隧道洞身淺埋段施工工法淺析

周 杰

(貴州高速公路集團(tuán)有限公司)

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隧道洞身淺埋段施工工法淺析

周 杰

(貴州高速公路集團(tuán)有限公司)

隧道施工中，由于淺埋段地質(zhì)條件較差，因此需要在施工前對洞內(nèi)淺埋區(qū)進(jìn)行加固施工，以提高圍巖的穩(wěn)定，確保施工安全。對隧道洞身淺埋段的施工工藝進(jìn)行了淺析，以供參考。

隧道；淺埋段；施工

1 隧道洞身淺埋段的特點

(1)一般來說，隧道的拱頂為土層，圍巖風(fēng)化程度大，無法保持穩(wěn)定，因而隧道斷面往往存在土層和巖層的交界；(2)隧道洞身淺埋段多數(shù)位于流水面的匯集區(qū)域，因此防排水能力要求高；(3)某些淺埋段的地表建設(shè)有居民房屋或道路等重要建筑物；(4)洞身淺埋段地形復(fù)雜，道路交通不暢，導(dǎo)致一些大型機械或施工材料無法順利運入。

2 隧道洞身淺埋段施工工法

2.1 蓋挖法

蓋挖法的優(yōu)點在于：(1)可利用機械進(jìn)行施工；(2)為節(jié)省臨時支撐，可直接采用結(jié)構(gòu)板作為基坑開挖的支撐；(3)能夠縮短占道時間，從而減少對地面的干擾；(4)施工不易受外界氣候的影響。

2.2 明挖法

所謂明挖法是指在隧道范圍內(nèi)，進(jìn)行全斷面開挖，同時對明洞邊坡采取臨時的支護(hù)加固措施，再進(jìn)行隧道明洞的襯砌結(jié)構(gòu)施工。明洞襯砌結(jié)構(gòu)施工要確保其完成強度能夠達(dá)標(biāo)，然后才能進(jìn)行防排水的處理工作，對洞頂進(jìn)行回填。此方法一般適用于洞頂覆蓋較薄，不宜采用鉆爆法進(jìn)行修建的隧道地段。

明挖法的施工控制要點在于當(dāng)雙線隧道的斷面較大，需要進(jìn)行全斷面的開挖施工時，由于明挖法邊坡較高，便于進(jìn)行邊坡防護(hù)。待隧道襯砌結(jié)構(gòu)完成之后，在進(jìn)行地表回填時，需要隧道具有較高的防排水功能，因而可以在明洞的外側(cè)，涂抹合適的防水涂料，結(jié)合防水板的設(shè)置措施，以達(dá)到較好的防水效果。

2.3 暗挖法

(1)洞內(nèi)超前加固暗挖

洞內(nèi)超前加固暗挖施工技術(shù)是暗挖法的一種，適用于具有3 m以上擺設(shè)深度的隧道，在開挖后期圍巖能夠自穩(wěn)的隧道淺埋段施工，施工方法需要超前支護(hù)以及初期支護(hù)措施配合進(jìn)行。洞內(nèi)施工超前支護(hù)一般采用的是小導(dǎo)管或洞身超前管棚方式。尤其是在富水地段，還應(yīng)當(dāng)進(jìn)行超前預(yù)注漿或開挖后注漿施工。如果隧道圍巖的質(zhì)量相對較好，能夠抵抗強風(fēng)化或弱風(fēng)化時，可以采用三臺階臨時仰拱法；而當(dāng)圍巖全部為風(fēng)化巖層或土質(zhì)層時，則可以采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法或CRD法。

該方法的施工控制要點在于，進(jìn)行超前支護(hù)時必須嚴(yán)格按照設(shè)計要求，將實際施工落實到位，嚴(yán)謹(jǐn)控制開挖的進(jìn)尺，對上臺階每循環(huán)進(jìn)尺的控制，一般應(yīng)低于2榀拱架間距，而仰拱開挖的每循環(huán)則應(yīng)低于3 m。

(2)洞外套拱加固暗挖法

該法是根據(jù)地表地形情況，在拱頂?shù)囊欢ǚ秶鷥?nèi)，進(jìn)行混凝土套拱加固施工，混凝土套拱的布置一般控制在隧道斷面3 m左右的范圍以內(nèi)。最后在套拱下開展暗挖施工。該法的主要適用于隧道埋深極淺，甚至已經(jīng)部分拱頂出露地表的情況。

洞外套拱加固暗挖法的施工控制要點在于對套拱拱腳地質(zhì)情況的確認(rèn)，如果巖質(zhì)較差，則需要通過擴(kuò)大拱腳的方法，增設(shè)一定的鎖腳鋼管。在進(jìn)行暗挖施工過程中，應(yīng)使施工安全的管理控制與洞內(nèi)超前加固暗挖能夠同步。在進(jìn)行二次襯砌結(jié)構(gòu)施工前，則可以采用土工布加設(shè)防水板的方式進(jìn)行防水，其防排水效果更好。

