摘要：大跨浅埋软弱围岩隧道在施工过程中需要表层软弱堆积物以及风化带等，在开挖的过程中可能存在着拱顶急剧下沉以及地表开裂等问题。因此，在施工中需要施工人员根据施工现场的情况采取一些措施确保施工质量和安全。本文就某大跨浅埋软弱围岩隧道进洞施工为例介绍了在大跨浅埋软弱围岩隧道的施工方法和技术。
关键词：浅埋偏压；软弱围岩；施工技术；施工工艺
1 工程概况
隧道城市地铁工程在我国的蓬勃发展，预计21世纪初至中叶将是我国大规模建设地铁的年代，与此相关，也会涌现出大量的岩土工程技术问题需要解决。三线大跨度车站隧道跨度大，围岩应力重分布情况复杂，围岩变形难控制，设计施工技术较复杂，并且在国内外没有可供借鉴的系统性的成熟资料，所以进行大跨度隧道围岩施工过程和最终状态研究是非常重要的，特别是在软土等不良地质条件下的大跨度隧道施工。由于软土特有的性质使其工程特性在很大程度上有别于其他类土。特别是随着近些年来北京上海这些城市中地铁的大量修建，学者们对软弱地层地铁隧道掘进力学特性和空间效应已进行了大量的研究，可以将这些研究数据更好地应用在地铁建设过程中，为软土地基建设更好的服务。但是实际上对于大断面的软弱地层施工中地层隧道施工方法以及施工技术要点还需要进一步的研究。
2 浅埋偏压软弱围岩隧道施工工艺
2.1开挖工序
开挖工序施工的先决条件应为隧道超前支护注浆强度为85%。针对隧道中的偏压地区以及浅埋地区进行处理，最好采用预留核心土开挖方法，操作步骤是顺着隧道开挖，并以单位循环的方式进行挖进，在外轮郭型开挖的过程中，常使用到的施工方法为人工开挖和风镐开挖模式。就边墙周边及拱部弧形开挖，风镐分台阶开挖法为最佳；就中槽及核心土开挖，挖掘机开挖法为最佳，其开挖进尺应以围岩稳定性为依据，并最终设定为1-2棍钢格栅间距。
2.2偏压地段开挖工序
该地隧道进洞方向存在较大偏压，采用三台阶临时仰拱法施工3～5m后对隧道断面量测发现，初期支护向线路右侧方向偏移，左侧山体出现裂纹，在施工现场中增加中隔壁支护，这时候变形率依然处在变化的过程中。然后将隧道右侧的山谷进行回填反压，回填的高度应该不低于5m，并对线路左侧山体进行锚喷加固后对偏压侧土体卸载处理，使用锚固桩对山体进行加固，在加固的初期，支护和山体变形处于一种稳定的状态，并以反压回填的方式和卸载的方式 控制隧道的变形。由于围岩经过处理之后本身就带有一定的自稳能力，在施工现场采用三台阶临时仰拱法施工，采用临时仰供能有效的组织支护结构的水平进行收敛，这样就能有效组织围岩出现变形。
2.3浅埋地段开挖工序
该地隧道进洞位置埋深只有2m，地质条件较差，且存在偏压，采用六步CD法是将隧道划分为6个部分开挖，开挖断面较小，适合人工开挖和小型机械开挖，每次开挖后进行双层小导管超前支护，且循环进尺小于0.6m。中隔壁的弧度方向倾向于受力较大的一方，并对受力方起到一个支撑的作用，如果在操作的过程中将中隔壁的方向调反，将失去了支撑作用。并且很容易使隧道初期支护半边侵线，在施工的过程中虽然施工速度较慢，对于该隧道采用的是六部cd法开挖的施工方式进行施工，如果施工人员发现变形的速率变大，这个时候由于隧道的埋深较浅，地表易出现裂纹，在进行下部开挖的时候由于拱脚的位置比较薄弱，一旦受到较大的压力。将会加速变形的速率。由于开挖出的土体为软塑状，地表注浆的效果并不明显，对于这种情况，需要在现场补充一些设锁脚锚杆，同时并增加上台阶（1-4步）的临时仰拱。即隧道开挖后先对上台阶喷射10cm厚混凝土，拱脚部位采用木板垫试，增加临时仰拱，并将临时仰拱每0.5～1m采用50短钢管将临时仰拱连接成整体，并采用C25混凝土喷实，厚度0.2m。采取以上措施后，变形测量数据显示变形趋于稳定，初期支护成环后变形量小于5cm。
2.4防排水措施
2.4.1排水
排水管道应该顺着隧道的方向进行设置，并每隔10米设置一道软式的透水管，并将排水管铺设在透水管的外部。0mm软式纵向透水管设置于距离边墙底部1.2m位置，且使用三通管将水引至水沟，并排除隧道。
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2.4.2防水
