隧道进口浅埋偏压隧道施工技术

隧道进口浅埋偏压隧道施工技术

王绍彬

云南第一公路桥梁工程有限公司   671000

    摘要：隧道进口浅埋偏压隧道施工技术主要是根据隧道工程建设区域实际情况，选择合适的支护方法与手段，通过支护和加固处理增强软弱围岩稳定性，为这类隧道工程施工顺利进行提供安全、稳定的作业条件。该技术在应用之前，先要分析浅埋偏压隧道形成的原因以及对工程建设的影响，明确施工技术的应用思路，合理选择隧道洞口辅助施工方法，而后按照相关技术流程进行规范有序操作，保障开挖质量和支护效果，还要做好明洞段和侧面挡墙施工作业，并注重监控测量，结合实际情况对技术方案进行优化调整。

    关键词：隧道进口；浅埋偏压隧道；辅助工法；开挖方法

    隧道工程是在一些特殊地形条件下比较常见的道路建设形式，比如在修建山区道路时，为防止对山体结构的稳定性造成影响，会在河谷地域设置隧道。部分隧道设置于地形地质较为复杂的区域，隧道路线走向位置地形整体形状为斜坡状，且洞顶表面覆盖层的厚度相对有限，实际开挖阶段易受到偏压影响，会导致隧道结构发生变形。对于浅埋偏压隧道工程若没有及时采取有效措施进行防范处理，则会导致山体结构出现严重变形的情况，从而引发坍塌或者滑坡现象，因此，加强对隧道进口浅埋偏压隧道施工技术的研究具有现实意义。

    1.浅埋偏压隧道形成原因

    浅埋偏压隧道的形成主要与自然条件、施工质量和施工技术等因素有关。自然环境条件主要是指在工程建设过程中遇到较长的山脉，若施工之前缺乏对山体结构具体情况以及周围岩层的分布情况进行勘察与监测，在隧道建设过程中没有对施工方案内容进行优化调整，很容易出现隧道两侧荷载不均匀的现象，从而引起隧道偏压；施工质量问题主要与建设单位的质量管控有关，部分单位为了快速完成项目任务，过分追求施工速率，不注重对每个作业内容的严格管控，导致某一子工程建设质量不达标，从而引起隧道偏压；施工技术原因主要是指隧道工程技术应用不标准，有些技术人员缺乏经验，没有掌握不同地质条件下的隧道施工要点，无法发挥施工技术的真正作用，最终的施工效果不理想，容易形成偏压隧道。

    2.浅埋偏压隧道的影响

    2.1对隧道工程稳固性的影响

    浅埋偏压隧道形成后对整个隧道工程的影响比较大，不利于各项施工作业顺利开展，施工进度相对缓慢，为了保障安全施工作业，还需要投入较多资金成本。如果隧道安全防控不到位，导致隧道偏压严重，出现岩石结构变形情况，则会威胁整个施工队伍的人身安全。由于偏压隧道两侧衬砌的外力作用大小不同，若出现超出衬砌结构承载能力的情况，则会破坏衬砌的剪力结构，从而影响隧道整体的稳固性。偏压隧道施工中，在隧道洞口部位容易出现斜向或者纵向裂缝，裂缝的大小与隧道偏压程度有关，二者呈正比例关系。

    2.2对隧道洞口仰坡的影响

    隧道开挖建设过程中若偏压严重，则经常会出现围岩结构松动或者位移的情况，一旦发生这类现象，隧道洞口的稳定性就会受到影响而产生变形，严重情况下还会造成塌陷。仰坡山体出现位移会破坏原有围岩强度，一旦遇到降雨天气，那么隧道仰坡发生滑坡的概率比较大，进一步导致了隧道偏压过大。另外，如果隧道内部上方的岩石层结构不稳定性，或者结构遭到破坏，也会导致隧道工程的受力体系发生改变，深层结构部位会产生偏压推力，增加了隧道围岩结构的荷载力。若在出现这一问题时没有及时防护与控制，则会出现地表裂缝问题，而后逐步对整个工程结构体系造成破坏，从而引起结构崩塌。若边坡结构主要由软黄土层和碎石组成，那么受到的影响更大，滑坡也更为严重，进而加剧隧道偏压。

