隧道洞口偏压浅埋段施工技术

隧道洞口偏压浅埋段施工技术

万强

万强

广东省长大公路工程有限公司广东番禺511400

摘要：社会经济的发展，离不开交通道路的大力支持。在道路的兴建中，经常会遇到隧道施工的问题，在隧道施工中，洞口浅埋偏压段的施工是比较关键的部分。因此本文通过分析隧道偏压的原因，然后再进行隧道洞口浅埋偏压段的施工技术要点方面的探讨，以此来提高隧道洞口偏压浅埋段施工的技术。

关键词：隧道洞口；偏压浅埋段；隧道偏压原因；施工技术

引言

在隧道工程中，隧道洞口的施工环节是比较关键的。由于处于隧道洞口浅埋偏压段的地形都是比较复杂的，所以就会容易引发变形或其他方面问题，因此，在隧道洞口的施工中一定要控制好各个细节，包括要控制好施工的准备阶段、施工的进行阶段和竣工后要注意的环节等，以确保隧道洞口偏压浅埋段施工技术的有效提高。

1.工程案例分析

在广州端洞口ZK44+500~ZK44+565中乐昌三号隧道的左线就属于浅埋偏压段。岩层主要由粉质黏土和强风化的砂岩来组成，坡积土的土体松散而且岩体破碎导致稳定性比较差，因此在开挖隧道时就会经常出现掉块和大规模坍塌的情况。由于侧壁欠缺稳定性在雨季时就会出现滴水渗水的情况，加上陡峭的地形以及坡积土层和强风化岩层的厚度覆盖比较大，一旦受到雨水侵袭就会发生滑塌，所以在ZK44+565~ZK44+500段外侧的拱腰处裸拱的高度约1~3m，采用反压回填土的地表处理方式，采用C20混凝土挡墙作为偏压低侧的支挡，完成回填工作后用小导管对地表进行注浆的处理。

2.分析引发隧道偏压的原因

隧道发生偏压是指由于围岩存在分布不均匀的压力使而支护出现受偏压荷载的情况。引发隧道偏压的原因有：一是施工的方法不正确，开挖的断面发生坍塌，并破坏了围岩压力的稳定性，使应力过分地集中而发生隧道偏压。二是，地质围岩存在产状倾斜的情况，这样节理的发育不够完善，对软弱结构面的稳定性产生影响，施工如果受到阻碍，那么岩体就会顺着层理面发生滑动。三是隧道都是依山而建的，由于地面的倾斜性比较大所以会产生很大的侧压力。

3.隧道洞口浅埋偏压段的施工技术

为了避免偏压原因而引起岩体一侧的失稳或塌陷和避免偏压造成混凝土的脱落或产生裂缝，在施工浅埋偏压段时，就要保证拱架不会扭曲变形和结构不会突变或错位位移。如果选择不正确的施工方案和不合理的施工方法及工序，隧道的施工势必会受到影响甚至会出现质量问题。所以，隧道洞口进行浅埋偏压段的施工时要对出现潜在病害的问题做好严格的控制，并及时探讨有效解决问题的施工技术。

3.1超前支护

这个施工环节需要准备使用42超前小导管支护，用纯水泥浆来进行注浆。但是值得注意的是注浆的压力要确保在0.5～1.0MPa之间，而且导管要呈梅花状布置和将导管的前端要制成锥形的形状，还有就是要确保后部止浆段的长度不能大于30cm。为了使机械的效能得到更好的激发，不仅要将注浆的速度加快而且分浆器要安设在小导管前，一次性要注入3～5根的小导管。

为了保证注浆机械型号及配置以及注浆参数的正确性，必须要进行过类似地层的注浆试验后才可以进行注浆施工工作。要在专业车间进行现场加工导管工作，利用钻床来浆孔的钻注并且在尾部要焊接6个管箍，这些工作必须要检验合格才可以交付使用。

例如在导管孔钻设前，就要测量好孔洞放样的位置，准确地完成钻孔放样，方向架的设置可以有效保证孔位外插角度的合理性和钻孔方向的准确性。一旦钻孔完成，要及时用高压风和清水清洗，清除孔内的泥沙积水，并检验一切钻孔。

