淺埋偏壓隧道施工技術研究

張 斌

(核工業西南勘察設計研究院有限公司， 四川 成都 610000)

0 前言

隧道偏壓是一種較為常見的問題，一旦出現偏壓，便會使隧道的支護結構發生變形。所以，在隧道的設計與實際施工過程中，需要利用有效的防治措施對隧道偏壓情況進行控制，盡可能的降低隧道變形，提高施工的安全性。此外，若隧道偏壓的處理不合理，還會導致隧道病害，嚴重時還會造成塌方等惡性安全事故，導致工程延誤的同時，也會為工程帶來嚴重的經濟損失，威脅施工人員安全。基于此，對淺埋偏壓隧道施工技術進行研究，具有極為重要的實踐意義。

1 淺埋偏壓隧道施工技術簡介

在高速公路的建設過程中，當工程建設進入到山嶺地區時，因圍巖破碎極容易導致淺埋傍山隧道以及黃土隧道發生偏壓。導致隧道出現偏壓的原因主要包括三種：（1）地形原因。由于傍山隧道以及淺埋洞口處，隧道洞身兩側的圍巖壓力分布，是不對稱的，因而極其容易發生偏壓。（2）施工原因。實際施工過程中，因隧道開挖方法不當，或者支護不及時等，也會導致隧道圍巖失去原有的穩定性，或者出現變形，進而導致應力集中，最終出現偏壓。因此，為了避免偏壓現象，在隧道開挖施工時，禁止選擇大進尺、大斷面開挖，而支護參數也應該按照施工現場的具體情況進行選擇，同時根據相應規定進行超前支護[1]。（3）地質原因。隧道圍巖自身的穩定性比較差，或者存在滑動面，或者內存溶洞等，都會對隧道的穩定性產生嚴重的負面影響。上述三種原因，是導致隧道出現偏壓的主要原因。

2 淺埋偏壓隧道施工技術的主要思路

2.1 對地表進行加固

地表加固工作，是淺埋偏壓隧道施工的重要前提，在這一過程當中，需要專業的技術型人員，分析、解決出現的問題，如針對地表裂隙，應予以及時封閉。與此同時，施工人員還應該對接下來施工過程中，有可能出現的問題進行喲小防范，避免出現同類問題。除此之外，工作人員還要采取有效措施，對地表水進行防護，以免出現地表水下滲、下漏等問題，進而導致隧道結構的安全性與穩定性降低，對工程施工的正常進行產生影響。

2.2 做好支護工作

為了提高隧道結構的穩定性，應采取有效措施，提高隧道的抗傾覆力，因而需要對隧道的洞口處進行支護，提高隧道進口、出口以及洞身的支護力度，對隧道洞口進行加固，進而降低地震等自然災害發生，而對隧道穩定性產生的負面影響。

2.3 降低巖體活動次數

在隧道施工的過程中，相關工作人員均會事先對施工現場進行必要的勘察，充分了解施工現場的地貌、地質情況，并且全面掌握相關數據信息，按照現場實際情況，開展隧道開挖與施工[2]。同時，針對地質、地貌較為特殊的地段，應基于因地制宜的基本思想下，利用特殊的開挖方法進行施工，盡可能的降低在該地段內對圍巖的改動與挖掘次數，爭取用最短的時間完成開挖工作，并及時對支護鋼架進行閉合，以此來降低隧道洞口處的垮塌風險。

3 淺埋偏壓隧道施工技術

3.1 短臺階施工法

短臺階施工法指的是，在掌子面進行開挖時，利用松動爆破，之后將洞渣利用機械，送至臺階之下，之后再進行裝車出渣的方法。此種方法不僅開挖的時間較短，并且隧道具有較強穩定性[3]。此外，因上臺階比較短，下臺階與仰拱閉合時間也比較短，因而隧道襯砌結構可以較快的封閉成環，進而減輕隧道偏壓程度。此外，利用短臺階法，還可以降低圍巖變形，加強隧道施工過程的安全性。但是，短臺階法也具有明顯的缺點，即因上導坑的臺階短，導致出渣速度比較慢，并且上、下導坑的施工是互相影響的，進一步降低了施工速度。

