浅谈某隧道偏压浅埋段施工技术摘要：介绍了某隧道进口段松散堆积体及严重风化岩在洞口浅埋、偏压条件下的隧道施工技术，着重阐述该段地表加固、洞口管棚、小导管施工、堆积体及全风化岩段的开挖与支护等技术。

关键词：隧道施工；浅埋偏压；堆积体；施工技术
1工程概况
某隧道进口里程为dk172+370，出口里程为dk174+284，全长1914m为单洞双线铁路隧道。

该客货共线设计行车速度200km/h，为满足隧道列车空气动力学效应要求，隧道内轨顶面以上有效面积为65m2，v级开挖断面110m2，隧道由进口向出口方向为下坡，坡度为1.62%。

进口段覆盖层为堆积土、松散砂黏土、碎石土及严重风化岩地层，厚2～4m。

洞身位于剥蚀低山区，地形起伏较大，植被发育。

隧道穿越第四系残坡积黏土，地表严重风化带厚2～4m岩体破碎，节理裂隙发育。

进口浅埋段地质条件极差，为ⅴ级围岩。

由于隧道在比较长的距离内沿坡脚穿行，形成隧道进口段左侧偏压，出口段右侧偏压。

特别是进口段104m全部为ⅴ级围岩，地形较缓，覆盖层组成物质主要为堆积土、松散黏土、碎石土、严重风化岩。

进口洞口埋深最浅为2m，成拱效应差；偏压造成隧道左右两侧受力不均匀。

集围岩松散、基底软弱、浅埋偏压、地层富水于一体，给隧道施工造成了很大难度。

如何安全通过浅埋偏压段成为该工程的难点。

2施工方案
为了确保隧道的施工安全，针对洞口段的特点和难点，根据新奥法原理，开挖中应尽量减少对堆积体的扰动，有效发挥围岩的自稳能力，加强支护措施，建立监控系统，及时调整各项施工参数，适应不断变化的地质条件。

总体的施工方案为：超前支护，地表固结，分部开挖，加强施工支护，早封闭围岩，做好监控量测。

为了确保该段隧道结构及施工安全，对以下几种方案进行了比选。

一是在浅埋偏压段开挖路堑施作明洞方案；二是设置挡土墙进行地表回填，然后开挖；三是洞口设置长管棚。

对于方案一，除了增加开挖面的边仰坡防护外，隧道开挖与明洞段的施工排水非常不利。

对于方案二该处浅埋偏压为一冲沟，回填对冲沟以及地表排水不利。

综合考虑各方案特点，结合现场实际情况，决定采用洞口长管棚，洞身双层小导管进行超前支护，具体施工方案简述如下。

（1）地表注浆固结
对dk172+370～dk172+410段隧道中线左右侧各5m地表堆积体进行注浆固结，注浆孔φ108mm，间距1m×1m，呈梅花形布置，注浆管φ89mm钢花管，用42.5级水泥,水灰比0.5:1～2:1,注浆压力≥2mpa。

施工注意事项：①严格控制钻孔深度，洞身两侧钻孔一定要嵌
入岩层，拱顶部位应避免侵入开挖轮廓线；②注浆按先两侧后中间的顺序进行，初始注浆水灰比稍大，而后逐渐减小；③注浆时注意观察边、仰坡以及洞顶排水系统，尽量减小对其破坏，并及时修补。

（2）洞口清理
待地表固结7d后，进行洞口段的清理，平整场地及边、仰坡支护，并及时形成洞口场地排水系统。

（3）洞口长管棚超前预支护
为保证开挖顺利，隧道洞口采用20m管棚预注浆超前支护。

管棚设置导向墙，导向墙采用c20混凝土，截面尺寸1m×1m,环向长度为拱部1400，为保证长管棚施工精度，导向墙内设2榀i18轻型工字钢，钢架外缘设φ140导向钢管，钢管与钢架焊接。

管棚φ108钢管以丝扣连接而成，环向间距40cm，外插角10～30，钢花管上钻注浆孔，孔径10～16mm，孔间距11cm，呈梅花型布置，尾部留不钻孔的止浆段110cm。

