黃土區(qū)淺埋偏壓隧道進(jìn)洞施工技術(shù)

（中鐵十六局集團(tuán)第一工程有限公司，北京 101300）

1 工程概況

以莫蘭臺(tái)嶺隧道為例，該工程施工環(huán)境較為復(fù)雜，含大量泥巖、粉砂質(zhì)泥巖，穩(wěn)定性欠佳，對(duì)施工技術(shù)提出較高要求。關(guān)于莫蘭臺(tái)嶺隧道的具體情況，如表1所示。

2 隧道總體施工方案

創(chuàng)建2個(gè)專業(yè)施工隊(duì)，共同配合完成掘進(jìn)施工作業(yè)，分別從隧道進(jìn)出口逐步向中間推進(jìn)。為確保施工安全性，采取仰坡噴錨支護(hù)措施，搭建超前長(zhǎng)管棚并針對(duì)超前小導(dǎo)管展開(kāi)注漿作業(yè)，提升圍巖的穩(wěn)定性。施工隊(duì)進(jìn)入主洞后，轉(zhuǎn)為新奧法施工作業(yè)，有效完成光面爆破作業(yè)，經(jīng)噴錨并設(shè)置鋼支撐后，隨即開(kāi)挖。Ⅴ級(jí)圍巖淺埋段穩(wěn)定性欠佳，不具備優(yōu)良施工條件，采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法。同時(shí)，若遇到深埋段，該區(qū)域施工時(shí)需轉(zhuǎn)變?yōu)镃RD法，適配三臂液壓鉆孔臺(tái)車，順利完成鉆孔作業(yè)；針對(duì)部分軟弱圍巖，轉(zhuǎn)為人工手持風(fēng)槍的方式，利用注漿泵注漿[1]。通過(guò)機(jī)械與人工相結(jié)合的方法加工制得施工所需的鋼支撐，裝碴機(jī)裝碴，通過(guò)大型運(yùn)輸設(shè)備裝運(yùn)，以滿足快速出碴的要求，但運(yùn)輸設(shè)備需設(shè)置有凈化裝置。以自制臺(tái)車為主，輔以人工作業(yè)的方式，高效鋪設(shè)防水層；注重二次襯砌工藝方法，為仰拱先行后開(kāi)挖的方式，盡可能省去二次清底開(kāi)挖工序，通過(guò)泵送的方式完成注漿作業(yè)。施工過(guò)程中，密切測(cè)量圍巖狀況，實(shí)時(shí)收集工程信息，將其作為指導(dǎo)后續(xù)施工的重要依據(jù)。

3 隧道施工準(zhǔn)備

滿足“四通一平”的要求，以施工實(shí)際情況為準(zhǔn)，修筑便道，并設(shè)置拌合站、值班室等各個(gè)與工程施工作業(yè)有關(guān)的臨時(shí)建筑。合理布設(shè)洞內(nèi)管線，具體內(nèi)容如圖1所示。

4 進(jìn)洞施工技術(shù)

4.1 洞口施工

1）洞口土石方

將洞口的危石等雜物清理干凈，以設(shè)計(jì)圖紙為準(zhǔn)精確測(cè)量，放出本次施工中邊、仰坡輪廓線。先在套拱所在區(qū)域開(kāi)挖作業(yè)，預(yù)留核心土，設(shè)置套拱后即可管棚注漿施工。在上述基礎(chǔ)上，當(dāng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度滿足要求后，再開(kāi)挖核心土，隨后開(kāi)挖主洞。處理回填土石與開(kāi)挖邊坡的接觸面，該處設(shè)置成臺(tái)階形式，使用碎石將其填塞充實(shí)，不可出現(xiàn)土石滑動(dòng)現(xiàn)象。

