淺談隧道淺埋斷施工

李新剛

摘 要：公路隧道由于線形和設計、山體的原因，在施工中，存在較多的偏壓問題，通過分析和自己多年對隧道偏壓的多次施工，對于項目中的傾斜地段，提出了在地面上注漿小管道和壓力網混凝土輪廓的方案。在建造隧道的過程中，首先第一點是要保證隧道安全、順暢地通過，在這基礎上還要結合各種監測數據，來確保隧道內的支護和初始位移到達收斂平衡。

關鍵詞：隧道;淺埋;偏壓;地表小導管注漿;網片混凝土增壓

1 工程概況及地質條件

龍慶高速黃潭隧道右線全長715 m其中包括20 m明洞。黃潭隧道右洞洞口屬于丘陵斜坡地貌，圍巖以殘破積土和強～中風化巖體為主，呈送散～鑲嵌碎裂結構，巖體完整性差;出洞口屬于斜坡地貌，覆蓋層和全～強風化層厚度較厚，周圍巖石的地理材質較為弱化，并且還有部分碎石堆積，巖石整體的平穩性較差;花崗巖的材質較為堅硬，呈鑲嵌破碎結構～塊狀體結構。黃潭隧道右洞共存在兩處偏壓，一處位于隧道右線中間，YK151+260～272，剛好位于溝壑處。經我們測量組對地表實測，隧道最淺埋深1.7 m。且山體坡度呈60度以上，山體巖層以青巖為主。一處位于隧道右線出洞口，YK151+728～740，山體坡度為50度，最淺埋深2 m。巖體為積粉質粘土。以上兩處對隧道形成嚴重偏壓。隧道穿越此兩段偏壓段施工存在極大的塌方、冒頂等危險，就是當時能安全通過，對以后隧道二次襯砌、營運都有影響，為了保證對后道工序不產生影響，施工前須對此兩端偏壓段進行預加固處理。

2 處理方案比較

在實際操作的過程中有許多涉及淺埋偏壓發生故障的隧道工程的實例。通常，在洞口的位置開挖時，使用帶有偏置壁的隧道開口方法來處理偏置。表面密封劑的增強壓力可用于強度更高的開挖深度。針對此次過程的具體情況，已選取了以下三種方案來進行分析。

方案A：將擋土墻安裝在離隧道無偏部分的彎頭15 m處，以更換和加固地面，從而使隧道按設計建造。

方案B：將擋土墻安裝在淺埋地段，以替換和逐漸增加壓力，并且對巖石進行挖掘和開鑿。

方案C：使用小管將水泥漿注入地板并壓縮混凝土，并且在混凝土表面鋪設一層網。

A方案的淺層部分大致在隧道的中間，具有自然的垂直和水平坡度，并且隧道位于山上，因此在修建障礙物時會變得異常的棘手，但是擋土墻的橫截面大小和深度都很大，同時還容易被填充，因此實際過程中有許多項目，沒有建設通道。如果修施工便道，不僅要征很多林業用地，而且投入的費用極高。對于YK151+728～740出洞口次方案還可以施行，但是工程量大，受環境影響大，工期不能滿足。

B方案，和A方案差不多，不僅要修施工便道，機械也不容易到達施工場地，但擋墻和回填量相對A方案較小，同時增加了山體開挖的工程量，不僅開挖量大，最主要是對環境和自然破壞太大，造成自然環境不能修復。且在浙江南邊一年雨水較多，對施工造成影響，采用這種方案就必須延長工期。此方案對YK151+728～740段不能實行，如果這樣，同時會造成左線的偏壓，這樣更不利于我們施工。

方案C在表面上用小管進行灌漿，以產生混凝土壓力，在表面上用小管進行灌漿以進行加固。在較小的管上放置網格，并使用混凝土壓機增加偏置部分。所以說，避免了前兩種格式的缺點。但是對建筑技術的需求極為嚴苛。

