談路橋隧道路基處理技術(shù)

邵 梁

(太古高速建設(shè)管理處，山西 太原 030000)

路橋工程中，隧道是較為常見(jiàn)的穿越山體形式。對(duì)于隧道中的道路路基，不僅施工難度大，施工環(huán)境更加困難，相比隧道外的道路有著更高和更加嚴(yán)格的要求。

1 隧道內(nèi)路基的特點(diǎn)與要求

1.1 隧道內(nèi)路基的特點(diǎn)

由于隧道內(nèi)的特殊環(huán)境，隧道內(nèi)的路基工程有著如下幾個(gè)特點(diǎn)：

首先，隧道內(nèi)的路基要求更加穩(wěn)定和密實(shí)，勻質(zhì)性要求也更高，使路基能夠?yàn)樗淼纼?nèi)的路面結(jié)構(gòu)提供可靠而均勻的支撐。

其次，由于許多隧道在地層中進(jìn)行穿越，其地質(zhì)條件與地應(yīng)力等方面與隧道外的地面環(huán)境都有著很大的不同，尤其是受力的特征，更是有著很大的差別。

再次，地下水對(duì)隧道內(nèi)的路基影響比隧道外的路基更大。

最后，隧道內(nèi)的路基施工受施工環(huán)境與施工場(chǎng)地的條件影響大。具體來(lái)說(shuō)就是隧道內(nèi)的施工條件比較差，無(wú)論是空間還是其他環(huán)境方面都會(huì)使工程受到很大的制約。圖1即為隧道內(nèi)路基的施工現(xiàn)場(chǎng)圖。

1.2 隧道內(nèi)路基的基本要求

在隧道內(nèi)進(jìn)行路基工程的時(shí)候要符合以下幾點(diǎn)基本的要求：

1)當(dāng)隧道內(nèi)襯砌設(shè)置仰拱的時(shí)候，如果仰拱隧道的襯砌為封閉式的結(jié)構(gòu)，會(huì)有效的對(duì)地下水形成隔離的作用，因此地下水的影響較小。隧道的路基只要嚴(yán)格的按照仰拱填充材料的要求進(jìn)行施工，就可以達(dá)到較好的穩(wěn)定性。

2)如果隧道是不設(shè)仰拱的天然石質(zhì)基礎(chǔ)，則會(huì)受到地下水較為嚴(yán)重的影響。因此在進(jìn)行隧道內(nèi)路基施工的時(shí)候，要對(duì)路基的水穩(wěn)定性以及軟化程度指標(biāo)提出更高要求。

3)隧道內(nèi)部的路基要敷設(shè)完整排水系統(tǒng)。隧道路基的地下水，一般都是整個(gè)隧道中受到地下水壓最高的部位，如果沒(méi)有完善的排水系統(tǒng)或是出現(xiàn)排水不暢等問(wèn)題，就極容易出現(xiàn)隧道路面的病害等情況。

2 隧道內(nèi)路基常見(jiàn)情況與處理方法

隧道內(nèi)的常見(jiàn)路基種類(lèi)較多，在施工中具有一定難度。常見(jiàn)的路基主要有軟土路基以及沉降路基兩種。

2.1 隧道內(nèi)軟土路基的特性及其處理方法

2.1.1軟土路基的特點(diǎn)與性質(zhì)

隧道內(nèi)的軟土路基與普通道路的軟土路基相似，都是強(qiáng)度較低，可壓縮性比較高的土層。在隧道施工的過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)在山區(qū)盆地等區(qū)域遇到軟土地帶。常見(jiàn)的軟土路基天然含水量高，軟土之間的空隙較大，抗剪力強(qiáng)度低，且較易壓縮，這些特點(diǎn)均給隧道路基施工帶來(lái)許多困難。

2.1.2隧道軟土路基的處理辦法與技術(shù)

隧道軟土路基的代表工程之一是錢(qián)江隧道，其位于軟土地區(qū)，隧道的跨徑大，里程長(zhǎng)，而且位于軟土地層，地質(zhì)條件復(fù)雜。是連接上海以及江蘇東南部地區(qū)的最便捷通道。隧道軟土路基的主要處理方法如下：

