高速公路浅埋偏压连拱隧道的施工技术分析

高速公路浅埋偏压连拱隧道的施工技术分析 王登武 中国建设基础设施有限公司

摘要：当代我国经济高速发展，对于道路交通提出了越来越高的要求，以此为基础，在针对高速公路工程开展施工作业的过程中，必须针对隧道施工予以充分重视，且保障隧道施工的效果更有利于提升高速公路整体的应用效果。为了提升高速公路的整体使用价值，需要对浅埋偏压连拱隧道相关的施工技术进行充分分析，首先探讨工程案例，合理采用地表注浆加固技术，再选择适宜的开挖技术。从而促使高速公路浅埋偏压连拱隧道的施工效果得到提升，以供参考。

关键词：高速公路；浅埋偏压；连拱隧道；施工技术

隧道结构主要包括建筑物以及附属设备两个部分，其中建筑物为主体，由洞身以及洞门共同组成，附属设备则包括消防设施、避车洞、防排水设施以及应急通讯设施等，若隧道长度较大，还应具有专门的照明设施和通风设施。在开展高速公路隧道工程建设工作的过程中，因为地质结构较为复杂。所以极易出现浅埋偏压破碎地段，也就极易导致隧道施工效果受到影响^[1]，由此，必须保持相关施工工作的合理性，针对周边围岩进行有效处理，以避免出现隧道坍塌情况，进而引起更加严重的后果。可见，针对高速公路浅埋偏压连拱隧道的施工技术进行分析具有重要意义。

一、工程案例

某一高速公路施工工程中的隧道属于连拱隧道，隧道长约275m，埋深最大为35m，纵向坡度在20%左右，围岩处于IV~V级之间，且破碎程度较为严重。在该隧道之中，地面注浆长度在18m左右，预埋隧道深度偏浅，偏压情况较为显著，从地面处即可发现隧道入口及出口位置顶部岩体为白云岩，质量较差，同时表面已经出现严重破损，借助物探设备进行探测，探测结果显示，其中存在较为显著的低电阻异常情况，隧道开挖至此时，可能发生爆裂，由此可以认为，该隧道属于典型的“浅埋偏压隧道”。针对浅埋偏压隧道进行施工时，易发生规模较大的安全事故，所以在正式进入到施工阶段之前，必须首先全面开展技术论证工作，以尽可能提升围岩稳定性，以避免其中出现坍塌、滑坡等不良情况。

二、地表注浆加固技术

借助压力作用，通过钻孔将水泥浆液注入至破碎岩石的孔隙当中，之后针对破碎围岩进行挤压处理，以促使破碎围岩能够进行紧密连接，由此，水泥浆液逐渐发生固化的过程中，破碎围岩的各个部分即能够连接成为一体，并有效提升围岩刚度，此即为“地表注浆加固”。将该项技术应用于实际时，应以实际情况为基础，对注浆的具体范围以及程度进行合理控制，而对围岩注浆的范围及程度进行影响的因素，则主要包括围岩注浆压力、围岩地质孔隙度等多个方面。一般来说。应根据隧道开挖宽度对注浆加固帷幕进行选择，二者之间具有正比例的关系，通常隧道开挖半径与注浆加固帷幕半径处于1:3的状态。

三、开挖技术

（一）中隔墙技术

在连拱隧道之中应用中隔墙，一般应该选择具有复合弧形式特征的曲中墙，且应该以主洞钢管间距为基础，开展中隔墙的施工工作，针对墙顶部的间隙进行充分回填和压实。一般来说，若无特殊设计要求，使用水泥管对水泥砂浆进行填充即可。

（二）超前大管棚施工

应该在隧道洞口的位置设置超前大管棚，根据地形及地质的实际情况，合理调整管棚的入土深度。在管棚中应用的钢管均为热轧无缝钢管，规格为Φ108×6mm，将环向间距控制为40mm，同时接头部分使用丝扣进行对口连接，丝扣长度应为15mm。在衬砌拱部设置钢管，且应保持其与路面中线处于平行状态，如果出现钢管与设计位置偏离的情况，偏离幅度不可超过±20mm。并且，在隧道的纵向上，同一横断面之内，接头的数量不可超过50%，相邻的钢管接头必须至少保持1m的距离。与此同时，为了促使钢管刚度得到提升，在完成注浆操作以后。应使用M30号的水泥砂浆对管内进行适当填充。为了避免钻孔方向出现错误，应该针对明洞衬砌的外部设置 C25混凝土套拱，套拱厚度为70cm，纵向上的长度为2.0m，其中的孔口规格为Φ127×4mm。因为钻进过程中，钻头能够呈现出下垂情况，所以应对钻孔方向进行合理控制，要求钻进方向相对于钢管的设计方向来说，轻微向上偏移2~4°。在进行钻进之前，应该首先使用测量仪器对钻进的方向和位置进行明确，钻进过程中，也应全程使用测斜仪对钢管的偏斜程度进行监测，如果出现偏斜程度将要超过限定范围的情况，应该及时进行纠正，以避免后续的开挖工作和支护工作受到影响。一般来说，大管棚的注浆压力范围在1~2MPa之间，压力的稳定时间最少为1min，最多可为5min。同时应该以现场实际的地质情况为根据，对浆液的配合比进行合理调整，注浆量也应以现场实际情况为基础进行决定^[2]。

