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摘要：浅埋泥岩隧道在丘陵地带高速公路施工中十分常见，但因地质情况特殊，围岩稳定性差、埋深小、施工精度要求高、控制难度较大。本文根据工程实例对浅埋泥岩隧道施工技术进行讨论分析，简单叙述了浅埋泥岩隧道施工中质量控制的重点、难点及应对措施。
关键词：泥岩隧道；施工技术；高速公路
1引言
高速公路对我国社会经济水平的发展起着十分重要的促进作用，其中浅埋泥岩隧道却成了施工中的难点，施工难度较大，但工期往往较短，必须严格控制每个施工工序，才能够保证工程质量，有效避免隧道出现裂缝、漏水等质量问题。所以，浅埋泥岩隧道施工技术必须进行深入探讨，并在工程实例中不断探索，优化施工工艺、方法，控制好每一个施工步骤，才能打造出真正的优质工程。
2工程概况
某隧道为分离式隧道，左线起止里程ZK52+350-ZK52+550，长200米；右线起止里程K52+350-K52+570，长220米。进出口主要为黏土、碎石，土质不均，洞身段以砂岩、粉砂质泥岩为主，砂岩节理裂隙很发育，围岩较破碎，多呈碎块状；粉砂质泥岩节理裂隙很发育，岩芯碎，多呈碎块状局部呈短柱状，浸水易软化，右线最大埋深48.2米，左线最大埋深39.8米，围岩类型为Ⅴ级。
3施工方法
隧道主要施工方法为新奥法，开挖方式为台阶法，采用钻爆法开挖，无轨装碴、运输，机械通风，模板台车衬砌，严格按照“少扰动、早喷锚、勤测量、紧封闭”的基本原则进行施工过程控制。整体施工思路为：探超前、开挖先行，及时支护，仰拱及铺底距离尽量缩短，衬砌根据监控量测适度紧跟，后续适时施作隧道附属工程。
4质量控制主要技术
4.1超前地质预报
超前地址预报对隧道施工质量有着极其重要的作用，为查明隧道掌子面前方地质构造具体情况，避免因地质发生改变而支护参数未及时进行修正导致围岩过度变形产生的安全、质量隐患，需正确预报围岩情况正确选择开挖方案、支护类型，优化设计及施工方案，因此，为保证施工安全及工程质量，开挖前及开挖过程中必须进行超前地质预报。隧道开挖爆破完成后须立即调查地质情况，并进行掌子面及侧壁素描，一般地段10米填写一次“隧道开挖地质监测记录表”，地质、地形条件或围岩情况发生变化是，在变化处增加一次素描，通过岩层岩性和层位预测法、地质体延伸预测法进行推算，以此来预报前方的岩层情况。每隔100米左右使用TSP、TGP12等仪器探测一次，粗虐掌握掌子面前方的地质状况，然后使用地质雷达对前方30米左右的地质情况进行进一步核实，地质雷达应布置不少于2条从左帮至右帮的横向水平测线，并每隔4米左右在水平测线中心布置长约2米的纵向测线进行探测，了解不良地质的分布情况。当初步探测到前方呈现不良地质体时，在掌子面靠近不良地质体10米左右使用钻孔验证，依据物探及钻探成果，结合地勘报告以及地质调查结果，对前方不良地质范围及发展程度进行分析判定，及时调整支护参数，避免因不良地质造成质量或安全问题。
4.2隧道开挖
隧道开挖质量较大影响因素取决于钻爆参数，所以开挖前必须进行钻爆设计，设计时必须综合考虑地质及地形因素、开挖断面及方法、循环长度、钻孔机械、爆破使用的材料及出渣能力，并需依据实际爆破效果爆破设计参数进行调整。因本隧道围岩均未软岩，为使开挖断面能尽量接近设计轮廓线，减小对围岩的扰动，且较好的控制超、欠挖量，设计时采用光面爆破及预裂爆破技术。设计时须严格控制用药量，因内圈眼段爆破产生的裂缝开展深度往往大于周边眼，深入到周边眼外侧的围岩中，所以需特别加强对邻近周边眼的内圈眼装药量的检查控制，施工过程也需加强检查，减小对周边围岩的扰动，影响围岩自稳性。施工过程除需检查炮眼位置、间距及深度外，还需重点检查炮孔的堵塞质量，因其作用为延缓爆轰气体的迅速排出，延长爆轰气体的作用时间，所以炮孔堵塞质量的好坏也是影响爆破效果的重要因素，堵塞长度一般不低于炮眼的排距，周边眼不低于40cm，浅孔需全部堵塞。隧道采用台阶法开挖施工，开挖过程最主要的控制项目便是超欠挖控制，超挖过多，会形成集中应力，对围岩稳定产生影响，而欠挖则会导致衬砌厚度不足，所以开挖后必须采用全站仪配合激光断面仪对隧道断面进行检查，因围岩本身较差，为保证支护厚度及均匀性。管理上严禁出现欠挖，因爆破不可能百分之百精准，局部出现欠挖时必须机械配合人工进行清理，不得使用补炮，避免二次扰动围岩；对于超挖部分，拱顶及拱墙在钢支撑安装前采用喷射混凝土将表面喷至平整，对于拱底超挖部分，必须用与仰拱同强度混凝土回填并振捣密实，不得回填洞渣或其它材料。