3.2开挖及支护技术

使用环形开挖留核心土的方法进行开挖，而且在要借助挖掘机和风镐来辅助完成开挖工作，严格控制炮眼深度和装药数量，如果是环形开挖的话，一定要保证在0.5～1.0m，核心土的面积要大于上半断面的整个面积的一半。焊接连接筋、安装钢拱架、铺挂钢筋网和喷射混凝土等的操作要在完成挖掘后即刻进行。当环形导坑有10～15m长时，下台阶的支护才可以开挖，且要等上台阶混凝土喷射的强度达到70%以上才可以进行下台阶的施工。由于该工程的地形是左低右高的，在开挖左右侧边墙的支护时，不可忽视偏压的影响，为了避免偏压拱墙出现移动和大压力侧发生变形裂缝等，所以要先开挖低一侧的墙。而开挖下台阶的边墙就要采用左右侧边墙交替施工的支护方法。左右两侧前后的边墙要错开2～3m，为了初支结构的早日成环和有良好的受力状态，完成边墙施工后要尽快完成施工的混凝土仰拱和初支仰拱。

3.3二次衬砌

第一次的支护施工完成后，就要进行钢筋混凝土仰拱的施作，这样才可以改善围岩的变形和应力状态。完成仰拱施作后，再进行二次衬砌的施作。测量数据显示：浅埋的隧道在早期就会出现变形，为了控制这种情况在完成初期支护后就要马上进行二次衬砌的施作。由于隧道所处的山体存在偏压，因此洞口的设计要选择Vc衬砌断面，而衬砌结构就要是钢筋混凝土的衬砌，这样可以提高二次衬砌的刚度和强度，对围岩的变形起到控制作用。

3.4边坡抗滑移措施

在施工时由于受到人为的扰动隧道进洞口上方的堆积物和下层的岩体的会产生滑移的情况。这时可以采取2种的施工措施来加固：一是对隧道洞口的左侧进行抗滑桩的施工；二是对隧道洞口的两侧进行挡土墙的施工。但在实际的施工中，加固隧道洞内的措施就可以处理好侧向压力的影响，隧道左侧进行挡土墙施工的方法可以不仅稳定了边坡而且工程造价也低。例如为了使隧道洞口的外观与挡土墙协调一致，挡土墙截面的宽为2.8m的，高是8m，倾斜角是250度，而且在滑移面下4m处进行基础的埋设以及挡土墙的外面要堆积土石。

3.5监控量测

作为隧道新奥法施工重要内容的监控量测主要是通过监控量测来掌握好支护和围岩的动态，有助于选定支护的参数和稳定支护的结构。在施工中，地表沉降观测桩要埋设在洞顶的上面，而且按照隧道埋深的大小，起拱线、拱顶和墙腰三个部位观测点的埋设间距是3～5m，量测要根据图纸和量测的规程要求来进行，并及时分析处理量测的数据。在施工中支护参数、开挖进尺和支护参与工作的时间等要及时调整，围岩的变形速率一旦超标，就要采取有效的补救措施。开挖洞口左侧的下台阶时如果在左侧拱部的外侧坡面的混凝土喷射出现裂缝的话，此处围岩的压力就会出现增大的情况。如果围岩加大了拱部的位移量就说明了围岩的收敛值也加大了。为了防止避免左侧拱墙加大变性甚至出现拱架扭曲变形或挤进、支护混凝土开裂的情况，可以缩短开挖的进尺、及时支护边墙、增加锁脚锚杆和系统锚杆，而且仰拱要及时施作使支护结构成环来保证其的受力状态。对施工的隧道洞口要实行24h的值班制管理，而且值班人员对洞顶地表及洞内的初支情况要每两个小时就查看一次，并记录好裂纹长度、宽度的变化要素。发现异常情况的话，即时停止掘进，并向上级领导部门进行汇报。

总结语

由此可见，隧道洞口偏压浅埋段的施工技术决定了隧道的质量。尤其是对存在有偏压及岩体变形快的浅埋偏压隧道的进口段，良好的施工技术可以减少引发地质灾害的几率。在施工过程中要根据地质的实际情况来进行必要的调整，并采取动态施工的方式和制定相应的措施，确保施工的合理性。

参考文献：

[1]陈建勋，姜久纯，罗彦斌.黄土隧道洞口段支护结构的力学特性分析[J].中国公路学报，2008，21（5）：75-80.

[2]徐建国，王复明，蕖迎春.隧道收敛变形监测及围岩特性参敷反演[J].中国公路学报，2008，21（3）：81-85.