    2.3对隧道施工建设的影响

    由于隧道工程的建设环境条件较为恶劣，施工过程中还会受到较多因素的影响，若存在偏压情况但没有对技术方案进行相应调整，则会使隧道偏压现象更为严重，从而增加了隧道工程的建设难度，影响工程建设效益。为促进隧道工程施工作业顺利开展，则应对浅埋偏压隧道施工中可能出现的问题进行全面分析，并制定科学、严谨的防护措施，对隧道工程建设区域进行加固处理，保证技术人员和施工作业人员能够安全作业。具体建设阶段还应随时关注隧道内外结构的应力变化，再分析边坡结构是否稳定，而后根据相关参数变化进行施工方案调整，有利于消除各类隐患。

    3.浅埋偏压隧道施工技术思路

    3.1地表加固处理

    该类隧道工程在实际施工之前，要对建设区域地表结构进行加固处理，提前对现场情况进行全面细致勘察，分析隧道工程施工中可能遇到的各类问题，而后制定科学有效的处理措施，为后续工程建设打好基础。地表裂隙是地表加固处理阶段比较常见的问题，要对其进行封闭处理，强化整体结构的密实性，并采取相应预防措施对相似问题的出现进行严格把控。另外，地表水处理也是地表加固中的一项重要工作，要能够将隧道工程建设区域地表水快速引导到河流中，以免出现下渗下漏的情况，否则会对隧道内部结构造成侵蚀，破坏洞内结构稳定性，影响施工安全，也不利于隧道工程整体有序开展。

    3.2隧洞支护处理

    隧道工程建设中为保证施工作业安全开展以及各项技术充分落实，则应保障隧洞整体的抗压能力和抗倾覆能力达到要求，为能够增强隧洞的这方面能力，保证隧道结构的稳定性，则会采用支护施工方式，在隧道进出口部位和隧道洞身内部等进行全面支护，有利于提高隧道工程整体结构的强度与稳定性。工程建设单位应加大支护力度，结合隧道施工区域地质条件实际情况选择合适的支护方式，保证加固效果。科学完善的支护体系能够为隧道工程施工有序进行创造良好条件，还能够降低各类灾害问题发生对隧道结构和工程稳定性的影响。

    3.3减少岩体活动

    隧道工程施工作业之前，会安排专业人员对现场情况进行全面细致勘察与调研，了解施工段的地质条件、地形地貌情况，根据收集到的资料信息制定相应的施工方案，而后结合实际情况进行开挖施工。整个过程应做到因地制宜，同时也要控制好力度，尽量降低对周围岩石层结构的影响，减少围岩改动，保证隧道结构的稳定性。若处于一些特殊地段，则应选择适应性比较强的开挖方式，同时也要考虑到施工周期问题，快速完成开挖作业并对支护钢架进行闭合处理，可以提高隧道洞口结构部位的承受能力，降低在后续施工中该结构坍塌问题的出现。

    4.隧道洞口施工常用的辅助工法

    隧道洞口施工作为整个工程中的基础内容，在浅埋偏压隧道施工之前会根据现场情况对洞口部位进行相应处理。在不同地质条件下进行隧道洞口开挖会出现较多问题，若没有提前进行调研勘察，随意盲目进行开挖作业，则会对边坡结构的稳定性造成破坏，出现坡面滑动的现象，有时还会引起地表塌陷。为控制影响隧道正常施工的多方面因素，保证隧道洞口结构的安全性与稳定性，则应采用辅助施工方法，对隧洞结构进行加固处理，保证岩石层结构稳定。隧道洞口段加固施工处理技术种类比较多，针对性不同的施工目的，所选用的施工方法有所不同，一般可以分为稳定掌子面、稳定地表以及涌水处理三方面的辅助工法，具体方法种类如表1所示，应掌握每种方法的作用优势的技术要点，结合现实情况进行合理规划，确保隧道洞口安全稳定。

