浅谈公路隧道工程中的超浅埋段施工技术

摘要：本文以十天高速公路关同隧道工程建设为依据，详细分析了在实际施工中所选择施工技术的各个环节，以及对超浅埋地段隧道施工工艺和关键的施工环节能有建设性的见解。

关键词：公路隧道工程 超浅埋路段 施工技术

1 施工工程概况

关同隧道全长2220m，起讫里程K717+200-K719+420，隧道按“新奥法 ”原则进行设计， 采用上下双洞分离式， 为双向 4 车道，采用 3 心圆内轮廓，隧道净宽10.50m，净高7.19m，属大断面隧道，该路段底层岩性主要为粗圆砾土，土质松散且胶结性差，洞身受地表水补给，地下水发育，为中等富水区。

2 施工方案的确定

K719+310-K719+385超浅埋路段原设计方案中，要求施工方在开挖隧道前对地表进行灌浆加固和防水处理，注浆所选择的范围为线路左右两侧各15m，深度以土石分界下1m为准，在注浆结束后用M10水泥砂浆封孔，并将地表原貌进行恢复处理。但是在具体的施工中，从地质情况分析，该方案达不到加固的实际效果，经工程建设、设计方现场勘查，决定以加强隧道支护参数的措施保障隧道施工的安全。其具体的方案为：在隧道开挖至K719+310里程前，施工方做好地表沉降观测。同时，设计人员通过结构计算，将原设计中 89中管棚变更为 108大管棚，并加密钢架间距为0.6m/榀。

3 各阶段施工措施

3.1 洞内大管棚、小导管的施作

施工人员需要在洞身拱部设 108大管棚，环向间距为40M，L=30m，打设角度向上倾斜4°左右，纵向搭接为4m左右，每环为35根。同时，为了便于在洞内施作大管棚，施工人员还需要提前扩挖洞内大管棚工作室。施工单位在开挖前，需要提前制作好I20a型钢钢架，钢架比正常断面扩大30M～40M，洞内纵向长度为7m左右。在洞室施工结束后，施工人员需要安装正常断面的钢拱架，并焊接导向管。

由于施工路段为超浅埋路段，其周围大多是砂砾石和卵石，因此施工人员在施工过程中需要采用偏心锚杆钻机跟管施作 108（外径）×6L（壁厚）的大管棚，从而可以有效避免一般管棚钻机打好孔后，再插入钢管时塌孔难以插入的难题。

同时，如果在大管棚施作结束后，相邻两管之间因局部注浆密封不严，出现掉块情况的时候，施工人员可以在大管棚相邻两管之间增加 42超前小导管，L=4m，打设角度仍为4°左右，纵向搭接1.2m，并注入水泥―水玻璃双液浆加固地层。

3.2 四台阶九步开挖法

四台阶九步开挖法是在三台阶七步开挖法的基础上，将其中的上台阶再分为两个台阶，各部位的开挖与支护沿隧道纵向错开，平行推进的施工方法。在实际施工的时候，施工人员先用大管棚（超前小导管）支撑顶部，将隧道断面分为四个台阶分步开始挖掘仰拱紧跟下台阶并及时闭合成环。应用此种方法施工的时候，施工人员要时各台阶形成一定的步距，而且同一台阶左右工作面形成相互错开后，即可以在各工作面按每循环进尺开始平行流水作业。施工的时候，每循环尺安1榀钢架间距控制，各台阶步距控制在4m左右，这样便于机械操作，加快施工进度。同一台阶左右工作面要错开2榀钢架以上，严禁对称开挖，防止边墙位移，引发塌方事故。

3.3 规范监控量测

施工单位对施工现场的监控量测是隧道施工管理的重要内容，是指导施工和预报险情的重要措施和手段，对于施工人员的安全具有重要的意义。同时，施工人员通过现场监测可以获取围岩的动态信息，既利于修正和确定初期支护参数和混凝土衬砌支护时间，又为完善设计和指导施工提供准确、翔实和可靠的数据信息。结合超浅埋路段的地质和地表实际情况，施工方的监控测量采用地表量测和洞内量测相互结合的方式实施。

（1）洞内外观察。洞内观察分为开挖工作面观察和已施工区段观察两部分内容。开挖工作面观察的内容为工作面稳定情况、涌水情况和开挖面地质情况等。已施工区段的观察内容为喷射混凝土、锚杆、钢架的状况，以及施工质量是否符合工程技术规定的要求标准等。洞外观察的主要内容为洞口地标情况、地表沉陷和边仰坡的稳定等。

（2）拱顶下沉及周边收敛量测。技术人员对拱顶下沉及周边收敛量测需要在同一断面进行，并采用相同的量测频率，其具体的选择需要结合变形速度和距开挖工作面的距离而定。

（3）地表下沉量测。施工人员需要在地表测点与洞内水平净空变化和拱顶下沉在同一横断面位置布设观测点，进行地表下沉监控量测，量测断面间距以10m为宜，横断面方向地表下沉量测的间距取4m左右，并适当在隧道中线附近加密。同时，施工人员还要保证地表下沉量测的频率和拱顶下沉量测与水平净空变化的量测频率相同。

（4）测点布置。净空变化、拱顶下沉和地表下沉设置在同一断面。洞内周边收敛量测、拱部下沉根据超浅埋路段开挖方法设置4条水平测线。

（5）监测资料整理、数据分析和反馈。技术人员在现场量测取得的原始数据会具有一定的离散性，并包含着测量误差。因此，技术人员需要对数据进行数学处理，以增加量测数据的可靠性，更好的判断围岩变形或支护系统的受力规律和稳定状态。专业的监测人员要及时的对监测数据进行分析判断，预测围岩变性发展趋向和隧道结构的安全状况，并将结果反馈给现场施工人员。

4 总结

对隧道进行地表注浆加固， 可改善围岩物理力学性能， 提高围岩承载力及整体性。特别是对处于山间沟槽、易于积水及覆盖很浅的隧道更具有工程意义。通过以上施工技术措施，隧道安全穿越了K719+310-K719+385沟谷超浅埋路段。施工质量良好，施工过程安全，按时完成施工进度，地表未出现开裂或下沉。

参考文献：

[1]王叶清.某高速公路隧道浅埋段施工技术研究[J].科技资讯，2012（17）.

[2]何岷.某高速公路隧道浅埋段施工技术研究[J].科技资讯，2012（21）.