崇义隧道左线浅埋段施工方案的选择制定

摘要：本文以在建江西崇义隧道在处理浅埋段施工为例，阐述了隧道浅埋段施工方案的制定及选择。通过方案必选，结合隧道实际情况及工期要求，确定适应项目的施工方案，并得到成功实施，为今后类似工程的施工提供了一定的借鉴与参考。

关键字：浅埋段V字形谷施工方案必选制定

一、工程简介

崇义隧道位于江西省崇义县东北侧方向的崇山峻岭中，设计为分离式隧道。其中左线起止里程为ZK495+920～ZK497+695，隧道长度为1775米，属公路长隧道。左线ZK497+420~ZK497+460段设计为浅埋段，最小埋深3.9米，FS5C支护参数。在实际施工过程中经水准测量发现最小埋深不足1.0米。地质情况为表层覆盖有松散结构的碎石土，下伏基岩为砂岩，风化强烈，呈黄褐色，裂隙极发育，岩体破碎，呈碎石碎块镶嵌结构，在浅埋段极易产生塌方冒顶现象。

二、施工特点及难点

该处浅埋段距隧道出口255米，位于大山背后，不具备修筑施工便道的条件，无法对该处原地面进行加强处理。由于最小埋深不足1米，且基本为松散结构的碎石土，在原地面没有进行处理的情况下，正常隧道掘进，势必发生冒顶现象。

浅埋段原地面为一冲沟，平常无流水。上游汇水面积较大，遇大雨或暴雨水量急剧增大，且参杂大小不等的碎石块，对隧道施工造成致命危害，极易发生安全事故，安全风险极大。

三、施工方案

针对上述情况，为有效降低施工风险，保证施工质量，经多次研讨提出以下两种施工方案。

方案一：暗洞明做。

在隧道浅埋段有效埋深小于6米的段落，人为造成冒顶。通过冒顶位置处，进入施工机械，对两侧山体进行刷坡、挂网、锚喷处理，并将该处的土石方堆放于隧道边线两侧,用于明洞浇筑完成后的回填工作。

方案二：继续按照暗洞施工，并采取加强措施尽量避免冒顶现象发生，但同时做好冒顶准备。

两种方案进行分析论证，方案一为防止下雨对隧道结构带来影响，开挖后需立即进行衬砌、回填、防排水施工。但该处不具备开挖完立即着手衬砌施工的条件，上下导坑错开段落的施工时间加上仰拱施工时间导致该冒顶处将长时间无法封闭。且在明洞施工完成后只能利用人工进行明洞回填，工作量大，所需时间较长，如遇下雨,安全风险大，易对明洞造成损伤；该方案施工进度较缓慢，但造价相对较低。

方案二在冒顶现象确实发生后，采用施工机械从洞内将土石清除出施工现场，立钢拱架，未冒顶处施工系统锚杆及锁脚锚杆，挂设双层φ6钢筋网。冒顶处钢筋网外侧铺设防水板，并与钢拱架连接牢固。在洞内喷射混凝土，利用钢拱架、钢筋网、防水板形成壳体，及时封闭冒顶，降低雨水对隧道造成的不利影响。该方案施工进度较快，但造价相对较高。

由于方案二施工进度快，降低雨水对隧道施工造成的影响，降低安全风险。经和业主商定，确定按照方案二施工。具体实施方案如下。

1、开挖前准备

1.1为防止浅埋段施工时遭遇下雨天气，开挖前做好天气预测准备，在确定最近一段时间天气良好的情况下进行掘进。

1.2加强地质超前预报工作，采取钎探方式，确定拱顶覆盖层厚度及围岩状况。发现围岩状况突变，应减慢掘进速度。同时加强原地表沉降观测，发现原地表沉降过大或突变，应立即通知现场施工人员停止作业，撤离安全地带。