表1 隧道洞口段加固工法表

    5.隧道进口浅埋偏压隧道施工技术应用分析

    5.1 洞口施工的开挖方法

    5.1.1中隔壁法

    软弱围堰隧道洞口施工中常用中隔壁法，先对隧道的一侧进行开挖作业，找到隧道横断面的中线位置设作中隔壁，而后再进行另一侧开挖施工。一侧开挖结束后要进行初期支护处理，保证整体结构安全、稳定后开展另一侧开挖工作，整个过程中需要运用正台阶法施工方式，快速完成开挖施工。对于一些长度较大的隧道，在进行两侧隧洞开挖时，也可以将其划分为三个区域，分阶段开展开挖作业，以免出现隧洞跨度过大的情况，能够保证开挖质量，也可控制围岩结构出现变形情况。

    5.1.2交叉中隔壁法

    交叉中隔壁法是在中隔壁法不满足工程建设要求时，可以在中隔壁法的基础上架设临时仰拱，形成交叉中隔壁法，能够对隧道的洞内情况进行有效分隔，而后按照一定的顺序要求标准进行隧道开挖。该施工作业方法可实现对洞室毛跨度进行有效控制，通过中隔墙的施工可以把开挖分成几个部分，逐步进行开挖处理，可以降低对周围岩石层结构的影响，也能保证地层结构稳定性。该技术方法在地下水位较高、隧洞开挖作业面不稳定的隧道工程施工中较为适用。

    5.1.3三台阶七步开挖法

    该开挖技术是从台阶法发展而来，具体进行开挖施工的过程中，可将隧道洞口施工断面设置成环形形状，进行隧道开挖的过程中能够有效应对不良土质的影响，对于涌水现象也可以进行妥善处理。该开挖方法能够对土壤进行充分利用，实现对整个作业面的有效支护，便于施工作业顺利开展。该技术方法对隧洞围岩结构的影响比较小，整个施工作业过程的安全性能够得到保障。通常在一些软弱围岩和土质围岩结构条件下建设的隧道工程中较为常用，可保证洞口开挖质量。

    5.2超前管棚注浆支护

    隧道进口浅埋偏压施工技术在应用期间，若遇到断层破碎带结构或者软弱围岩结构，为强化支护效果，一般会采用超前管棚注浆支护方式，主要使用钢拱架、钢管、网喷锚等进行注浆施工，形成超前支护，能够增强隧道周围岩层结构的稳定性，以防在施工阶段出现变形或者位移的情况。先要在合适的位置架设钢架，位置准确后进行钻孔施工，应保证钻孔质量，而后将钢管放入孔中，注浆后可以形成管棚。要想保证该结构使用期间的稳固性，在两端部位还应对其固定支撑，管棚一侧要与钢拱架相连，另一侧则需要与周围岩层结构形成稳固的整体，从而为隧道的顺利开挖提供良好条件。为能够充分发挥超前管棚注浆支护的作用，对施工作业环境进行有效防护，还应把控好施工中的各项参数，如管间距、钢管外插角，根据施工实际需要对各项参数进行灵活调整，确保可以满足浅埋偏压隧道施工要求。

    5.3明洞段施工技术

    5.3.1做好设计工作

    实际进行明洞段施工作业之前，应根据收集到的资料信息和地质情况等进行科学施工设计，确定这类隧道开挖作业技术要求和质量标准，对于每一项参数都要进行细致分析与合理设计，以此实现对明洞段施工的正确引领。对于开挖的明洞侧墙应确定标高，运用混凝土进行浇筑施工时，为保证结构性能良好，还需要设置模板，同时也要预留好钢拱架拱脚支撑槽的位置，这是下一阶段施工顺利开展的前提。