在喷射栓的外表面喷涂一些复合的防水板，并保障防水板之间的间距尽可能小。各道工作缝均应该设置2条止水带；衬砌砼应为防水砼，其抗渗等级应保证为S6。
2.5二次衬砌
深埋隧道二次衬砌施作一般情况下应在围岩和初期支护变形基本稳定后进行。衬砌不得侵入隧道建筑限界，衬砌施工放样时将设计的轮廓线扩大5cm。混凝土灌注前及灌注过程中，应对模板、支架、钢筋骨架、预埋件等进行检查，发现问题应及时处理，并做好记录。混凝土振捣时不应破坏防水层。衬砌施工缝端头必须进行凿毛处理，用高压水冲洗干净。按设计要求预留沟、槽、管、线及预埋件，并同时施作附属洞室砼衬砌。砼衬砌灌注自下而上，先墙后拱，对称浇筑。在施工过程中，如发生停电应立即起动备用电源，确保砼浇筑作业连续进行。混凝土振捣时，不得碰撞模板、钢筋和预埋件。泵送砼结束时，应对管道进行清洗，但不得将洗管残浆灌入到已浇筑好的砼上。钢筋混凝土二次衬砌地段，必须用与二次衬砌混凝土相同配合比的细石混凝土或砂浆制作垫块，确保钢筋保护层的厚度，主筋保护层尺寸不小于30mm、迎水面主筋保护层不小于50mm。
2.6监控量测
现场监控量测根据新奥法原理，为了掌握施工中围岩和支护的力学动态及稳定程度，以及确定施工工序，保证施工安全，需对隧道施工的全部过程进行现场监控量测。大跨度双联拱隧道着重设计了地面沉降、拱顶下沉、隧道的水平收敛和钢架应力等监测项目。进口段拱部下沉为30mm--40mm，地表沉降为15--20mm，周边位移变化均在规范允许范围内。受浆砌片石保护，中隔墙位移几乎为零。由于是在围岩应力基本释放后再施做二次衬砌，二次衬砌基本无沉降及变形。
3 施工中必要的辅助措施
3.1地形地貌核查和风险评估
由于在隧道施工之前对于偏压的认识力度不够，因此一旦进洞之后就会发生变形，因此需要采取一些措施对其进行防治，能够有效的杜绝安全事故，但是如果施工人员在开始阶段就对施工地貌进行勘查，并结合施工图纸标注出施工中的段截面，找出偏压以及浅埋的长度等，编制出合理的风险预估报告，并对预先进行反压和卸载，可避免在洞外进行处理，严重影响到施工进度。造成大量的人力物力资源浪费，因此在隧道施工之前需要对其进行风险评估，并采取相应的措施来进行控制。
3.2超前地质预报、核查在软弱围岩中的作用
在隧道施工过程中，最常见的施工工序是进行监控量测和超前地质预报。需要安排专业人员对洞内和地表进行量测，并及时对量测的数据进行分析，特别是对于洞口的位置进行频繁量测，以期保障洞口偏压地段的稳定。案例中该地隧道采用六部CD法施工一段距离后，围岩由软塑状逐渐变成块土状，并且超前地质预报结果显示围岩地质条件逐渐转好，监控量测数据趋于稳定，现场将工法逐步转化为三台阶临时仰拱，减少开挖步骤，加快了施工进度，并保证了隧道的施工安全。对地质隧道进行地质检查也是施工过程中的重要一环，进行地质检查不仅仅停滞于明洞段，还需要对浅埋地区的软弱围岩的隧道进行检查，并在开挖之后进行及时的封闭。主要是因为如果不及时加以封闭，地下水容易将基底进行软化，基底的承载能力将会降低，最终导致仰拱下沉及二次衬砌开裂。
结束语
就浅埋以及偏压等施工方式来说，本身复杂程度较高，因此作者认为在浅埋软弱围岩隧道施工中需要严格遵守相关的技术要求，采取先进的施工技术。总的来说，浅埋以及偏软压弱围岩隧道施工中需要注意以下的注意事项，并制定有针对性的施工方案。而且应该在施工方案中突出偏压问题处理办法，并将偏压负面影响范围降至最低；工程开挖应坚持“短进尺、勤测量、超前支护、弱爆破、重排水、强支护”思路；工程施工以“控制围岩松动、保护围岩”为最终目的。
参考文献：
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[5]李建达.大跨度浅埋软弱围岩隧道洞口施工技术研究[J].中国标准化，2017（6）.
论文作者:邓平秀
论文发表刊物:《基层建设》2017年第34期
论文发表时间:2018/3/28
标签：隧道论文; 围岩论文; 偏压论文; 软弱论文; 过程中论文; 地质论文; 量测论文; 《基层建设》2017年第34期论文;