（三）洞身开挖方法

在本次施工中，针对隧道洞身的明洞段部分，应该采用明挖方法进行施工，以保障隧道洞口周边的边坡能够持续处于稳定状态，并以此为基础开展全断面模柱钢筋混凝土的施工工作，之后针对洞身开展开挖工作。在隧道的洞身部分，应针对不同的位置选用不同的施工方法，例如针对暗洞部分，应该选择应用新奥法，针对V级周围岩体区域，应该选择应用三导洞法。并且其中的主洞需要应用正台阶施工技术实施挖掘工作，IV级周围岩体区域应该选择使用中导主洞台阶施工技术进行分段挖掘。

在针对隧道洞身进行实际的开挖操作时，需要针对每循环进尺，均应进行严格、细致的控制，开挖处理上段面时，需要控制每循环进尺持续处于1.6倍型钢拱架的距离范围之内，并且开挖的长度应被控制在1.6倍洞身直径的范围之内，针对洞身下段面开展开挖操作时，开挖长度应在洞身直径1.6倍以下的范围内，并且通常应该采用左右交叉的挖掘方式，每次挖掘长度最小应为1.5m，最大可为3.5m，且必须处于3倍拱架距离之内。对于处于隧道洞口位置的偏压区域，在完成中隔墙施工之后，应该首先选择主洞之中洞身相对较低的一侧开展施工工作，之后再针对相对较高的一侧进行施工^[3]。

（四）支护和衬砌技术

针对隧道的主体部分进行建设，应该将新奥法原理作为开展施工作业的依据，也就是需要在进行作业时，对衬砌施工技术进行充分应用。在为隧道提供初始隧道支撑的过程中，应该首先针对围岩打入锚杆，再铺设钢网，之后在钢网上喷涂混凝土，以构成一面钉有钉子的墙，接着使用工字钢固定整体，最后提供拱形支撑。需要注意的是，围岩等级不同，需要应用的措施自然各不相同，在进行二次衬砌施工时，应该使用钢筋混凝土，且在钢筋混凝土与二次衬砌之间，如果选择设置防水层，应将防水层的厚度控制为1.5mm左右，一般EVA防水板或是无织土工布均可作为防水层的原材料，且隧道支护工作应该按照“由上至下”的顺序进行。在针对二次衬砌进行建设时，应该首先完成仰拱部分的建设工作，之后针对拱顶部分以及侧壁部分开展辅助衬砌工作，以保障隧道开挖操作以及支护操作的效果均符合相关要求^[4]。

结束语：

在开展高速公路建设施工作业的过程中，隧道工程占据重要地位，如果其中存在浅埋偏压地质的情况，则极易导致隧道施工效果受到影响，甚至出现危险，所以必须以实际情况为基础合理设计隧道施工方案，以促使隧道工程的质量得到提升，进而实现高速公路工程整体的质量得到提升。所以，在开展实际的隧道工程施工作业时，必须将地质情况作为设计施工方案的重要根据，要求全部相关人员均严格按照设计方案内容开展施工工作，尽可能避免由操作不当导致安全事故，也就有利于提升高速公路浅埋偏压连拱隧道的施工效果，同时可以为行业发展提供动力。

参考文献：

[1] 李伟. 高速公路双连拱隧道施工信息化管理技术探析[J]. 工程建设与设计, 2020(9):3.

[2] 张修洲. 大跨度偏压浅埋连拱城市隧道设计关键节点研究[J]. 中国勘察设计, 2020(7):4.

[3] 张思凡. 高速公路隧道洞口浅埋段施工中的双侧壁导坑技术[J]. 绿色环保建材, 2021(6):2.

[4] 李志双, 王嘉炜. 浅埋偏压隧道半明半暗段进洞施工关键技术研究[J]. 运输经理世界, 2021(11):3.