1)隧道軟土路基的物理處理法。

物理處理法就是對(duì)隧道軟土地基進(jìn)行置換、排水固結(jié)或是振密擠密等工程作業(yè)，最終使地基達(dá)到道路施工要求強(qiáng)度的處理方法。

其中置換法中包括了強(qiáng)夯置換法，碎石樁法以及石灰樁法等。一般在隧道內(nèi)的路基施工經(jīng)常采用強(qiáng)夯置換法，通過(guò)強(qiáng)夯機(jī)器將一些碎石等硬質(zhì)材料與原有的軟土進(jìn)行置換，形成路基基礎(chǔ)，進(jìn)而達(dá)到穩(wěn)固和加強(qiáng)路基的目的。

排水固結(jié)法的原理是通過(guò)在軟土中先設(shè)置良好的排水系統(tǒng)，通過(guò)擠壓或是壓縮的方法排出土體空隙中的水分，達(dá)到提高路基整體的強(qiáng)度與密實(shí)度的效果。經(jīng)過(guò)排水固結(jié)的軟土路基，能夠極大的提升路基的抗剪能力和路基的整體性。

振密擠密法主要采用振動(dòng)以及沖擊等方式，對(duì)路基所在的軟土進(jìn)行打孔和填充處理，從而形成砂石樁或是其他樁形結(jié)構(gòu)。使軟土與砂石樁等結(jié)構(gòu)相結(jié)合，形成良好的復(fù)合路基，可以大大的提升路基的承載能力。

此外，物理處理方法還可以通過(guò)向土體內(nèi)添加抗拉鋼筋的方法，使路基的整體性和承載能力得到有效的提升。但是這種方法的造價(jià)與成本以及對(duì)施工工藝的要求都較高，除早期的一些隧道路基處理工程中經(jīng)常使用外，目前只應(yīng)用于一些特定的軟土基礎(chǔ)的加固和處理當(dāng)中。

2)軟土基礎(chǔ)的化學(xué)處理法。

對(duì)于軟土地基，還可以通過(guò)在地基中添加一些加固的化學(xué)成分，從而使地基形成較為堅(jiān)固的基礎(chǔ)，從強(qiáng)度和穩(wěn)定性上更好的滿(mǎn)足路基施工的要求。常用的化學(xué)加固處理方法主要有深層攪拌和高壓噴射注漿兩種方法。

深層攪拌法，主要是采用專(zhuān)門(mén)的機(jī)械設(shè)備，在軟土路基的深處進(jìn)行水泥石灰等固化劑的噴涂和混合作業(yè)，使原有的軟土與固化劑形成加固的土質(zhì)，從而提高路基的承載能力，減少路基變形的可能，以更好的承擔(dān)路面的有效載荷。

高壓噴射灌漿加固法，主要適合加固和處理深度較大的污泥或是粘土等路基基礎(chǔ)材質(zhì)。具體的過(guò)程是將安裝有專(zhuān)門(mén)噴嘴的灌漿管通過(guò)鉆機(jī)等設(shè)備鉆入土層的預(yù)定深度，而后通過(guò)高壓水泥泵等設(shè)備，將水泥等補(bǔ)強(qiáng)材料，通過(guò)強(qiáng)大的壓力噴射到土壤層中。在這期間，可以根據(jù)需要進(jìn)行噴射方式的選擇，與軟土形成柱狀或是塊狀的墻體，從而達(dá)到加強(qiáng)路基的目的。

2.2 隧道內(nèi)沉降路基的處理技術(shù)

隧道內(nèi)沉降路基，如果處理不好，會(huì)產(chǎn)生非常大的危害。對(duì)于容易形成沉降的路基基礎(chǔ)，可以采取如下幾種方法進(jìn)行工程技術(shù)上的處理。

