工单位和施工人员，应该加强质量控制，把握技术要点，促进施工任务顺利完成。根据该工程基本情况，为保证施工效果，施工单位应制订有效的技术方案，并严格遵循工艺流程。具体来说，该隧道工程施工中，工艺流程如下：地表处理→套拱施工→超前支护施工→开挖施工→初期支护→防排水施工→衬砌施工。为保证工程质量，施工过程中必须严格遵循工艺流程，加强每个施工环节的质量控制（见图1）。

图1 浅埋偏压软弱围岩隧道施工环节Fig.1 Technological process of weak surrounding rock tunnel construstion with shallow burying under unsymmetrical pressure

2 浅埋偏压软弱围岩隧道施工技术措施

在遵循工艺流程的前提下，更为重要的是落实各项施工技术措施，促进施工任务顺利完成。该隧道工程建设中，主要把握以下技术要点。

2.1 地表处理

在进行隧道施工之前必须做好相关的准备工作，将浅埋和软弱围岩作为施工的主要依据，同时还需要针对地表的具体情况，构建合适的排水系统，避免地表水对施工过程产生较大影响［4］。在该工程项目当中由于隧道顶拱位置的覆土厚度明显不足，在隧道施工之前必须要对洞口进行支护处理，浇筑混凝土［5］。还需要构建排水系统，充分利用地表垂直锚杆工法来增强地表的稳定性，防止地面发生大面积沉降［6］。

2.2 套拱施工技术

套拱施工中，首先在洞外设置类似明洞的暗洞，然后逐渐向洞内推移，至完全融入山体，完成施工任务为止。施工中，内膜支撑为“工”字钢架，浇筑前埋设直径为150 mm的钢管，并为管棚提供定位和定向套管。在此基础上用C25混凝土开展浇筑施工，厚度为90 cm［7］。最后，在套拱混凝土两侧回填混凝土，起到进一步加强支护的效果。

2.3 超前支护施工技术

在进行浅埋偏压软弱围岩隧道施工之前必须要进行超前支护施工，其目的在于保障施工过程中的安全性，同时提高施工效率。在进行超前支护施工时必须高度关注地下水位水压的影响，如果地下水水压过高则必须进行钻孔降压处理，其次还可以采用注浆技术对地下水进行堵截处理，从而改善整体的围岩性能［8］。在本工程当中，先在隧道洞口安装直径108 mm的热轧无缝钢管，长管棚中注入水泥浆液，导管长度20 m，节长4 m，两节导管之间进行对焊。洞身Ⅱ类围岩地段用直径42 mm的无缝钢管短管棚支护，管棚内注入水泥和水玻璃浆液，呈梅花型布置，导管长4 m，环向间距40 cm。

2.4 开挖施工技术

与一般隧道开挖施工不同的是，超前支护注浆强度达到85%之后，才能进行浅埋偏压软弱围岩隧道开挖施工。开挖过程中要加强支护工作，注重安全防护，预防可能出现的风险。采用预留核心土开挖方式，首先沿隧道轮廓线开挖，然后循环开挖，最后进行核心土开挖施工，从而有利于保证施工效果［9］。在浅埋偏压软弱围岩隧道施工当中，开挖是施工的主要工作任务，同时施工过程也存在着较大的危险性，施工方法并不是完全不变的，需要根据具体情况选择合适的施工方法，在施工之前需要加强施工方案论证，选择最合理的施工方案。

2.5 初期支护技术

初期支护常采用锚喷支护，为了保证施工的安全，可以采取增设仰拱的措施，有效防止围岩受到影响发生变形和沉降。本项目采用锚喷支护方式，使用型号为I16的型钢钢架，用直径为22 mm的钢筋环进行连接，间距为50 cm，钢筋之间的间距为1 m。系统锚杆采用的钢筋直径为22 mm，长度为350 cm，呈梅花型布置［10］。如果发现围岩出现变形情况，需要更换变形的锚杆，以增强支护效果，还可以注入水泥砂浆，保证支护效果，提高隧道工程质量。

2.6 防排水施工技术

在施工过程中，应落实“以堵为主、排堵结合”的原则，沿隧道纵向每隔10 m环向设置直径为50 mm的软管，并在水管外铺设排水板，实现对工程质量的严格控制，有利于将积水和雨水顺利排出。边墙底部以上1.2 m处设置直径为100 mm的软管，并利用三通管将积水排出［11］。此外，在隧道喷射的混凝土表面铺设复合防水板，每一道施工缝设置两条止水带，提高防水施工效果。其次，还需要加强施工缝与沉降缝位置的防水处理，采用钢板止水带或橡胶止水带加强防水性能，避免发生渗水现象。

