隧道大跨淺埋偏壓隧道粉質黏土施工技術

程 勝，萬橋貴

（中建四局貴州投資建設有限公司，貴州貴陽 550081）

1 工程概況

甕馬鐵路大寨壩隧道位于貴州省黔南州布依族苗族自治州甕安縣江界河鎮茶園村附近，隧道起訖樁DK29+638~DK30+163，總長525m，雙線隧道，設計時速120km/h。

大寨壩隧道是雙線隧道斷面約130m2。出口地質條件為灰巖灰泥巖、弱風化、節理裂隙較發育，巖體較破碎，局部破碎。

旋噴樁及大管棚設計情況：隧道出口DK30+132～DK30+143段地表為粉質黏土，厚度約7m，暗洞施工前，采用旋噴樁進行地表加固，加固范圍為隧道中線兩側各8.02m。旋噴樁加固深度范圍：開挖輪廓內至拱頂初支，開挖輪廓外至基巖面以下0.5m。旋噴樁直徑φ600mm，橫向間距1.2m，縱向間距1.2m，梅花型布置。出口大管棚單根設計長度為33m，總計45根大管棚，環向間距為0.4m。

2 隧道淺埋偏壓處治方案

在進洞施作前:

（1）該隧道出口采用三重管法施作完成地表加固243根旋噴樁。

（2）完成邊仰坡外的截（排）水溝施作，見圖1、圖2。

圖1 截水天溝斷面1:50

圖2 截水天溝現場

（3）完成洞口永久邊仰坡及回填后仰坡采用拱形截水骨架護坡，洞口臨時邊坡采用錨噴網防護，錨桿采用C22砂漿錨桿，L-3m，間距1.5m×1.5m，梅花形布置；噴射混凝土采用10cm厚C25網噴混凝土，鋼筋網格25cm×25cm。洞口邊仰坡施工應由上而下，隨挖隨護。同時錨噴網防護內設置仰斜排水孔。

（4）完成導向墻及大管棚施作。

完成以上施作后，進洞施工按照設計三臺階臨時仰拱工法施作；上臺階進尺4m后出現邊仰坡滑移現象。

針對施工中出現的問題，考慮粉質黏土物理力學特性，采用以下處理方案：

（1）先利用洞渣進行反壓回填，防止滑移現場發生，見圖3。

（2）對偏壓部位進行削坡減載。

（3）及時對洞頂裂縫位置用黏土回填后進行噴混凝土封閉并覆蓋彩條布，以防雨水侵入造成更大滑移。設觀測樁，對洞頂地表位移、拱頂下沉等及時進行監控量測、數據分析，為滑坡處理提供第一手可靠數據。

（4）仰坡位置采用超前小導管注漿加固支護措施。

圖3 洞渣反壓回填

3 進洞施工

3.1 洞身開挖方式

原設計施工：出口方向明暗交界處往洞身20m范圍內采用的是三臺階+臨時仰拱法。

圖4 三臺階臨時仰拱法施工工序橫斷面

該隧道屬于大跨淺埋偏壓則通過調整優化開挖方式采用三臺階臨時仰拱+上臺階預留核心土法。預留核心土起到穩定、穩固作用。

隧道開挖施工前先進行超前地質預報，地質預報采用超前水平鉆、地質雷達和加深炮孔進行預測，根據探測結果采取措施。

圖5 三臺階臨時仰拱+上臺預留核心土工序斷面

（1）利用上一循環架立的鋼架施作隧道超前支護；

（2）弱爆破開挖①部；

（3）施作①部導坑周邊的初期支護，即噴混凝土，鉆設錨桿、掛網、架立鋼架，并設鎖腳鋼管；

（4）支護完①部，滯后①部一段距離后，開挖核心土；

（5）導坑底部鋪設I18輕型工字鋼，噴18cm厚混凝土，施作①部臨時仰拱，封閉掌子面8cm；

（6）復噴混凝土至設計厚度。必要時在①部中間設置豎向支撐；

（7）在滯后于①部一段距離后，弱爆破開挖②部；

（8）導坑周邊部分初噴混凝土鉆設錨桿、掛網、架立鋼架，并設鎖腳錨桿；

（9）導坑底部鋪噴18cm厚混凝土，施作②部臨時仰拱；

（10）復噴混凝土至設計厚度；

（11）在滯后于②部一段距離后，弱爆破開挖③部；

（12）初噴混凝土，鉆設錨桿、掛網、架立鋼架、并設鎖腳鋼管；

（13）灌筑該段內IV部仰拱；

（14）灌筑該段內V部隧底填充。

根據檢控量測結果分析，待初期支護收斂后，利用襯砌模板臺車一次性澆筑VI部襯砌（拱墻襯砌一次施作）。

3.2 超前小導管支護

出口明暗交界（DK30+146~DK30+116）處往小樁號30m范圍內，設計是大管棚支護。進洞開挖為安全考慮，另增設采用超前小導管支護；超前小導管配合型鋼鋼架、格柵鋼架使用。其縱向搭接長度不小于設計值且不小于1m。

超前小導管設計參數：超前小導管為長L=5m的φ50mm×5mm長度符合設計要求；小導管前部鉆注漿孔，孔徑6～8mm，孔間距10～20cm，呈梅花型布置，前端加工成錐形，尾部長度不小于30cm，作為不注漿的止漿段。小導管環向間距為40cm；傾角外插角5°～10°，可根據實際情況作調整。水泥漿或水泥砂漿，一般采用水泥漿，水灰比為1:1；當圍巖破碎、地下水發育時，為調凝需要采用水泥-水玻璃雙液漿，要求漿液等級不低于M10。注漿初壓為0.5MPa，終壓為1.0MPa。

4 結束語

伴隨我國鐵路建設飛速發展，鐵路隧道施工會遇到各種地質條件，對于粉質黏土偏壓淺埋隧道施工經驗總結，結論如下：

（1）粉質黏土地質條件下大跨埋偏壓淺隧道，對邊坡處進行削坡減載，減少土壓不平衡狀態；針對出現裂縫要黏土封堵后用噴射混凝土來覆蓋。對滑移采用洞渣進行反壓回填處理，起到支擋作用。

（2）軟弱圍巖、淺埋，隧道在掘進時采用“三臺階臨時仰拱+核心預留土”法施工，對設計未設超前小導管處增設超前小導管，降低施工風險，提高施工質量。

（3）通過對復雜地質條件下偏壓淺埋隧道施工技術研究和實踐應用，解決安全問題及質量問題，為今后類似項目提供借鑒。