偏压浅埋地质条件下的隧道施工探讨

【摘要】宜宾至叙永高速公路TJ13分部马鞍山隧道进口，洞口线路的左侧地质环境严重偏压，线路右侧浅埋，在施工设计中，经过地质实际勘探，结合以往的隧道洞口施工经验，合理选择了合适的时机进行进洞施工操作。另外，结合实际的情况进行了必要的加固防护措施，从而实现了施工的安全，保证了施工进度的顺利进行。因此，对于出现偏压和浅埋的地质条件，应该先进行实际勘探，然后结合以往经验进行设计，最后结合实际施工要求，科学合理的进行实际施工安排，保证施工的安全性和工程使用的安全性。

【关键词】浅埋偏压；加固防护措施，安全性

我国的地质环境千变万化，而交通路线贯穿大江南北。其中会出现许多交通路线需要开挖隧道的情况。而在丘陵或者山地环境中，有一些隧道开挖地点，洞口会出现偏压和浅埋的情况。这些情况给工程施工带来了一定的难度，给施工和后期工程的使用带来了一定的安全问题。所以，在施工的时候就需要全面考虑，结合实际，科学妥善的处理好偏压和浅埋问题。本文就偏压和浅埋地质条件下的隧道施工进行了简单的探讨。

一、工程概况

1.1最初设计概况

该隧道设计全长800m，设计进口里程为ZK60+555，出口里程为ZK61+355。经过勘测发现，进口段有浅埋现象，而且出现严重偏压情况，土质环境条件十分复杂。隧道的进洞拱部选择在120°范围内，施作超前管棚，管棚长度为16m.采用φ108长管棚注浆进行操作，以达到加固地层的目的。

1.2变更后工程概况

多次变更后，设计的明暗交界里程选择为ZK60+558，洞口出现严重偏压的左侧设计为ZK60+558至ZK60+578。段边坡的防护措施是利用9根锚固桩对其进行加固和防护，同时结合承压板锚索进行再次加固；最终的拱部设计还是选择在120°范围内，地层加固选择是利用长16m的φ108管棚注浆进行加固。

二、进洞方案

2.1工程开挖

在工程开挖初期，进行了试探性的挖掘。经过试探性开挖，发现开挖土质环境土层为堆积土，而且下层的土质环境容易破裂坍塌。如果仍然继续往前开挖，高边坡可能会出现大面积坍塌的情况。而且，工程停止，请来专业的认识和领导进行再次勘察，对工程施工方案再次建议如下：

1）在ZK60+558或者选择向小里程2～3米的位置进行进洞施工。

2）在ZK60+555～ZK60+578段的右侧上方有显而易见的陡峭大岩石，不宜大面积施工，选择进行静态爆破或者利用小炮慢慢进行削平。

3）ZK60+558～ZK60+578段的底层比较脆弱，选择地表注浆进行加固，以达到减轻偏压的效果，为之后的浅埋暗挖操作创造条件。

2.2设计方案优化

为了能够尽早的进洞，确定在ZK60+558里程建筑导向墙，以加快工程施工进度。 另外由于洞口的土质环境比较特殊，不能直接使用集中药包进行爆破操作，而是采用炮机相互配合进行弱爆破，然后适当的进行短进尺开挖。当松动爆破操作完成后，对于较大的欠挖部位适当的应用炮机进行破除施工，比较小的部分则采用人工风镐进行进一步修理施工。

三、方案实施

3.1 C25锚网喷防护

对于拱顶的开挖线外2m到3m的范围内，应用喷锚网进行防护措施，施工建材选择为φ22砂浆锚杆，长度定为4m，选择间距大致为1.5×1.5m，设置布局为梅花型，网喷砼选择为10cm厚的C25网喷砼，φ8的钢筋网，网格设置间距为25×25cm[1]。

3.2管棚施工

当导向墙的施工作业完毕且到达一定强度后，进行长管棚的施工。施工建材选择Φ108x6mm的热轧无缝钢管。为了保证同一界面内的接头不会出现大于钢管总数50%的情况，施工选择3m和6m两种长度的钢管进行实际施工操作[2]。施工时，单序孔的第一节钢管长度为6m，双序孔的第一节钢管长度为3m，其它管节的长度都选择为6m。连接扣选择为15cm的连接套管丝扣。

为了简化单号孔钢花管注浆质量的检查工作，管棚施工时首先将钢花管送至单号孔内，然后用水泥浆液进行注浆操作，水泥浆液的水灰比选择为1：1。施工初期的压力控制在0.5到1.0MPa，结束时的压力控制在2MPa，维持压力不变，15min后，停止注浆操作。然后送进双号孔钢管，进行注浆操作。注浆量应严格控制，必须满足设计要求。注浆量一般应该是钻孔圆柱体的1.5倍；如果出现注浆量超过限制，而且没有达到压力要求的情况，应该把浆液浓度进行合理的调整。然后继续进行注浆，要满足钻孔周围的岩体与钢管周围的孔隙充分填满。

四、实际实施效果

该隧道的进口施工结合实际选择了科学合理的施工技术，有效的处理了偏压和浅埋段的问题，有效的控制了偏压山体的变形和浅埋山体的地表沉降，不仅确保了施工人员的安全，还保证了工程施工的顺利进行，为工程后期的使用提供了很好的安全保障。

五、问题探讨

按最初的施工设计要求，ZK60+558～ZK61+345是暗洞。为了更好的保证洞口的安全，施工安排应坚持更快封闭成环的原则。而当施工进度进展到边墙时，有关领导又把这段里程的设计变更为明洞，之前进行暗洞明作时建立的支护需要爆破进行拆除[3]。所以施工进度安排应该要和设计方多进行交流沟通，比较大的施工设计方案在动工施工前，最好要与设计方进行施工书面签字，以统一意见，统一施工，这样才能避免因重复或者拆除施工建设而带来的经济损失。

在施工管棚设计时，插角的设计角度是0到3°，但是实际考察后，根据实际施工经验判断，插角最好要求控制在3到5°。如果插角的角度过小，会出现施工不到位的情况，最终在洞身进行开挖施工时，容易出现土块坠落的情况，甚至会导致管棚外露，支护系统的的支护效果也会因此而大大降低[4]。

六、结束语

我国是一个比较特殊的国家，地理跨度比较大。而实际需求的交通线路需要贯穿全国的每一个省市县。那么在建设这些交通线路时就会出现许多需要开挖隧道的情况。而在开挖隧道时，会出现一个常见的问题，那就是偏压浅埋问题。本文就这个问题结合一个实例进行了简单的分析。结合实际情况，使用必要的技术手段，不能能够保证当前的施工安全，保证施工进度的顺利进行，还能够为工程的后期使用提供很好的安全保障。当前的技术能够解决一定的偏压浅埋问题。但是，由于交通线路的不断扩展，延伸到更大更广的区域，可能会出现更加严重的偏压浅埋问题。所以，我们不能满足当前的研究，应该多对偏压和浅埋问题进行研究探讨，以保证在问题出现时，能够更好的应付。

参考文献：

[1]李东升，魏龙海. 浅埋偏压连拱隧道施工优化及支护结构安全性分析[J]. 四川建筑科学研究，2013，05：338-342.

[2]王启东，罗琛. 复杂地质条件下的高速客运专线隧道施工技术研究[J]. 科技创新导报，2011，03：124+126.

[3]叶施虎. 浅埋偏压软弱围岩隧道施工监测分析与处理[J]. 上海国土资源，2012，01：83-86.

[4]黄世洪. 隧道偏压浅埋处理的土力学分析应用[J]. 西部探矿工程，2014，03：175-178.