管棚注浆采用1：1的水灰比，注浆压力0.5～2mpa。

（4）开挖与支护
采用三台阶七部法开挖，洞口位于堆积体和严重风化岩上，浅埋地段自稳能力及成拱能力差，极易坍塌，因此本着“短进尺，强支护，勤量测，早封闭”原则。

施工工序见图1。

①上台阶施工：开挖前进行双层小导管超前支护，小导管长5m，环向间距30cm，每环拱部设59根，外插角50～100，钢管尾部与
钢架焊接。

人工开挖①，预留沉降量15cm。

每次进尺0.6～0.8m,开挖后施作导坑周边的主体结构初期支护和临时支护,即初喷混凝土,架立钢架、临时钢架和临时钢管支撑。

钻设系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度。

②中台阶施：上台阶施工3～5m后，开挖中台阶，中台阶分三次开挖，首先开挖②，施作一侧主体结构初期支护，即喷4cm厚混凝土，接长钢架；再开挖③，施作另一侧主体结构初期支护，即喷4cm厚混凝土，接长钢架，钻设系统锚杆后复喷混凝土至设计厚度，最后开挖④。

③下台阶施工：开挖下台阶，及时封闭初期支护。

先机械开挖施工一侧⑤，人工配合修整，然后接长钢架，钢架基础垫设槽钢，并设锁脚锚杆，钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度主体结构初期支护，即喷4cm厚混凝土。

再开挖施作另一侧⑥，施工方法同⑤，最后开挖下台阶中心部分⑦。

④仰拱开挖及填充：开挖隧底剩余部分⑧部。

利用仰拱栈桥灌筑ⅱ边墙基础与仰拱及ⅲ隧底填充混凝土（仰拱与填充应分次施作）。

根据监控量测结果分析后，衬砌模板台车一次性灌注，及时施作二衬混凝土ⅳ。

3其他措施
（1）洞口段加固
洞口段施工中发现洞口发生滑塌变形的状况。

洞口导向墙向外
移位累计达到15cm之多，洞口混凝土护拱多处有下沉开裂的现象；进口边仰坡多次出现滑塌，严重危及施工安全。

施工中除采用上述地表锚杆注浆，小导管，管棚，工字钢架锚、网、喷支护外，为保证洞口安全，还采取了将原设计φ42单层钢花管改为φ50双层钢花管，在线路右侧靠洞门边坡增加钢板桩防护。

（2）衬砌背后二次注浆
为改善围岩受力状况和隧道防水效果，在围岩衬砌段背后作充填注浆。

（3）超前地质预报
通过采用tsp201、地质雷达、水平钻孔探明前方地质情况，采取预防措施，避免由于盲目施工造成隧道塌方，取得了较好的效果。

4实施效果评价
通过上述工程加固处理措施的实施，加强排水，加强超前预支护，特别是三台阶七部法的实际运用，提高了围岩的自身承载能力，延长了围岩的自稳定时间，使隧道掘进得以顺利进行。

同时，也进一步提高了复合式衬砌的安全可靠性。

后来通过对初期支护、洞顶地表的监测，各项结果均满足施工需要和规范要求。

通过对该段综合运用上述施工技术，进行动态施工管理，取得了良好的效果，平均掘进进度60m/月，有效遏止滑坍变形，该隧道施工已顺利通过浅埋偏压地段。

5 施工体会
（1）加强排水治水工作，是复杂地质条件下隧道顺利施工的根
本。

水是百害之源，更是软岩、破碎围岩隧道施工的大敌。

该隧道所处地区降雨丰富，又由于隧道地处松散堆积体，就使得地下水补给丰富，给施工带来了极为不利影响。

在施工中，该工程一方面做好地表水的引排，增加了边坡、工作面土体的稳定性，实现工作面无水作业，保证了洞内掘进顺利进行和初期支护的稳定质量，取得了很好的工程效果。

（2）隧道施工工法的使用，应适应工程所处地质围岩实际情况，适当调整所使用形式，以利于工程施工。

一般来说浅埋偏压采用三台阶四步法，应尽量减少分部数量，尽可能采取较大断面开挖，这样对减少开挖扰动，利于围岩稳定。

在该段施工中，严格控制开挖形式，坚持人工开挖，少用机械开挖，确保对围岩少进行扰动。

（3）围岩监控量测是浅埋软弱围岩施工的关键，仰拱的及时跟进并封闭成环是确保安全、质量及快速施工的根本。

参考文献
[1]关宝树《隧道施工要点集》北京：人民交通出版社2003.
[2]程新军，程炜.浅埋偏压隧道施工技术,铁道建筑.
[3]隧道上、下册.中国铁道出版社2007.
注：文章内所有公式及图表请以pdf形式查看。