    5.3.2暗挖法的合理运用

    暗挖法在隧道拱部结构以及内侧边缘部位较为常用，实际运用该方法施工作业之前，也需要进行预支护处理，利用钢材料制作成专门的拱架结构体系，通过有效连接能够为软弱围岩提供有力支撑，避免在施工过程中出现结构松动的情况，提高了明洞段施工的稳定性。施工技术人员在运用暗挖法施工之前，还需要调整好拱架与墙体之间的距离，做好测量管控，保证拱架间距适宜，这样才能发挥钢拱架的真正作用，保证该结构体系受力均匀，使其在投入使用过程中保持稳定状态。

    5.3.3混凝土喷射作业

    钢拱架支设完成后，会在其顶面铺设钢筋网，按照一定顺序铺设好并保证间距适宜后，进行混凝土喷射施工。具体喷射时应保证厚度适宜，一般要超过25cm，同时也要保证混凝土的喷射强度，保障支护质量。通过合理喷射混凝土能够将拱架与钢筋结构快速封闭，使两种结构形成一个整体，增强了施工稳定性。隧道开挖时会注意明洞各段的变形情况，待整体结构变形稳定后就可以开展二次衬砌施工作业。

    5.4侧面挡墙施工

    侧面挡墙施工在浅埋偏压隧道工程施工中的作用较为明显，通过合理建设能够提高隧道工程整体的抗山体倾覆能力，同时，根据偏压情况在适当的位置进行反压回填，还可以控制偏压现象的产生，降低这种现象的影响，以免扰动坡脚结构，消除一系列不良影响。施工技术人员在进行侧面挡墙施工时，应注重与其他项目施工单位的有效够沟通，做到协调配合，以免相互影响。为了降低对隧道围岩结构的影响，要尽量不采用爆破处理方法，若必须使用这一方法，还应对整个区域的地质条件、地下结构组成等进行全面分析，而后选择合适的爆破地点，并控制好爆破炸药的用量，以防影响隧道工程整体结构的稳定性。

    5.5注重施工全过程监控量测

    隧道进口浅埋偏压隧道施工技术流程复杂，每个环节施工质量的好坏都会对隧道工程的质量和施工安全产生影响，为提高各阶段施工作业的有效性，还需要做好全过程监控与测量工作，对施工技术人员行为进行监督与指导，在出现问题时可以及时纠正，以免影响最终质量。对于施工方案的实施情况也可以通过监控结果进行相应调整与优化，立足工程实际对后续阶段的施工作业进行合理规划设计，进一步提升工程建设效益。另外，测量工作能够保证隧道工程施工中涉及到的每一项数据参数精准、有效，进一步提高技术内容的合理性，能够为后续施工提供可靠依据。隧道工程建设单位应注重多种先进技术、设备的引进，精细化开展监控与测量工作，实现对施工过程的实时动态管理，从而为浅埋偏压隧道规范、有序施工提供保障。

    综上所述，浅埋偏压隧道工程较为特殊，涉及到的施工项目内容比较多，作业流程也较为复杂，需要充分考虑到周围环境因素的影响，从提高隧道整体结构安全稳定的角度出发，制定科学合理、切实可行的施工技术方案，确定各项施工工作中所用的技术手段，并建立完善的监控管理措施，实现对各项技术内容和工艺参数的有效指导，保证浅埋偏压隧道施工技术的标准化、规范化实施，这对提高隧道工程施工质量、保障施工过程安全有着促进作用，有利于该工程的高质量、高效率完成。

参考文献：

[1]唐瞻鹏,零银珠.浅埋偏压隧道洞口进洞施工技术与质量控制分析[J].西部交通科技,2022(09):126-129.

[2]金军良.浅埋偏压隧道洞口施工技术[J].运输经理世界,2021(08):55-56.

[3]陈鹏飞.大断面软岩浅埋偏压隧道施工技术构建[J].智能城市,2021,7(05):161-162.

[4]赵永兵.浅埋偏压隧道洞口段开裂处理施工技术[J].中国高新科技,2020(06):106-107.

[5]苑雪飞.半明半暗浅埋偏压隧道非对称式护拱施工技术研究[J].铁道建筑技术,2019(07):92-95+104.