大跨径隧道浅埋段施工技术分析

（安徽省第三测绘院，安徽 合肥 230601）

大跨径隧道是指施工长度超过1 000 m的施工隧道，在科学技术体系不断完善的背景下，大跨径隧道工程数量也在增多。隧道工程最大的施工难点在于，作业区围岩结构的基础环境比较复杂，在施工过程中会遇到许多类型的施工问题。浅埋段施工则属于该工程的组成环节之一，通过梳理大跨径隧道浅埋段施工技术的具体应用步骤，明确施工过程中的重点问题，对于提高技术应用水平，提高浅埋段施工质量有着积极的意义。

1 大跨径隧道浅埋段施工过程中的风险

1.1 围岩裂缝

在大跨径隧道浅埋段施工过程中，围岩裂缝属于常见的施工类型。导致此类问题发生的主要原因在于，在隧道施工过程中，机械设备的掘进会导致山体结构的内部应力发生改变，整体应力会重新进行排列，均匀分布在剩余山体结构上。如果山体结构本身承载能力较差，那么在分压过程中，便会导致围岩裂缝的情况。同时机械设备在掘进过程中，自身的机械振动也会导致围岩结构松散，并且在外部应用作用下导致结构裂缝的出现。

1.2 围岩塌陷

山体内部结构相对复杂多变，部分区域的岩体结构质地坚硬，完整度较高，面对外部应力时，具有非常强的适应能力，部分结构本身的综合性较差，在外部应力作用下非常容易出现围岩结构脱落的情况。通常情况下，在隧道施工过程中，为了确保整体工程推进的有序性，会在施工过程中进行围岩加固操作。但是该做法的操作时机非常重要，如果操作时机没有掌握准确，那么也将增加围岩塌落的风险，给现场施工作业带来严重的负面影响，甚至会造成企业停工的情况。

2 大跨径隧道浅埋段施工技术分类

2.1 双侧壁导洞法

在大跨径隧道浅埋段施工技术中，双侧壁导洞法属于常用的浅埋段处理手段之一[1]。该技术的主要作用是将大跨径结构划分为若干个小跨径施工作业面，将整个作业面划分为不同的作业区域，从而提高整体工程的施工速度。在具体的施工过程中，需要注意以下几点内容：第一，在正式施工之前，技术人员需要提前做好超前支护工作，使其可以稳定围岩结构，防止结构失稳出现塌陷的施工风险。第二，严格控制注浆速度、注浆温度和二次振捣的时机，从而提高浅埋段注浆施工质量。第三，在浅埋段完成注浆施工操作之后，需要及时将作业环境进行封闭，起到稳固地质结构的作用。第四，做好施工过程中的测量工作，根据测量结果及时调整施工结构，从而提高整个工程推进的有序性[2]。

2.2 中洞法暗挖技术

在大跨径隧道施工过程中，中洞法暗挖技术则属于加快整体工程施工速度的方法。该技术的施工原理是从整个隧道工程的中间部分开始展开施工，同时借助CD法与CRD法进行后续的施工操作，从而有效提升整个施工过程的稳定性和施工速度。在具体施工过程中，需要注意以下几方面内容：首先，在划分作业区域时，应尽量缩小模块距离，使其可以成为多个小模块作业区域，提高整个施工过程中的管理效果。其次，在竖向施工过程中，施工人员需要提前预留边坡，为后续混凝土浇筑施工预留作业区域。最后，与竖向施工类似，在纵向施工过程中，需要预留错位台阶，使得其他区域在最后衔接时，可以借助台阶来完成衔接，从而提高工程结构施工的稳定性。需要注意的是，受到工艺自身的影响，在施工过程中会容易导致叠加沉降的问题，在很大程度上增加了后续施工难度[3]。

2.3 洞桩法

相比于前两种施工方法，洞桩法是我国自主研发的施工手段。该技术的应用原理是在隧道结构中提前设置多个分离导洞，同时根据围岩稳定情况，对其进行提前支护，待围岩结构稳定之后，再对其进行加拱操作，从而起到稳定整个隧道内部结构的作用。该技术利用了物理学方面的力学原理，在施工过程中对于周边的应力影响较小，并且在施工过程中，受到边桩结构的保护，可以更快地进行施工操作，对于周边环境也不会带来较大的负面影响。不过，该技术在应用过程中，所需要损耗的施工时间较长，若隧道本身施工工期比较紧张，该技术则起不到加快施工进度的作用[4]。

2.4 平顶直墙暗挖技术

除了上述大跨径隧道浅埋段施工技术外，平顶直墙暗挖技术也属于浅埋段施工技术类型中的一种。不同点在于，该技术主要针对一些特殊的施工作业环境，如作业区地下水水位波动范围过大、作业区有不能破坏的建筑物等。在对此类区域进行浅埋段施工时，会用到此类施工应用技术。该施工技术的作用原理是在原来的作业环境基础之上，挑选合适的位置作为注浆管的预埋位置，在结构沉降量达到数毫米之后对其进行注浆操作，使结构保持在标高范围内，如果施工过后依旧出现了沉降，此时则需要再次进行注浆，起到稳定结构综合性能的作用。该技术最大的应用优点在于不会对原有建筑造成损害，同时注浆操作之后，浅埋段的沉降量相对较少，具有非常高的实用价值。