2.2.1隧道路基的復(fù)合加工技術(shù)處理法

填充復(fù)合加工技術(shù)，是利用灌漿土等材料，對(duì)容易沉降的路基基礎(chǔ)進(jìn)行深層的加固，使灌漿土與原有的土壤進(jìn)行融合，最終形成一個(gè)完整的結(jié)構(gòu)。這種技術(shù)比較方便快捷，能夠很好的縮短工期，對(duì)其他工程的影響也較小。但是對(duì)處理較為嚴(yán)重的沉降問(wèn)題并不十分適合。

2.2.2固化劑地基加固技術(shù)

固化劑可以為隧道路基增加強(qiáng)度，降低路基沉降提供有效的支持。固化劑因具有良好的性能，在耐高溫以及防水防油方面都有著出色的表現(xiàn)，所以在道路施工中有著廣泛的應(yīng)用。固化劑主要有液體和固體兩種類(lèi)型。液體的固化劑適合于諸如土層，來(lái)增加土層的整體性與抗剪能力。在隧道的施工環(huán)境中，不可避免的會(huì)受到隧道施工環(huán)境的限制。在這種情況下，可以利用固化劑來(lái)解決和降低施工難度的問(wèn)題，進(jìn)而提升公路施工質(zhì)量。

2.2.3動(dòng)態(tài)壓實(shí)技術(shù)

動(dòng)態(tài)壓實(shí)，是通過(guò)重力機(jī)械來(lái)對(duì)路基的表面進(jìn)行反復(fù)的捶打和擠壓，實(shí)現(xiàn)路基密度增加，減小沉降的目的。但是這種工藝只適合于表層土體結(jié)構(gòu)比較松軟的情況。而且由于壓實(shí)技術(shù)的限制，最大也只能實(shí)現(xiàn)10 m深度的土體壓實(shí)。對(duì)于超過(guò)10 m深度的土體則很難達(dá)到預(yù)期的效果。

2.2.4粉噴樁處理技術(shù)

粉噴樁技術(shù)主要是通過(guò)打孔等方式，對(duì)深處的路基土壤進(jìn)行噴樁處理，從而保證深層的土壤能夠滿(mǎn)足路基和路面施工的要求。粉噴樁技術(shù)在實(shí)踐中經(jīng)常與動(dòng)態(tài)壓實(shí)技術(shù)進(jìn)行聯(lián)合使用，使土壤的表層與深層的土壤能夠滿(mǎn)足路面施工與承載力的要求。

3 我國(guó)隧道路基處理技術(shù)未來(lái)發(fā)展與展望

如今隧道路基處理和施工技術(shù)已經(jīng)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但在實(shí)際的施工過(guò)程中必然會(huì)遇到各種各樣的情況。因此為實(shí)現(xiàn)技術(shù)發(fā)展，促進(jìn)施工水平的提升，還需要進(jìn)一步對(duì)我國(guó)隧道路基施工和處理技術(shù)進(jìn)行不斷的研究和改進(jìn)，通過(guò)借鑒國(guó)內(nèi)外的先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，對(duì)路基進(jìn)行強(qiáng)化和加固，實(shí)現(xiàn)工程質(zhì)量更好的提升。在未來(lái)，隨著地基處理新方法與新工藝的不斷出現(xiàn)以及地基處理施工相關(guān)設(shè)備的發(fā)明和升級(jí)換代，對(duì)隧道內(nèi)地基的處理效率和質(zhì)量必將會(huì)有更好的方法與手段，使施工效率和質(zhì)量都得到更好的提升。

4 結(jié)語(yǔ)

由于隧道路基的多種多樣，所以各種路基處理的方法也要因地制宜，如此，才能達(dá)到良好的效果。目前，我國(guó)隧道路基處理的技術(shù)已經(jīng)有了比較成熟的經(jīng)驗(yàn)，但是，處理技術(shù)還有待于進(jìn)一步的完善。特別是處在特殊情況下的隧道路基施工，還要進(jìn)一步的進(jìn)行探索。希望在不遠(yuǎn)的將來(lái)，我國(guó)的路基處理技術(shù)能夠針對(duì)不同的情況建立起健全的處理體系，進(jìn)而為隧道路基施工提供安全可靠的參考。