浅谈隧道洞口偏压段处理事宜

冯涛

摘 要：目前，我国的隧道技术越来越成熟，隧道科技越来越普及化，隧道施工安全技术措施也越来越可靠，在主把安全质量这个亘古不能变观念的前提下，结合工地现场施工后的具体情况，整理出隧道洞口偏压段的具体施工方法。

关键词：隧道洞口；偏压段；处理

1 工程概况

本工程为公路项目一期工程。施工桩号为K4+980～K6+130，长度为1150米。

该隧道出口位于一条山谷内，且处于山坡位置，偏向右侧，因此造成洞门段偏压。洞口段为陡坡地形，坡度35～40度，浅部残坡积土含碎石亚粘土，厚约2.5-3.1m；下伏全～强风化凝灰岩，属V级围岩，出口为反坡掘进，设计纵坡坡率为0.479%。地下水主要以基岩裂隙水形式存在，水文地质条件较简单。

2 施工方案

2.1 原设计进洞措施

针对该隧道出口地质和偏压情况，进口端K6+107-K6+122采用半明半暗进洞方案，施工时首先采用预留核心土技术沿明开挖线进行边坡开挖施工，边坡高度控制在15m以下；在对坡面进行喷锚防护和护拱拱脚C20片石砼基础施作后，按设计尺寸进行护拱的施作，护拱完成且达到设计强度75%后，进行拱顶土石回填，在护拱砼强度达到设计要求后再进行暗洞开挖。

2.2 进洞措施变更原因

2.2.1 原设计方案进洞施工工期长。

2.2.2 南方梅雨季节来临，高边坡施工将会导致安全隐患加大，必须加快进洞速度。

2.2.3 原设计方案大挖大填，对环境影响较大，不利于环、水保。

2.3 变更后进洞措施

施工开挖至K6+122处，从掌子面情况来看，总体岩层岩质较好，左侧靠溪谷处覆盖层较薄，且存在松散土质。按照隧道“早进洞，晚出洞”的原则，以及最大程度保护生态环境、防止水土流失，且要尽快处理好洞口偏压的实际需求，根据目前实际情况可将原设计采用半明半暗进洞方案调整为现在位置暗挖进洞，则可将暗洞位置从K6+107提前至目前K6+122位置，可大大提前进洞时间。

从上述位置进洞需要解决洞口偏压及覆盖层较薄的困难。因此，变更后的总体方案是：首先对K6+107-K6+122段隧道进行偏压处理，处理的方式为：回填填料进行加载。为保证加载的填料能形成整体，对加载的填料进行水泥水玻璃双桨液注浆处理；在偏压处理完善后，采用无缝钢管进行大管棚超前支护，使其形成临时承载棚；开挖前为确保施工安全，在管棚间隙处辅以超前小导管注浆加固技术进行超前支护；开挖采用环形开挖预留核心土技术施工；开挖后必须立即进行超强喷锚初期支护，确保该段施工生产安全。总之，该段隧道施工必须遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”的十八字原则辅以“弱爆破”原则进行施工。

（1）偏压处理

首先挖除K6+107-K6+122段左侧靠溪沟一侧洞顶的松散表土，并清理干净，对洞顶清理出来的小冲沟采用C20砼（砼内布置分布构造钢筋）进行补平，在补平后的表面铺设一层Φ8@150×150钢筋网（钢筋网必须采用焊接联结牢固），将干净的石渣回填到洞顶至1m后，铺设一层Φ8@150×150钢筋网，再用石渣回填，使覆土厚度不小于4m；回填完毕后，对回填段采用Φ42×4mm小导管进行注浆加固。回填前，根据现场情况及设计要求，做好格挡措施。