2.4 地表加固法

(1)空口土方和錨網(wǎng)噴的施工。

施工時，首先應(yīng)實施洞口的土方刷坡，進(jìn)行邊坡的仰坡放線，然后進(jìn)行坡頂截水溝施工，以避免洞口坡面遭到水流沖刷。根據(jù)設(shè)計要求，按照自上而下的順序開展分層坡的開挖工作，規(guī)劃一定的施工防護(hù)。在進(jìn)行土方開挖時，可以利用挖掘機，進(jìn)行軟石打眼時也可以利用風(fēng)鉆機施工，減少不必要的勞動力。必要時可以設(shè)置分級臺階，按照土石穩(wěn)定情況確定具體的施工坡度，從而加強對邊坡穩(wěn)定性的觀測，并選擇合適的位置以增加位移和沉降測量點。

對于那些暴露的圍巖，可以利用錨網(wǎng)噴體系進(jìn)行封閉施工，封閉前應(yīng)注意預(yù)留梅花形的舒水孔。坡面施工采用風(fēng)鉆機進(jìn)行鉆孔，鉆孔規(guī)格為直徑60 mm，長度3.5 m。混凝土施工結(jié)束后是錨管的施工，加工時采用直徑為42 mm，長度為3 m的無縫鋼管，鋼管上需要鉆上溢漿孔，并于尾部設(shè)置墊板。鋼筋網(wǎng)的設(shè)置中，應(yīng)采用直徑8 mm的鋼筋材料，網(wǎng)格的設(shè)置規(guī)格為20 cm×20 cm。

(2)預(yù)支護(hù)施工。

①在預(yù)支護(hù)施工措施中，超前小導(dǎo)管的應(yīng)用非常廣泛，且常常與鋼拱架配合使用。在隧道洞口邊仰坡進(jìn)行封閉施工后，需進(jìn)行洞面的整修，并安裝鋼拱架，安裝時應(yīng)注意盡可能貼近洞面，使小導(dǎo)管能夠沿著鋼拱架的腹部，穿透過頂，進(jìn)入圍巖之中，最后將小導(dǎo)管尾部與鋼拱架焊接在一起，從而形成預(yù)支護(hù)體系。最后在小導(dǎo)管內(nèi)部注入漿液，使?jié){液通過管壁小孔溢出到地表孔隙中，完成施工。

②大管棚預(yù)支護(hù)施工前應(yīng)先對縱橫斷面進(jìn)行測量，在大管棚注漿加固中，主要是采用洞口大管棚手段，用鋼筋焊接成一個導(dǎo)向鋼管，利用混凝土澆筑進(jìn)行包裹，從而形成導(dǎo)向墻。管棚鋼管的施工需要運用機械頂進(jìn)，導(dǎo)向管與鋼管之間的連接可以采用剛速凝水泥進(jìn)行嚴(yán)密堵塞。需要注意的是，在事先就應(yīng)當(dāng)設(shè)置好排氣孔和進(jìn)漿孔，所注射的水泥漿水灰比控制為1∶1。

③預(yù)注漿施工

如果洞口的圍巖存在穩(wěn)定性差，就需要對洞口的地表進(jìn)行加固處理。施工時需要先在隧道的洞頂上設(shè)置一個完整的成拱殼。進(jìn)行地表注漿時選用全孔一次性注漿方式，可以避免坍孔。如果出現(xiàn)嚴(yán)重的坍孔現(xiàn)象，則需要進(jìn)行注漿處理，此時的注漿水灰比仍然為1∶1。洞面整修后，即可開始開挖施工，開挖深度一般控制在1.5 m，洞口澆筑漿墻高度為2 m。

地表注漿加固之后，需依照1.5 m×1.5 m的梅花型，進(jìn)行注漿施工，以保證開挖工作面能保持一定的穩(wěn)定性。一旦能夠順利進(jìn)洞，就應(yīng)該快速修筑洞門，然后進(jìn)行隧道邊坡及仰坡的施工，首先形成穩(wěn)定的支撐，然后完善洞口排水系統(tǒng)。

3 結(jié) 語

如今各種公路和鐵路建設(shè)發(fā)展起來，對于路線的設(shè)計要求也越來越高，隧道作為其中一項重要工程，常常在一些不良地段的線路修建中發(fā)揮作用。隧道洞口是進(jìn)出要道，其質(zhì)量影響著工程的質(zhì)量，必須在發(fā)展中不斷提高、創(chuàng)新施工技術(shù)，才能夠為隧道施工提供更好的安全保障。

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2015-01-15

U445

C

1008-3383(2015)09-0135-01