2）洞口邊仰坡及明洞基礎(chǔ)加固

噴射成洞面與臨時(shí)邊坡，二者均使用C25速凝型砼，結(jié)構(gòu)厚度10cm，設(shè)置Φ6mm鋼筋焊接網(wǎng)，輔以Φ22mm砂漿錨桿，共同構(gòu)成防護(hù)結(jié)構(gòu)。施工中，砂漿錨桿長(zhǎng)度350cm，為梅花形布置方式（滿足間距1.2m的要求）。基于旋噴樁加固的方式完成明洞基礎(chǔ)部分的施工作業(yè)，布置方式與砂漿錨桿一致，深入持力層30cm，并確保樁頂進(jìn)入仰拱混凝土的深度達(dá)到30cm，在后續(xù)仰拱施工作業(yè)時(shí)將該部分削除。

3）洞門(mén)施工

基于分層夯填的方式完成洞門(mén)與明洞回填作業(yè)，各層密實(shí)度至少為90%，在表面種植喬灌木（與原地貌植被相同）。為避免漏水現(xiàn)象，在明洞回填頂部設(shè)置厚度為50cm的隔水層，與邊、仰坡有效搭接，構(gòu)成密封的整體結(jié)構(gòu)，避免地表水下滲帶來(lái)的不良影響，確?；靥铙w穩(wěn)定性。

4.2 進(jìn)洞方案

經(jīng)勘察得知，隧道進(jìn)出口均含有大量Ⅴ級(jí)圍巖，不具備優(yōu)良施工條件，穩(wěn)定性欠佳，針對(duì)該區(qū)域設(shè)施大管棚，以達(dá)到超前支護(hù)的效果，為順利進(jìn)洞提供良好條件。

4.2.1 主要施工參數(shù)

1）管棚材料：φ108mm熱軋無(wú)縫鋼管，壁厚6mm。依據(jù)施工需求，可分為兩類節(jié)長(zhǎng)，即3m與6m，搭建的管棚長(zhǎng)度28m；對(duì)管棚采取鉆孔注漿措施，縱向間距為15cm的φ8mm孔，保留尾部200cm區(qū)域，該處不設(shè)置任何注漿孔。

2）管距：環(huán)向間距40cm。

3）傾角：朝隧道圍巖側(cè)發(fā)散2°。

4）注漿材料：水泥漿；當(dāng)施工所在區(qū)域含大量地下水時(shí)，轉(zhuǎn)為水泥-水玻璃雙漿液。本工程施工參數(shù)為：水灰比1：1，初壓0.5～0.8MPa，終壓2.0MPa；

5）施工范圍：拱部130°，處理小間距一側(cè)，在該處均布管棚并到達(dá)起拱線。

6）工藝流程：先施工奇數(shù)孔管棚，后偶數(shù)孔。

4.2.2 主要工藝

1）大管棚施工

①使用電動(dòng)鉆機(jī)，在其輔助下鉆進(jìn)并置入長(zhǎng)管棚鋼管。

②施作C30鋼筋砼套拱，發(fā)揮導(dǎo)向墻的作用。

③先打入單號(hào)孔有孔鋼管，并完成注漿作業(yè)，隨后鉆進(jìn)雙號(hào)管并注漿。檢查漿液填充狀態(tài)，當(dāng)足夠良好后可打入無(wú)孔鋼管，并向其中注入漿液，不滿足此條件時(shí)需打入有孔鋼管。

④通過(guò)絲扣連接的方式提升管棚穩(wěn)定性，各絲扣長(zhǎng)均為15cm。

2）大管棚施工流程

①施工準(zhǔn)備。洞口開(kāi)挖過(guò)程中，需注重后續(xù)施工時(shí)管棚鉆機(jī)的作業(yè)需求，為之預(yù)留足夠的工作平臺(tái)。通過(guò)對(duì)縱坡的開(kāi)挖作業(yè)且成洞后，需搭建臺(tái)架立模并利用C30砼澆筑形成套拱，要求所得到的套拱需在明洞外輪廓線外側(cè)。