3 大跨径隧道浅埋段施工辅助技术分类

3.1 双排小导管超前支护

在大跨径隧道浅埋段施工过程中，还需要利用辅助技术来确保整个施工过程的稳定推进。双排小导管超前支护技术主要应用于暗挖隧道工程当中，该技术的作用原理是借助长管棚支护技术对结构进行整体加固，并在此基础之上，增加一排小导管，其规格参数结合围岩结构的稳定性来确定。该做法可以提高单次注浆厚度，并且在注浆之后，浅埋段单位厚度也将增加，从而降低地表沉降情况的发生概率。需要注意的是，在选择小导管规格时，不能选择与已经架设长管管径相同的管道，同时还需要在管道上做出明显标记，避免拆除结构时出现错误，影响到整个工程的施工安全性。

3.2 锁脚锚管技术

除了双排小导管超前支护技术外，锁脚锚管技术也属于常用的辅助技术类型。该技术应用的主要目的是为了防止结构出现沉降过快的情况，其具体的作用原理是借助锚管和锁脚结构，将一些隧道工程中的重点结构进行固定，使其可以和围岩结构形成整体，借助围岩整体的牵引力来防止结构的快速沉降，为其他结构的施工奠定基础。该技术的应用，能够对重叠导洞施工过程中所产生的问题进行有效管控，从而降低单位时间内结构的沉降量，提高隧道工程施工的有序性[5]。

4 大跨径隧道浅埋段施工技术的应用分析

4.1 前期准备工作

在隧道工程正式启动之前，施工单位应提前15 d进入作业区，对所需要使用的施工材料进行清点，部分大型施工设备需要提前30 d进入现场，同时还需要提前完成设备运行的调试工作，为后续工作的开展奠定基础。并且在结构施工过程中，施工人员也需要积极落实各项施工管理制度，同时还需要提前构建综合评价体系，确保整个工程的顺利推进。并且在工程施工过程中，还需要做好施工技术的梳理工作，明确技术应用各个环节需要注意的基本问题，并且对于各个环节所需要的施工人员数量也要进行合理安排，在确保施工质量和施工进度的基础上，降低建筑工程的施工成本。

4.2 进行地表加固

4.2.1 钻孔、安设钢管

隧道覆盖层厚度小于6 m地段，进行地表注浆加固，注浆管采用42钢管，壁厚4 mm，钢管平均长3.5 m，纵横间距1.0 m×1.0 m，冲沟底地下水出露位置钢管加密，间距0.7 m× 0.7 m，梅花形布置。

4.2.2 浅埋段浇筑混凝土

浅埋段浇筑混凝土主要起到两方面作用：（1）封闭地表，为地表注浆做准备；（2）增加覆盖层厚度。根据隧道埋深情况确定混凝土浇筑厚度，浇筑采用C25泵送混凝土。（1）覆盖层大于4 m地段，铺设Υ8单层钢筋网片，钢筋间距15 cm×15 cm，喷射20 cm厚C20混凝土。（2）覆盖层厚度介于3.0～4.0 m地段，混凝土厚度0.5～1.0 m。（3）覆盖层厚度小于3 m的地段，混凝土厚度视现场情况确定，但最大厚度不超过1.5 m。（4）浇筑混凝土地段，混凝土内设置双层Υ22钢筋网片，钢筋间距20 cm×20 cm。钢筋与注浆管焊接牢固。

4.2.3 地表注浆

所有小导管施作完，浇筑混凝土后进行注浆固结工作。考虑到冲沟岩层破碎，裂隙发育，渗水性强，我们采用了双液注浆，水泥浆液水灰比采用1∶1～0.5∶1，水泥浆液与水玻璃的体积比1∶1，水玻璃模数 m=2.4～3.0，波美度为35Be′。注浆设备选用BW-250/50灰浆泵，注浆压力一般为0.5～1.0 MPa。在注浆作业过程中适当掺加外加剂调整浆液胶凝时间。

4.3 洞内超前支护

在进行洞前超前支护操作时，施工人员应采用42（壁厚4 mm）的超前注浆管道对目前结构进行加固操作，同时还需要对工作面围岩结构进行加固操作，可以采用岩层混凝土喷射技术对其进行处理。在完成此类操作之后，按照既定要求对浅埋段进行注浆操作，操作规范参照4.2.3，从而有效提升整体结构的施工质量，减少不规则沉降问题的发生。

5 结语

综上所述，建筑施工体系的成熟，加快了工程项目的施工进度，与此同时，地形较为复杂的区域也成为施工区域，如何选用合适的施工技术来稳定施工过程，也成为施工单位需要重点关注的问题。在大跨径隧道浅埋段施工过程中，通过优化施工技术选择模式，不仅可以提高工程的施工质量，而且可以降低施工问题发生概率，促进行业经济的稳定发展。