1.3在V字形谷两侧隧道施工范围内人工开挖截水沟，引水沟，将有可能在谷底出现的水流引导至隧道埋深较深的地段流出施工区域。在洞内做好临时排水设施，确保水量较大时水流能顺利从掌子面排出洞外。

2、开挖。

2.1在覆盖层厚度不足6米段落ZK497+420~ZK497+460原设计为FS5C支护形式， 现将I18工字钢支撑由60cm间距调整为50cm；将原设计超前支护单层注浆小导管，长度5m，环向间距50cm，在拱顶120度范围内布置，调整为双层注浆小导管，长度、间距不变，排距40cm。

2.2因实测拱顶部位覆土厚度较小，最小厚度已不足60cm，施工过程中若发生冒顶现象。冒顶位置处取消双层注浆小导管，I18工字钢外侧覆盖双层防水板，按原设计喷射混凝土，并预留注浆管道。

2.3待浅埋段支护完成后，利用预留注浆管道在浅埋段原地表处浇C15混凝土，平均厚度为1.5m，横向为边线以外各5m长度，纵向长度按上述桩号实施。

2.4在浇筑C15混凝土前，需对原地面进行清表处理，对浇筑混凝土范围内的树木进行砍伐，挖除树根。在浇筑C15混凝土后回填平均2米厚度的缓冲层，回填材料可以为原清表土或就地取材。

2.5在上述浅埋段落内二次衬砌采用双层复合防水板。

3、二次进洞

如遇冒顶现象发生，隧道拱顶位置将面临二次进洞情况的发生。经现场实地观测，地质情况较为理想，腐殖土覆盖层较薄。确定在覆盖层大于3米的时候，采取恢复超前双层小导管的设置，并将坡面进行轻微刷坡处理，便于观测坡面情况。在坡面稳定后，开始进行暗洞开挖，掘进进尺控制在50cm。同时指派专人观察坡面稳定状况，一旦突变情况发生或坡面有下滑倾向，应立即停止作业并做出相应的拯救措施。

四、质量控制

1.开挖时间的选择

不宜在雨季施工，当必须在雨季施工时，应做好天气预测工作，同时加强防护，随时监测、检查山坡稳定情况。

2．开挖方式的选择

开挖方式以及边坡和仰坡的坡度应根据地形、地质条件、边仰坡稳定程度和采用的施工方法确定。在该浅埋段采用机械与爆破相结合的方式进行开挖，尽量减少围岩扰动，且宜边支护边开挖。

3.超前支护控制

浅埋段采用双层注浆小导管，施工关键是确保小导管每循环搭接长度及小导管尾部与钢架的焊接质量及注浆质量，控制开挖循环进尺，保证小导管长度伸入前方围岩不小于2.0m，确保超前小导管不悬空，保证其杆体梁效应。

4.初期支护控制

严格控制型钢连接质量，连接钢板采用机械成孔，严禁气焊成孔，连接螺栓数量、规格、质量按设计及规范要求使用，螺栓安装必须牢固。

清除拱脚虚土，拱脚型钢用质量较好的木板支垫，并用锁脚锚杆固定，确保型钢整体稳定性。

5.防排水设施

隧道防排水采用“防、截、排、堵相结合，因地制宜，综合治理”的原则，达到防水可靠，经济合理，不留后患的目的。地处沟谷地段的防排水着重于“防”、“排”和“截”， “防”通过土工布和防水板来实现，“排”通过引水沟将沟底水流引至沟两侧，同“截”的效果类似，防止水流冲过覆盖层最薄位置。同时在二次衬砌施工时，加设双层防水板，确保外界水不流进隧道。

经过20天精心组织施工，隧道顺利通过浅埋段，冒顶区域不大，且得到尽快的封闭。经过几次暴雨的侵袭，初支无变形倾向，且无渗漏水情况的发生。证明该种方案的可行性及施工的快捷性。在工程造价增幅不大的前提下，为公路长隧道在保证安全及质量的情况下如期贯通提供了必要条件。