黄土区浅埋偏压隧道进洞施工技术

（中铁十六局集团第一工程有限公司，北京 101300）

1 工程概况

以莫兰台岭隧道为例，该工程施工环境较为复杂，含大量泥岩、粉砂质泥岩，稳定性欠佳，对施工技术提出较高要求。关于莫兰台岭隧道的具体情况，如表1所示。

2 隧道总体施工方案

创建2个专业施工队，共同配合完成掘进施工作业，分别从隧道进出口逐步向中间推进。为确保施工安全性，采取仰坡喷锚支护措施，搭建超前长管棚并针对超前小导管展开注浆作业，提升围岩的稳定性。施工队进入主洞后，转为新奥法施工作业，有效完成光面爆破作业，经喷锚并设置钢支撑后，随即开挖。Ⅴ级围岩浅埋段稳定性欠佳，不具备优良施工条件，采用双侧壁导坑法。同时，若遇到深埋段，该区域施工时需转变为CRD法，适配三臂液压钻孔台车，顺利完成钻孔作业；针对部分软弱围岩，转为人工手持风枪的方式，利用注浆泵注浆[1]。通过机械与人工相结合的方法加工制得施工所需的钢支撑，装碴机装碴，通过大型运输设备装运，以满足快速出碴的要求，但运输设备需设置有净化装置。以自制台车为主，辅以人工作业的方式，高效铺设防水层；注重二次衬砌工艺方法，为仰拱先行后开挖的方式，尽可能省去二次清底开挖工序，通过泵送的方式完成注浆作业。施工过程中，密切测量围岩状况，实时收集工程信息，将其作为指导后续施工的重要依据。

3 隧道施工准备

满足“四通一平”的要求，以施工实际情况为准，修筑便道，并设置拌合站、值班室等各个与工程施工作业有关的临时建筑。合理布设洞内管线，具体内容如图1所示。

4 进洞施工技术

4.1 洞口施工

1）洞口土石方

将洞口的危石等杂物清理干净，以设计图纸为准精确测量，放出本次施工中边、仰坡轮廓线。先在套拱所在区域开挖作业，预留核心土，设置套拱后即可管棚注浆施工。在上述基础上，当结构强度满足要求后，再开挖核心土，随后开挖主洞。处理回填土石与开挖边坡的接触面，该处设置成台阶形式，使用碎石将其填塞充实，不可出现土石滑动现象。

2）洞口边仰坡及明洞基础加固

喷射成洞面与临时边坡，二者均使用C25速凝型砼，结构厚度10cm，设置Φ6mm钢筋焊接网，辅以Φ22mm砂浆锚杆，共同构成防护结构。施工中，砂浆锚杆长度350cm，为梅花形布置方式（满足间距1.2m的要求）。基于旋喷桩加固的方式完成明洞基础部分的施工作业，布置方式与砂浆锚杆一致，深入持力层30cm，并确保桩顶进入仰拱混凝土的深度达到30cm，在后续仰拱施工作业时将该部分削除。

3）洞门施工

基于分层夯填的方式完成洞门与明洞回填作业，各层密实度至少为90%，在表面种植乔灌木（与原地貌植被相同）。为避免漏水现象，在明洞回填顶部设置厚度为50cm的隔水层，与边、仰坡有效搭接，构成密封的整体结构，避免地表水下渗带来的不良影响，确保回填体稳定性。

4.2 进洞方案

经勘察得知，隧道进出口均含有大量Ⅴ级围岩，不具备优良施工条件，稳定性欠佳，针对该区域设施大管棚，以达到超前支护的效果，为顺利进洞提供良好条件。

4.2.1 主要施工参数

1）管棚材料：φ108mm热轧无缝钢管，壁厚6mm。依据施工需求，可分为两类节长，即3m与6m，搭建的管棚长度28m；对管棚采取钻孔注浆措施，纵向间距为15cm的φ8mm孔，保留尾部200cm区域，该处不设置任何注浆孔。