4.3初期支护
初期支护包括喷射混凝土、锚杆、钢筋网及钢支撑，开挖完成后初期支护必须紧跟开挖面，避免围岩暴露时间过长，表面松弛掉落，影响稳定性。需特别重视钢支撑施工，钢架作为重要的支护措施，对隧道结构稳定起着非常重要的作用，如果钢架脚部及连接处出现空隙，必然会导致钢架不同程度下沉，那么初支不能紧贴岩面，最终可能导致应力集中形成裂缝，所以，架设前一是必须将钢架底部清理干净，架立在牢固的岩石基础上，不得出现拱脚悬空，导致钢架不能有效支撑围岩，标高不足时加垫钢板调整高程；二是钢架与钢架使用钢板连接时，钢板之间须紧贴并进行焊接或用螺栓连接，使钢架封闭成环，不得出现缝隙。钢支撑架设完成后应立即施工锁脚锚杆，防止钢架沉降，锁脚锚杆及系统锚杆与钢架焊接牢固，形成一个支护体系，整体受力，加强支护效果，钢架必须紧贴岩面，空隙处在喷射混凝土复喷时进行填满，不得出现空洞，检测出空洞时必须进行注浆处理。
4.4二次衬砌
仰拱混凝土回填前必须将底部松石、浮土及积水清除干净，避免仰拱底部因不密实出现不均匀沉降造成仰拱及二衬出现裂缝，仰拱及二衬施工前还需考虑沉降缝设置位置，仰拱一次施工长度需合理，沉降缝距离应为二衬台车长度的整数倍数，若出现仰拱与衬砌沉降缝未在同一断面上，隧道施工完成后势必会发生一定沉降，会因受力受力不均匀导致仰拱及衬砌出现环状裂缝。
4.5监控量测
隧道施工还有一个十分重要的工序便是监控量测，隧道施工全过程均应进行监控量测，对隧道整体施工安全及质量起着重要的监控及指导作用，所以在开工前必须编制监控量测方案。监控量测的目的一是掌握施工中的动态信息，用以指导施工，二是通过监测到的变形及应力信息，了解支护构件的作用及效果，调整支护参数，若未开展或未准确开展监控量测便不能有效掌握隧道变形情况，无法正确指导施工，可能导致的情况便是支护强度不足出现一系列质量问题，甚至发生严重质量或安全事故。监控量测必测项目为洞内外观察、周边位移、拱顶下沉及地表下沉，其观测点需设置在同一断面。
洞内外观察包括开挖面和初期支护完成段的观察，每天观察一次并进行记录，洞外实时观察地表情况、地表沉陷、边、仰坡的稳定、地表水渗漏情况并形成记录。
Ⅴ级围岩净空收敛及拱顶下沉监控量测观测点间距为5-10m，围岩变化处还需增设1-2个拱顶下沉监测点，水平收敛1-2对，各测点布置在距掌子面0.5-2m处，在每次爆破循环前读取初始读数，初期读数必须在开挖12小时内读取并记录，在下次开挖前必须记录初期变形的读数，其观测频率需根据变形速度确定
注：B表示隧道宽度
地表下沉监测在隧道开挖前开始直至二衬施工完成，且下沉趋势基本停止并保持稳定为止，各量测点均应在变形稳定并保持2-3周前方可结束。
监控量测不只是对工程进行监控，更重要的是对量测结果的应用，必须对量测数据进行整理，并绘制时态曲线进行施工管理，当曲线逐渐趋于平缓，表示围岩稳定可正常施工；出现直线上升，表示围岩变形急剧增长，出现失稳趋势，需加强支护并加快仰拱、二衬的施工速度，必要时需停止开挖；当曲线出现反弯时，表示围岩已经失稳，需立即停止施工，并采取相应措施。
5结束语
浅埋泥岩隧道虽施工偏大，质量控制点多，但结合本隧道施工经验，并不断进行施工总结，只要对各个施工关键点控制得当，隧道质量也是比较容易得到保障的，其实最主要的是各参建单位必须加强内部管理，提高技术人员水平，才能有效控制工程质量。
论文作者:刘杰
论文发表刊物:《基层建设》2019年第18期
论文发表时间:2019/9/20
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