地表注浆时，小导管以梅花型布置，间距1.5m，小导管深度以距离开挖线20cm为宜，注浆浆液采用水泥砂浆，强度为M7.5，砂采用中砂，水泥采用P.O.32.5，注浆采用分段注浆，分段按照标高统一确定，最底端注浆压力不小于1.2MPa；钢花管最上部1.5m不开孔，作为止浆段，钻孔时，在四周及最深处，均布设观察孔，以随时了解注浆情况，评定注浆质量。注浆顺序，应先四周、再中间、先最低、再往高，不得随意乱注，造成“夹心”现象。处理范围为：纵向K6+122～K6+108，长度14m，横向宽度以超过隧道开挖断面1.5倍为宜。

（2）套拱施工

套拱采用四榀I16工字钢组成刚性骨架，相邻两榀工字钢架之间的纵向连接钢筋采用Φ22的II级钢筋，环向间距0.8m，纵向连接钢筋应与每榀钢架焊接牢固。为尽早进洞，套拱采用C25砼，厚度40cm。超前小导管尾部应与钢架焊接牢固。

（3）超前支护

大管棚：超前支护采用大管棚进行超前支护，首先利用钻孔台车作为钻深孔机械，按设计孔位实施作业，在钻孔时，要确保孔径比棚管外径大15～20mm；然后进行顶管施工，采用Φ108无缝钢管加工后作为棚管，把加工好的管节连接套安装在钢管两端，将钢管安放在台车大臂上，对准已钻好的引导孔，低速推进钢管，直至达到棚管设计长度，用钻头掏尽钢管内残渣，进行棚管补强，即钢管内注浆，封口后施工下道工序。

小导管：为确保安全，管棚间隙采用小导管注浆加固技术对断面周围进行注浆加固。小导管采用直径50mm、长度3m的焊接钢管，钢管钻设间距150mm的注浆花孔后，沿断面拱部于大管棚間隙内环形布置，外插角5-15°为宜。小导管安设完成后采用可注性较好的水泥浆液进行注浆。

（4）开挖

开挖采用环形开挖预留核心土施工技术，将开挖断面分为环形拱部、上部核心土、下部台阶三部分进行开挖，开挖进尺控制在0.5-1m范围内施工。如遇硬岩则辅以“弱爆破”原则进行施工，以控制爆破对周围岩层所造成的扰动。

（5）初期支护

本段初期支护采用加强形式，系统锚杆采用Φ25×5mm先锚后灌式注浆锚杆，长度3.5m，纵向环向间距0.5～1.0m；钢拱架采用16#工字钢冷弯制作，钢拱架之间间距为0.75m，相邻钢拱架之间采用Φ22钢筋连接，钢拱架必须与邻近的小导管、系统锚杆进行焊接连接，由于开挖采用分部开挖，钢拱架不能一次闭合成环，因此，在钢拱架上半断面，增设锁脚锚杆，每处4根；该段喷射砼采用25cm厚C20喷砼，喷砼内布设双层钢筋网，钢筋网采用Φ8钢筋焊接，网格间距15cm。

3 施工注意事项

3.1 施工时要注意天气变化，雨天不得进行高边坡作业。

3.2 洞顶土方剥离应清除干净，避免素土影响注浆效果。

3.3 石碴往洞口上方倒运要注意施工安全，必须有专人指挥，专职安全员巡视。

3.4 注浆质量关系到暗洞开挖安全，因此必须把好每一关，以确保注浆质量。

3.5 在作业前，必须对洞口处的永久及临时排水系统进行完善，确保能顺利排出雨水，使水害对工程的影响减至最低。

3.6 洞口爆破，要做好防飞石措施，面对临时设施处，均要布设防护架子，并满铺炮被。

3.7 开挖时，要及时进行量测，以便对施工进行正确的判断和调整。

3.8 喷射砼施工，要严密注视钢架背后是否喷射密实。

3.9 在施作套拱前，必须先完成边、仰坡的加固工程。

4 施工总结

隧道进口偏压段在如今的隧道中较为常见，结合此次公路一期工程的偏压处理效果来看，上述施工方案是可行的、安全的。