2）管距：环向间距40cm。

3）倾角：朝隧道围岩侧发散2°。

4）注浆材料：水泥浆；当施工所在区域含大量地下水时，转为水泥-水玻璃双浆液。本工程施工参数为：水灰比1：1，初压0.5～0.8MPa，终压2.0MPa；

5）施工范围：拱部130°，处理小间距一侧，在该处均布管棚并到达起拱线。

6）工艺流程：先施工奇数孔管棚，后偶数孔。

4.2.2 主要工艺

1）大管棚施工

①使用电动钻机，在其辅助下钻进并置入长管棚钢管。

②施作C30钢筋砼套拱，发挥导向墙的作用。

③先打入单号孔有孔钢管，并完成注浆作业，随后钻进双号管并注浆。检查浆液填充状态，当足够良好后可打入无孔钢管，并向其中注入浆液，不满足此条件时需打入有孔钢管。

④通过丝扣连接的方式提升管棚稳定性，各丝扣长均为15cm。

2）大管棚施工流程

①施工准备。洞口开挖过程中，需注重后续施工时管棚钻机的作业需求，为之预留足够的工作平台。通过对纵坡的开挖作业且成洞后，需搭建台架立模并利用C30砼浇筑形成套拱，要求所得到的套拱需在明洞外轮廓线外侧。

②管棚定位。上抬量：伴随施工作业的持续推进，水平钻孔弯曲变形必然存在，需要确定合适的上抬量，通过此方式避免侵入设计断面的情况。上抬角度：需要满足管棚钻机工作时的空间要求。放线定位：经计算确定钻孔孔口的合适位置，借助高精度量测仪器寻找到孔位与倾角，并放线。

③管棚施工。钻孔：使用管棚钻机，通过该设备液压旋转的方式逐步推进并到达指定孔深处。清孔：高压风清理孔内余碴。钢花管安装：采用丝扣连接，形成的各个接头相互错开。值得注意的是，奇数号首节钢管长为3m，偶数号为6m，但后续各节长度均保持为6m。堵孔止浆：此环节将对最终的注浆效果带来直接影响，依据施工要求，钢管外端2m内不采取任何处理措施，无需设置注浆孔。各孔口的封堵处理，采用的是小导管封堵的方式。钢管与孔壁间隙封堵：使用早强水泥砂浆材料，控制封堵材料在孔内的长度是确保封堵质量的关键[2]，本工程至少达到1m。高压注浆：泵送浆液，确保围岩稳定性。

4.2.3 施工控制要点

1）为确保钻孔质量，在施工之前精确测定孔的各项参数，包括位置、外插角与倾角，并注意编号。

2）钻孔仰角2°，施工过程中需合理操作钻机，将偏移量与下沉量控制在合理范围内。

3）避免管棚侵入隧道开挖线的情况，同时相邻钢管不可碰撞或立交。

4）施工中频繁测量孔的斜度，超出许可范围后随即调整。

5）各钻进阶段的压力与速度需得到合理控制，不可出现断杆现象。

4.3 特殊情况处理

1）注浆中断：分析引发注浆中断的原因，提出可行的处理办法，缩短注浆中断时间。若不具备随即恢复注浆的条件，需要冲洗钻孔。

2）避免串浆现象：以跳打施工的方式更可行，优先处理奇数号孔，随后再处理偶数号孔。

3）出现串浆后：使用分浆器，在单台注浆泵的作用下在同一时间完成多根锚杆的注浆作业。

4）出现大范围漏浆：需转为低压、限流、间歇注浆的方式；还可注入适量的其他类型填料，有效封堵大通道，随后再采用第一种方法持续施工。

5 结语

综上所述，高速公路施工过程中，常遇到隧道工程，以洞口段施工尤为关键。在复杂的工程环境下，通过何种方式安全、快速进洞尤为关键。本文针对偏压隧道进洞施工技术展开探讨，提出相关技术方案并应用于隧道工程中，可确保施工环境的稳定性，有效避免塌方等不良事故，具有一定的参考价值。