偏压隧道施工技术安全性分析

摘要：通过山区的道路，经常会遇到一些对隧道工程施工有影响的不良地质， 例如：岩石风化严重、节理发育、犬牙交错等，或者是隧道的进出洞口出现偏压现象，在支护开挖的过程中，因为受到各种因素的影响，都有可能发生坑道受压、土石坍塌、支撑变形以及衬砌结构断裂等各种特殊问题，严重影响了工程工期、安全及质量，甚至还会对工程的安全运营造成严重威胁。所以，必须对这些不利于施工的因素采取有效的处理措施，保证工程施工的顺利进行。本文结合了宜万铁路堰家坪隧道的施工情况，分析了不利地质条件对工程的影响，并阐述了偏压隧道施工的技术方法。

关键词：偏压隧道；施工；技术；宜万铁路堰家坪隧道

Abstract: through the mountain road, often meet some of the tunnel engineering construction influential bad geological, for example: rock weathering, serious joints growth, jagged, or tunnel of pass in and out of the mouth of the cave appeared bias phenomenon, in the process of deep excavation, because by various factors, things could happen under pressure, soil and rock tunnel collapse, support deformation and lining structure of various special fault and so on, the serious influence the construction period, safety and quality, even the safety of the project operation caused serious threat. So, we must have a detrimental to the construction of these factors to adopt effective treatment measures to ensure the smooth construction of engineering. This paper combines the railway should million weir home ping tunnel construction, this article analyzes the unfavorable geological conditions on the influence on the project, and expounds the construction of the tunnel bias technology.

Keywords: bias tunnel; The construction; Technology; The railway should million weir home ping tunnel

中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：

交通是一个国家重要的基础建设，在经济发展中占据重要的地位。近年来，随着我国经济的稳步上升，铁路建设事业也得到了迅猛的发展。我国是一个山比较多的国家，而且山脉纵横、地势险要、地质结构复杂，所以在我国的交通建设中，软弱围岩偏压隧道工程占据了很大的比例。软弱围岩偏压隧道主要是指在围岩条件比较差的地质环境中，因为地质、地形构造、施工等各种原因造成围岩压力明显不均匀，使隧道的支护结构受到偏压荷载。接下来，我们就针对宜万铁路堰家坪隧道的情况做详细的说明。

一、工程概况

堰家坪隧道在宜万铁路中属于高风险隧道，也是其W6标难点工程。堰家坪隧道是双线大跨隧道，进出口里程分别是DK86+560、DK89+224，全长是2664米，隧道内轨的顶端衬砌内轮廓的宽度是10米，内轨顶端到隧道最高点之间的净高是8.4米，隧道的最大断面宽度是13米，最大的开挖高度是12.47米，断面面积大概为135.84平方米。

二、地质情况

堰家坪隧道进口段DK86+560～DK86+730都是V级围岩，山体的表面覆盖粉质粘土，土层的厚度在2米到12米之间，下伏基岩是粉砂岩夹页岩、强~弱风化，地下水大部分是基岩裂隙水，靠大气降雨补给。且进口段为浅埋，土层相对比较厚，容易塌方冒顶，尤其是DK86+560~ DK86+630超浅埋地段，距离隧道开挖的顶部只有1.2米，而且线路右边山体对隧道形成明显的偏压，在施工过程中偏压山体形成裂缝，开裂部分下降明显，这给工程施工带来很大难度。

三、偏压隧道的形成原因

1、地形原因

如果地面横坡比较陡，而且隧道埋深比较浅，隧道两边的侧压力就会不相等，而且侧压力比较大，这时候隧道就会承受偏压，偏压现象多发生在傍山隧道或者隧道洞口处。由于地形原因引起的隧道偏压常常伴有浅埋现象。因为地质松软，隧道通常处于风化堆积体当中，这种情况是有一定规律的。可以从覆盖层的厚度、围岩级别和地表坡度三个方面来判断隧道是否偏压。由于地形原因产生的隧道偏压集中应力较大，特别是在隧道洞口位置，对施工影响比较大。

2、地质原因

地质原因主要包括以下两种情况：

因为围岩形状倾斜，节理发育，其间又有滑动面或者软弱结构面。在原岩的状态下，因为没有外力作用，保持相对稳定，但是在施工过程中，岩体由于受到扰动，就会出现顺层滑动的现象。

