浅埋偏压隧道进洞施工技术的初步探讨

礼明

（辽宁省路桥建设集团有限公司第三分公司 辽宁沈阳 110020）

浅埋偏压隧道进洞施工技术的初步探讨

礼明

（辽宁省路桥建设集团有限公司第三分公司 辽宁沈阳 110020）

本文以某隧道施工为例，通过对不同隧道进洞方案的比较、施工中的常见问题及解决办法，提出明拱暗墙法进洞施工技术应用于浅埋偏压、复杂地质条件，不仅能够保证洞口边仰坡稳定，还能提高进洞施工安全性。

隧道施工技术 隧道进洞方案 隧道施工措施

1 施工隧道情况

某隧道左右洞分别为2750米、2910米,进口端处于由洪坡积成的平地,轴线方向具有不超过20度的平缓地势。隧道与山脚洞口紧贴的围岩由碎石土夹块石构成,最大厚度超过35米,不具有较厚的覆盖层和较高的稳定性,地下水富集,岩体结构松散。没有支护时容易发生塌方,严重时将引起地表塌陷,因此应首选安全性高的进洞方案。

2 选择适宜的进洞方案

2.1 隧道原设计方案

隧道左洞原设计网锚挂在洞口处喷边仰坡,采用多根长管棚进洞。地质条件在地表清坡时发现与原设计存在较大差别,左侧边坡堆积体采用碎砾石,不具有较强的自稳力并易发生垮塌,削坡高度最大为22米,坡比按1：0.75稳定性不高,在雨水及地下水丰富区域容易引起山体滑塌。若向洞口外推大管棚,因原设计挂口部位只有1.2米厚覆盖层,将地表大孤石清除后将具有更薄的覆盖层,不具有自然承载力而容易发生塌方,增大了施工安全隐患。因此原设计进洞方案不具有较高的安全性,具有较大的施工难度。

2.2 增加明洞方案

在否定原设计方案后,提出在暗洞段10米范围进行开挖而施工为明洞,因左洞为平缓—陡直过渡带位于山体坡积层,因此开挖的边坡具有更高的高度,而因受坡积平缓层影响的覆盖层不会有明显增加。若采用明洞长度增加,应将缓坡放在开挖边坡,将使开挖的洞口土石方明显增加,对洞口围岩稳定性影响增大。采用该方案如果不能实现防护边仰坡作用,将造成洞口土体产生滑塌,而进洞施工期间若遇雨季,增加的施工周期对进洞时间也将产生不利影响,所以也不适合采用该方案。

2.3 明拱暗墙方案

综合上述两种方案提出明挖拱部、暗挖墙部的明拱暗墙方案,该方案有效解决了暗洞具有较薄覆盖层易发生塌方的情况,也因刷坡具有较小高度,使土石方减少开挖量和边坡开挖高度,明显降低扰动洞口的土体范围。此方案结合设计要求采用长管棚提前进行预支护,待套拱混凝土强度达到要求后施作长管棚。依次进行剩余明拱的拱架施作安装和混凝土模筑,支护充填仰拱及二次衬砌,受力结构封闭为环形整体,使洞口保持稳定。最后将粘土植草回填拱顶,使地貌恢复原状。

3 采用的施工进洞方案

3.1 具体施工过程

明拱暗墙进洞施工按照仰坡面框架锚杆支护、明挖上半断面、框架锚杆防护边坡及成洞面、套拱施工顺序,开挖中台阶并对边墙初喷混凝土,施工锚杆,中台阶及下台阶施工步骤与此相同。

3.2 施工工艺

3.2.1 洞顶截水沟设置

为保证临时边仰坡在开挖明拱后具有稳定性及免受雨水浸泡拱脚而引起围岩出现软化,

将浆砌片石洞顶截水沟施工于边仰坡开口外,引地表水到开挖线影响范围外。

3.2.2 开挖明拱及临时防护边仰坡

采用挖掘机开挖起拱以上明拱部分,刷坡由人工配合,开挖后及时采用挂网锚喷防护边仰坡坡面,为避免左侧边坡由于陡直产生侧压力,将锚杆框架梁在边坡锚喷后进行增设以实现永久防护,与节点自进式锚杆构成统一整体。

3.2.3 管棚套拱及长管棚施工

拱架与边仰坡锚杆采用焊接方法进行固定,拱架拱脚处采用自进式锁脚锚杆,将木模板安装至拱架内轮廓和端头,套拱混凝土浇筑厚度应达到60厘米,套拱施工时将孔口管预留并与拱架焊接。

3.2.4 暗挖拱下

拱部混凝土强度达到设计要求后,采用短台阶法在拱部混凝土保护下暗挖拱下,开挖次序按照中下台阶左右错开并进行初期支护,循环进尺不超过1米。为避免砂层失稳而发生坍塌,开挖时即便遇到大孤石也不能采取放炮方法,而应使用打眼静态破碎剂对大孤石进行破碎,及时初喷混凝土,对围岩变形进行控制,特别是对系统锚杆施工及注浆质量严格控制,以免因侧压力作用引起围岩产生变形而塌方。

4 结语

综上所述,通过比较选择隧道进洞方案的原则及初步探讨施工中应关注的技术要点。明拱暗墙法应用于地质条件复杂情况下不仅能够保证洞口边仰坡稳定,还能提高进洞施工安全性。在施工中应用超前长管棚注浆预加固及喷混凝土等支护、开挖等措施,使隧道施工安全性得到明显提高。

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U453

A

1674-2060（2016）03-0331-01

礼明（1981—），男，满族，大学本科学历，研究方向：道路，桥梁，隧道。