浅埋偏压软弱围岩隧道施工技术解析

张勇华

摘 要：随着社会经济的快速发展和现代化建设水平的不断提高，我国铁路、公路、水电工程事业获得长足的发展，而在这些工程建设的过程中，经常会遇到浅埋偏压软弱围岩隧道施工工程，由于这类隧道工程的稳定性较差，施工的难度较大，从而对施工技术提出了更高的要求。基于此，文章以某段高速公路的建设为例，深入的分析和研究浅埋偏压软弱围岩隧道工程的施工技术，希望可以为相关领域的研究提供一些参考和建议。

关键词：浅埋；偏压；软弱围岩；隧道；施工技术

中图分类号：TU72 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）05-0145-02

目前虽然我国隧道工程建设的技术水平显著提高，但是对于浅埋偏压软弱围岩隧道工程来说在施工的过程中仍然存在一些问题，经常由于施工方法选择错误和支护措施不当等问题造成二次换拱和塌方等问题，从而造成严重的施工安全事故，这不仅会导致资源的大量浪费，影响施工的进度，而且有可能造成严重的人员伤亡。在这种情况下，关于浅埋偏压软弱围岩隧道施工技术的问题成为重要的研究课题，如何选择合适的工艺流程和施工技术，以降低浅埋偏压软弱围岩隧道施工的风险，提高隧道施工的效率已经成为各个隧道施工单位面临的重要问题。鉴于此，本文对这一课题的研究具有重要的现实意义。

1 工艺流程分析

1.1 工程概况分析

本次研究以某段高速公路隧道工程为例，此段隧道穿过山体自然冲沟范围，处于严重浅埋、偏压段，最小埋深只有0.8 m，岩石类型主要为片岩、泥灰岩、页岩等，并且存在很多裂缝，风化非常严重，再加上地下水较为发育，导致隧道围岩的稳定性非常差，如果不及时采取有效的措施进行固定，特别容易出现掉块、坍塌等问题，因此在施工的过程中存在极大的风险，对施工技术的要求较高。

1.2 工艺流程分析

由于此段隧道穿过了山体自然冲沟的范围，导致积水比较严重，根据这种情况，本次施工采取的进洞方案为早进晚出方案，以保障施工的安全性。在施工的过程中采用回填砼反压、套拱、垂直锚杆工法以及超前长管棚等施工方法，尽量避免对山体进行过多的扰动，提高施工的安全性。在整个施工的过程中，其中进洞套拱工艺是比较重要的一个施工环节，具体的工艺流程，如图1所示。

在浅埋偏压软弱围岩隧道施工中，最为关键的处理手段就是对围岩进行预加工，并着重消除偏压问题，具体的工艺流程，如图2所示。

2 施工技术分析

2.1 套拱施工技术分析

在本次施工当中，套拱施工采用的原理为“亲嘴”原理，首先需要在洞外设置一个类似明洞的暗洞，并逐步向洞内推进，至完全融入山体，在这个过程中采用的内膜支撑为工字钢架，在浇筑之前需要埋设直径为150 mm的钢管，从而为超前长管棚提供定位定向套管，然后利用规格为C25的混凝土进行浇筑，厚度保持在90 cm。最后，还需要在套拱砼两侧进行贫混凝土回填工作，以再次加强支护作用。

2.2 超前支护技术分析

在浅埋偏压软岩隧道工程中，超前支护施工是最重要的施工之一，也是整个施工的关键阶段。

首先，在隧道洞口采用直径为108 mm的热轧无缝钢管，并在长管棚中注入水泥单浆液，导管的长度为20 m，节长为4 m，在两节之间需要进行对焊。

其次，在洞身II类围岩地段需要采用直径为42 mm的无缝钢管短管棚进行支护，在管棚内需要注射水泥和水玻璃浆液，导管的长度约为4 m，环向间距为40 cm，呈梅花型布置。

2.3 开 挖

和一般的隧道工程开挖不同，浅埋偏压软岩隧道工程的开挖施工需要在超前支护注浆强度达到85%之后开可以开始，并且还要时刻保持警惕，采用预留核心土开挖方式，首先沿着隧道的轮廓线进行开挖，然后循环进行开挖，等到锚喷强度达到一定的强度之后才可以进行核心土的开挖。