各方案比較見表：

綜合考慮和結合本項目的特點，最終采用地表小導管注漿加固和網片混凝土增壓的方案。

在淺埋偏壓處的位置注入泥漿，使全風化巖體成為一個整體，增強全風化巖體的自穩性，同時在小導管上鋪設網片，在偏側產生混凝土壓力，當隧道承受偏壓增強時，可以明顯地降低偏壓效應。在表面的地方進行小管道灌漿，有效的提高了抵抗壓力的能力，而且還可以防止挖掘過程中隧道坍塌和屋頂掉落。網片使混凝土和山體通過小導管連接成為一體，同時混凝土也平衡了隧道的受力。考慮本項目隧道地形、地質條件，確定該地表豎向注漿預加固范圍為YK151+260～272，長12 m。YK151+728～740，長12 m。

3 地表小導管注漿并混凝土增壓方案設計

3.1 豎向小導管注漿設計

在小導管施工前，先對隧道淺埋段的原地面進行清表和將增壓混凝土的坡腳和坡頂做成臺階，臺階設置2個臺階，按照150×150 cm設置，臺階處的小導管垂直地面設置。導管的具體尺寸大小為42×4 mm，采用邊長為一米的正方形樣式，并且要超過地面半米，小導管按照下圖加工。

地面以上40 cm～50 cm不在小導管上鉆孔，地面以下小導管按照上圖鉆孔，孔按照梅花形布置，間距30 cm，孔徑10 mm。小導管長4.5 m。注漿初壓力要求在0.5 MPa～1 MPa，終壓1.5 MPa時可以停止注漿。單孔注漿量由漿液擴散半徑及圍巖的空隙率確定，按照下式進行計算和按照現場試驗確得：

3.2 混凝土設計

在混凝土施工前，在小導管距原地面以上40 cm鋪設一層￠6鋼筋網片，網片與小導管綁扎牢固，在混凝土施工中，不發生掉落和變形，網片的施工，使新施工的混凝土和山體連接成一體。因混凝土只是起平衡隧道受力的作用，因此對混凝土的抗壓強度和抗折強度沒有嚴格的要求，本項目設計的混凝土為C15號和C20號的混凝土。對YK151+260～272段的混凝土因為要采用泵送。所以考慮混凝土的和易性，采用C20號的混凝土。YK151+728～740，此段可以用料斗施工，所以采用C15號的混凝土。混凝土的平均厚度不小于2.5 m，并確保拱肩部位埋深不小于4.5 m。混凝土施做后，不能立即開挖隧道，待混凝土強度達到設計值后，方可隧道開挖，如有與隧道初期支護干擾的小導管，可將其剪斷。

4 監控量測分析

為了了解隧道在開挖工程中的沉降和收斂，每5 m布設一個斷面的監控量測點，隧道在剛開始通過此斷面時，每天進行兩次觀測，通過觀測數據，當每天收斂值小于5 mm時，可以每星期觀測2次。上空開鑿的位置一般離地大約80 mm左右，平均每天在1.3 mm，基本上可以認為隧道時穩定的。由此可以認定本項目采用地表小導管注漿和混凝土增壓的方案對隧道的偏壓處理有很好的效果。

5 結束語

在山體隧道的淺埋位置，一般會受到山脈的地理位置，巖石的材質，工程實施計劃和實際環境的限制，并且很難應對傾斜壓力，尤其是在深山，陡峭的山谷和高度偏斜的隧道中。該項目的實施，可以通過使用混凝土密封膠和小型水管，灌漿加固等方法，不斷的減小壓力分布來有效地減少隧道偏壓和抵抗偏壓的影響，并可以增加淺埋位置的混凝土壓力。在開挖過程中可以防止隧道塌陷和上空塌落，這對于隧道施工來說，起著決定性的作用。小型地面管道的注漿和混凝土模板是應對淺埋偏壓一種非常實用的方法。

參考文獻：

[1]張兵.隧道通過淺埋段施工方案及施工安全措施研究[J].工程技術研究，2020（20）：53-54.