3.2 環形開挖留核心土法

顧名思義，此種方法，即指在隧道開挖時，對核心土進行保留，而只對拱部進行環形開挖，同時及時進行初期支護，之后再對核心土進行開挖，繼而對下部進行施工的方法[4]。環形開挖留核心土法這一施工方法，因掌子面的核心土得以保留，因而最大程度上增強了隧道掌子面的穩定性。同時，因只對拱部的環形開挖，故而開挖斷面小，能夠確保開挖之后圍巖的穩定性。

3.3 雙側壁導坑法

此種方法是一種一邊開挖，一邊進行支護的施工方法，其阿靜整個隧道的斷面，劃分成幾個小斷面進行施工，之后以每個小斷面為單位，對其進行支護，當一個小斷面的支護穩定之后，再對其他斷面進行開挖。一般情況下，雙側壁導坑法主要應用于無法利用短臺階法進行施工的大斷面的隧道，以及圍巖破碎情況比較嚴重的Ⅴ～Ⅵ圍巖隧道[5]。這是因為，大斷面的隧道在開挖時，穩定性較差，因而需要利用合理手段，對其開挖斷面面積進行縮小，進而確保開挖時圍巖的穩定性，盡可能的減少隧道偏壓。但是，雙側壁導坑法的缺點也比較明顯，由于其需要將大斷面劃分成一個個小的斷面，因而施工的速度較慢，出渣運輸極為不方便，在實際應用中，比較容易導致工期延誤，降低施工效率。

4 案例分析

4.1 工程概況

某淺埋偏壓隧道的圍巖，是千枚巖，并且偏壓程度較為大，隧道不僅覆蓋層較淺，圍巖穩定性弱，同時還存在著雨淋型地下水。因千枚巖自身穩定性較差，因而在該隧道開挖時，需要對圍巖進行適當的加固，增強其穩定性。

4.2 進洞施工技術

首先，在施工正式開始之前，進行詳細的地質勘查以及地質鉆孔，以準確的了解、掌握隧道圍巖的實際情況，包括風化情況、破碎情況，以及圍巖自身的巖性、走向、分層、覆蓋層厚度與地層厚度等。同時，對工程設計中關于超前支護以及支護方式的合理性進行驗證，確保其滿足施工要求。其次，進行超前支護。由于千枚巖的極易破碎，因而此次隧道施工中采用了超前長管棚與超前小導管相結合的支護方式，以保障隧道開挖時的安全性。最后，按照隧道偏壓的實際情況，在位于隧道施工線路之上的襯砌、地表等位置，設置監控量測樁點，對拱頂下沉、地表下沉的實際情況進行監測，同時利用靜態數據分析，全面掌握隧道圍巖以及襯砌的實際變形情況，為后續應對措施的采用提供依據。

4.3 隧道開挖施工技術

首先，在超前支護方法的選擇上，該工程設計管棚的直徑為 108mm，長度為30m，壁的厚度為 6mm；其次，在開挖方法的選擇上，該工程選擇了環形開挖預留核心土法，并按照施工現場情況，調整了部分施工工序，及時進行支護，并對圍巖的實際變形情況進行了實時監測；最后，在爆破方法與參數的選擇上，由于該隧道的爆破過程中，主要利用光面爆破與預裂爆破開挖法，其中上導坑進行光面爆破，而下導坑與仰拱則采用預裂爆破法。

5 結論

因受到圍巖變形的影響，淺埋偏壓隧道的施工存在很大的安全隱患，不僅影響著工程的穩定性，同時也會對施工人員的自身安全產生重要威脅，因而必須對其進行處理。本文簡單介紹了淺埋偏壓隧道施工技術，并對產生偏壓的致因進行了分析，同時闡述了淺埋偏壓隧道施工技術的主要思路以及施工方法，最后進行了實際案例分析，通過案例分析證明，采用合理的施工方法，能夠有效的解決隧道偏壓問題，且效果較為良好。

[1]梁玉榮.淺埋偏壓隧道洞口段施工力學特性及控制技術研究[J].中國公路，2017，22(21)：116-117.

[2]梁玉榮.淺埋偏壓隧道洞口段施工力學特性及控制技術研究[J].中國公路，2017，36(17)：110-111.

[3]張大利.淺埋、偏壓及軟弱圍巖隧道施工技術解析[J].江西建材，2017，15(13)：143-147.