2.4 围岩测量

在隧道施工的过程中，围岩测量是一个非常重要的施工环节，通过围岩测量可以更加全面的掌握围岩的动态，对围岩的稳定性做出正确的评估，从而确定最佳的支护方式，保证支护措施的合理性，提高施工的质量。

因此，在施工工程前和施工的过程中都需要对围岩进行测量，发现围岩存在的主要问题，并对相关的数据进行分析，根据施工的要求对支护参数进行修改，这样一来就可以提高支护的效果，有效防止在施工的过程中出现安全事故。

2.5 初期支护

在初期支护阶段，采用的支护方式为锚喷支护方式，即将型号为I16的型钢钢架使用直径为22 mm钢筋环相连接，其间距保持在50 cm，钢筋之间的距离为1 m。

对于系统锚杆来说，采用的钢筋直径为22 mm，长度为 350 cm，按照梅花的形式布置，其间距为80 cm。钢筋网采用直径为8 mm的钢筋组成，其间距为 20 cm*20 cm，然后利用型号为C25的混凝土进行喷射，其厚度为24 cm。

另外，在隧道施工的过程中，如果发现局部围岩出现变形的情况，为了增强支护的效果，则需要将出现变形地段靠山体一侧的系统锚杆更换，变为系统导管，导管的长度为450 cm，并注入水泥、水玻璃双浆液，为了提高注浆的质量，需要将注浆的压力控制在0.5～0.8 MPa之间。

2.6 防排水措施

防排水施工是隧道施工的重要组成部分，为了提高排水的效率和质量，需要沿着隧道的纵向每隔10 m环向设置一道直径为50 mm的软管，并且还需要在水管外铺设排水板。

另外，在边墙底部以上的1.2 m处还需要纵向设置直径为100 mm的软管，然后利用三通管将积水排除洞外。

为了提高防水的效果，需要在喷射混凝土的表面重新铺设复合防水板，并在每一道工作缝设置两条止水带，而其中需要使用的混凝土需要选择抗渗作用较强的混凝土。

另外，对于地下水比较活跃的地段，为了防止隧道受地下水的侵害，需要在施工中进行重点注意，坚持“以堵为主、排堵结合”的原则[1]。

2.7 衬 砌

为了提高隧道工程的施工质量，在整个隧道施工的过程中都采用偏压加强衬砌方式，并且在拱墙以及仰拱都使用双层的钢筋，混凝土的型号为C25，采用的衬砌方式为行走式全液压衬砌台车衬砌。

3 浅埋偏压软弱围岩隧道施工中应该重点注意的 问题

和一般的隧道施工相比，浅埋偏压软弱围岩隧道施工的难度更大，对施工技术的要求更高。因此，在施工的过程中需要注意更多的问题，主要包括以下几点：

①在隧道施工之前一定要对施工现场的情况进行认真的勘测，并在此基础上制定出科学而全面的施工方案，并积极采取有效的措施降低偏压问题对隧道工程的不利影响，保证隧道施工顺利进行。

②在工程开挖工作当中，一定要坚持开挖施工的原则，即超前支护、短进尺、弱爆破、勤测量、重排水和强支护。

③为了更好地发挥联合支护的作用，在施工的工程中要注意将超前支护和锚喷支护紧密的结合起来，同时还要将超前长管棚和短管棚与型钢钢架连接成为一个整体。另外，还需要及时的对隧道仰拱进行施工，以充分发挥锚喷支护和钢架支护的效果。

④在隧道施工的过程中一种要重视排水，并保证洞内文明施工，将由于各种原因导致的洞内积水及时的排出，防止隧道底部被水侵蚀[2]。

4 结 语

对于浅埋偏压软弱围岩隧道工程来说，由于对施工技术的要求较高，因此在施工之前一定要制定科学的、详细的施工方案，注意处理好偏压问题对工程施工造成的不利影响，重点做好支护工作，以保护围岩的稳定性，提高浅埋偏压软弱围岩隧道施工的质量，只有这样才能防止出现安全事故，保证工程顺利施工，促进我国隧道施工技术水平获得大幅度的提高。

参考文献：

[1] 陈虎.分析浅埋偏压软弱围岩隧道施工技术[J].建筑工程技术与设计，

2015，（8）.

[2] 汪泳.防止大断面浅埋偏压软弱围岩隧道坍塌的安全措施[J].新材料 新装饰，2014，（2）.