位于岩溶区域的隧道，因为溶洞里的填塞物大多是淤沙和粘土，而且含水量高，严重的处于流塑状态，所以自身稳定能力特别差，在施工过程中极其容易引起隧道偏压。

因为地质因素引起的偏压隧道，通常采用不良地质的处理方法就可以控制。

施工原因

在施工过程中，由于施工方法使用不当也经常会引起偏压隧道现象，主要体现在以下两个方面：

在施工过程中，造成隧道局部坍塌现象引起隧道局部偏压；

采用双侧壁导坑以及CD法施工，因为施工部对称引起施工隧道偏压。

由于施工原因引起的隧道偏压如果处理得及时妥当，一般不会影响正常的施工。

四、偏压隧道施工中需要注意的问题

1、在施工开始之前要制定详细的可行的施工方案，尽量避免出现偏压问题，减少偏压在隧道施工中的影响；

2、隧道开挖施工要严格遵循“短进尺、超前支护、勤测量、弱爆破、强支护”的原则；

3、在施工过程中，应该把超前支护和锚喷支护紧密的结合在一起，超前短管棚、长管棚应该和型钢钢架连接成一个整体，这样才能更有效的发挥联合支护作用；

4、为了保证锚喷以及钢架的支护效果，要尽快施工隧道仰拱；

5、高度重视隧道内的文明施工，洞内裂缝渗水以及施工用水及时清除，不能让积水浸泡隧道底部。

五、偏压隧道施工技术

针对宜万铁路堰家坪隧道的具体情况，工程采取了地表注浆加固方案以及施工工艺。

1、泥浆材料配比

水泥：采用42.5普通硅酸盐水泥；

缓凝剂：磷酸氢钠；

水玻璃：浓度：35~40Be，模数：2.8~3.4；

水泥浆水灰比：0.6:1到1:1之间；

水泥浆水玻璃比：1:0.5到1:1之间；

注双浆液的时候加入2%到4%的缓凝剂。

施工顺序

现场注浆示意图

（1）放样

采用全站仪进行放样，把注浆范围平面化，按照图纸设计的要求给注浆孔进行编号，准确的测量周边注浆孔以及中心注浆孔的位置，插上竹片并做标记；

钻孔

钻孔之前要合理选择机械，例如：地表注浆最好使用轻便型电气潜孔钻机；

（3）埋管

把注浆管插入到已经钻好的孔内，孔的深度比较大时，钢管在逐根焊接之后再插入孔里，第一节钢管的底部做成尖端；

糊缝

往孔里插钢管之前，在没有开设花管孔与开设花管孔之间焊接两根钢筋圆环，圆环间距2厘米，缠上麻丝，作止浆环。钢管插入孔里后，如果糊缝的深度比较大的话，要把CS浆液倒进管缝进行处理；

注浆

（6）冲洗移位

单孔注浆结束之后，立即关闭返浆阀，拆掉混合器，将注浆胶管和注浆泵进行注水冲洗，防止胶管堵塞，同时移动到另一个注浆孔的位置；

3、注浆孔位置的确定

坡面注浆和洞外地表注浆按照梅花形进行布置注浆，注浆孔之间的间距为1米，洞内沿着开挖的轮廓线横向注浆，也是按照梅花形进行注浆，注浆孔之间的间距是2米。各个注浆孔分为两个序孔，一个是低压注浆孔，一个是高压注浆孔，两个序孔交错布置。

洞内径向注浆孔沿着开挖的轮廓线布置，孔间距是40厘米，注浆孔和钢架搭接，每环按照顺序依次进行编号。

4、表层止浆

因为隧道的覆盖层比较薄，注浆深度浅，而且覆盖层下面是强风化的破碎岩层，在注浆的过程中比较容易从地表冒浆，所以为了防止冒浆而影响注浆效果，在掌子面和地表要分别设置止浆墙和止浆盘，止浆盘采用双层钢筋混凝土，厚度为30厘米，钢筋网直径为8毫米，网格之间距离为30*30厘米。止浆盘放在注浆区域以及周边孔之外2米处。为了防止管孔之间裂缝冒浆破快注浆效果，在距离止浆盘30厘米处，和水平方向成45度角斜向下设置一排砂浆锚杆，锚杆之间距离是2米，嵌入基岩内部1米。同时，还要对管孔之间缝隙作糊缝处理，使用材料是速凝砂浆和CS胶泥。

六、注浆效果分析

1、保障了施工的安全

注浆施工完成之后，隧道开挖顺利通过了偏压浅埋段，开挖及支护情况良好，在施工中没有出现山体滑移事故。

2、保证了施工质量

通过内外结合注浆的方式对偏压段进行了有效的加固，控制了围岩裂缝问题，提高了围岩的稳定性和承载能力，确保了工程初期支护的安全性。在施工过程中，没有出现开裂以及渗漏现象。

3、保证了工期进度

采用地表注浆加固技术，使工程在工期要求内顺利完成。

结束语：造成隧道偏压的原因主要是地质因素、地形因素以及施工因素。由于隧道受到偏压的作用，地表沉降槽不能关于中心线对称，这对工程质量有很大的影响，在施工中应该给予高度的重视。在宜万铁路堰家坪隧道施工中，采取了

内部结合注浆的方式处理隧道偏压问题，效果较好。本文对注浆技术作了说明，希望可以为同行借鉴。

参考文献：

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