2.7 衬砌施工技术

该隧道工程施工中，为保证工程质量和效益，施工单位非常重视衬砌施工。采用偏压加强衬砌方式进行施工，在拱墙及仰拱部位使用双层钢筋，混凝土型号为C25，并且衬砌采用的是行走式全液压台车衬砌［12］。

3 浅埋偏压软弱围岩隧道施工需要注意的问题

与一般隧道相比，浅埋偏压软弱围岩隧道施工难度大，技术要求高。因此，除了把握上述施工技术要点之外，该隧道施工中，为保证结构的稳定与可靠，提高工程质量，还应该注意以下问题。

3.1 重视现场勘察

隧道工程施工之前，为保证工程质量，预防安全事故的发生，必须加强现场勘察，对项目工程有详细和全面的了解［13］。然后制订科学合理的施工技术方案，并有针对性地采取措施，尽量降低偏压对工程施工带来的不利影响，推动现场施工顺利进行。

3.2 遵循施工原则

整个隧道施工中，为保证质量和预防安全事故的发生，有必要落实超前支护、短进尺、弱爆破原则［14］，并做好测量工作，重视隧道施工排水，避免给项目工程带来负面影响，为工程建设创造有利条件。

3.3 加强施工支护

为促进联合支护更为有效地发挥作用，施工中必须落实技术要点，把握质量控制要求，将超前支护与锚喷支护紧密结合起来，并将超前长管棚、短管棚与型钢钢架连接为一个整体。要及时对仰拱进行施工，这样有利于保证施工现场安全，促进锚喷支护与钢架支护有效发挥作用［15］。此外，隧道施工还要做好排水工作，将涌水和积水顺利排出，避免隧道底部受到侵蚀，为保证工程质量奠定基础。

3.4 加强监控测量

在进行浅埋偏压软弱围岩隧道开挖过程中必须要加强监控测量，监控测量的主要目的在于对施工隧道周边的岩石状态等信息进行全面监控，确保开挖的安全性并对防水效果进行检查，对支护中存在的问题及时解决，避免塌方等问题的出现。监控测量对于整个工程项目的开展具有非常重要的意义。在浅埋偏压软弱围岩隧道施工中监控测量主要分为两种不同的类型：一种是必须要进行的测量，如隧道净空收敛测量、地表沉降测量、锚杆拉拔力测量等，这些测量的主要目的在于保证开挖与支护的安全性，这些测量技术也已经较为成熟；另一种则是针对特殊施工地段的补充测量，例如钢架荷载测量以及锚杆轴力测量等，现阶段这种测量是监控测量的主要内容，往往需要耗费大量的资金。

3.5 加强管理

在浅埋偏压软弱围岩隧道施工过程中具有较大的危险性，因此，还必须要通过加强管理的方式避免事故的发生。首先，需要加强对技术人员的管理，通过规章制度要求施工技术人员加强对各种危险源的管理与对危险信号的分析，在事故发生之前制订相关措施避免问题发生。其次，还需要加强对工人的管理，要求工人必须要按照相关安全施工规范进行施工，避免发生人身伤害事故。

4 浅埋偏压软弱围岩隧道施工技术效果

该浅埋偏压软弱围岩隧道施工中，通过遵循工艺流程，把握施工技术要点，不仅顺利完成隧道施工任务，还取得了良好效果。施工完成后，由具有检测资质的单位按规范要求进行工程质量检测，结果表明，各项指标都满足施工规范要求，整个工程质量评定等级为合格。此外，整个施工过程安全顺利，没有出现安全事故，确保了隧道工程建设质量和效益，类似隧道施工也可以从中得到启示与借鉴。

5 结语

浅埋偏压软弱围岩隧道施工难度大，技术要求高。作为施工人员和施工单位，应该把握技术要点，严格遵循工艺流程，并加强质量控制。此外，工程建设前还要重视施工现场巡视和检查，制订有效的方案，并注重提高施工人员素质，保证质量和预防安全事故的发生，促进浅埋偏压软弱围岩隧道质量和效益提升。