②管棚定位。上抬量：伴隨施工作業(yè)的持續(xù)推進(jìn)，水平鉆孔彎曲變形必然存在，需要確定合適的上抬量，通過(guò)此方式避免侵入設(shè)計(jì)斷面的情況。上抬角度：需要滿足管棚鉆機(jī)工作時(shí)的空間要求。放線定位：經(jīng)計(jì)算確定鉆孔孔口的合適位置，借助高精度量測(cè)儀器尋找到孔位與傾角，并放線。

③管棚施工。鉆孔：使用管棚鉆機(jī)，通過(guò)該設(shè)備液壓旋轉(zhuǎn)的方式逐步推進(jìn)并到達(dá)指定孔深處。清孔：高壓風(fēng)清理孔內(nèi)余碴。鋼花管安裝：采用絲扣連接，形成的各個(gè)接頭相互錯(cuò)開(kāi)。值得注意的是，奇數(shù)號(hào)首節(jié)鋼管長(zhǎng)為3m，偶數(shù)號(hào)為6m，但后續(xù)各節(jié)長(zhǎng)度均保持為6m。堵孔止?jié){：此環(huán)節(jié)將對(duì)最終的注漿效果帶來(lái)直接影響，依據(jù)施工要求，鋼管外端2m內(nèi)不采取任何處理措施，無(wú)需設(shè)置注漿孔。各孔口的封堵處理，采用的是小導(dǎo)管封堵的方式。鋼管與孔壁間隙封堵：使用早強(qiáng)水泥砂漿材料，控制封堵材料在孔內(nèi)的長(zhǎng)度是確保封堵質(zhì)量的關(guān)鍵[2]，本工程至少達(dá)到1m。高壓注漿：泵送漿液，確保圍巖穩(wěn)定性。

4.2.3 施工控制要點(diǎn)

1）為確保鉆孔質(zhì)量，在施工之前精確測(cè)定孔的各項(xiàng)參數(shù)，包括位置、外插角與傾角，并注意編號(hào)。

2）鉆孔仰角2°，施工過(guò)程中需合理操作鉆機(jī)，將偏移量與下沉量控制在合理范圍內(nèi)。

3）避免管棚侵入隧道開(kāi)挖線的情況，同時(shí)相鄰鋼管不可碰撞或立交。

4）施工中頻繁測(cè)量孔的斜度，超出許可范圍后隨即調(diào)整。

5）各鉆進(jìn)階段的壓力與速度需得到合理控制，不可出現(xiàn)斷桿現(xiàn)象。

4.3 特殊情況處理

1）注漿中斷：分析引發(fā)注漿中斷的原因，提出可行的處理辦法，縮短注漿中斷時(shí)間。若不具備隨即恢復(fù)注漿的條件，需要沖洗鉆孔。

2）避免串漿現(xiàn)象：以跳打施工的方式更可行，優(yōu)先處理奇數(shù)號(hào)孔，隨后再處理偶數(shù)號(hào)孔。

3）出現(xiàn)串漿后：使用分漿器，在單臺(tái)注漿泵的作用下在同一時(shí)間完成多根錨桿的注漿作業(yè)。

4）出現(xiàn)大范圍漏漿：需轉(zhuǎn)為低壓、限流、間歇注漿的方式；還可注入適量的其他類型填料，有效封堵大通道，隨后再采用第一種方法持續(xù)施工。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，高速公路施工過(guò)程中，常遇到隧道工程，以洞口段施工尤為關(guān)鍵。在復(fù)雜的工程環(huán)境下，通過(guò)何種方式安全、快速進(jìn)洞尤為關(guān)鍵。本文針對(duì)偏壓隧道進(jìn)洞施工技術(shù)展開(kāi)探討，提出相關(guān)技術(shù)方案并應(yīng)用于隧道工程中，可確保施工環(huán)境的穩(wěn)定性，有效避免塌方等不良事故，具有一定的參考價(jià)值。