浅埋偏压隧道施工技术

曾艳辉

（江西有色建设集团有限公司，江西 南昌 330000）

0 引言

近年来，我国交通运输事业的不断发展与完善，也对基础设施建设质量提出了更高的要求。由于隧道工程常遇到复杂地形，导致施工难度更大、容易影响施工进度。其中，浅埋偏压隧道的跨度较大、围岩较为松散破碎，且断面较小，因此在施工过程中很容易出现失稳问题，影响项目施工的安全性。为进一步保障保证隧道施工质量，对浅埋偏压隧道施工技术进行研究。

1 浅埋偏压隧道形成原因

铁路、公路施工过程中遭遇浅埋偏压隧道的原因主要如下：

首先，部分施工单位对工程质量管理的重视程度不够，导致工程建设质量受损，施工完成后容易出现偏压问题，进而引发一系列安全事故。

其次，隧道施工主要在山区进行，易受外部自然环境因素的影响。若施工团队在施工前未对周边岩石层结构进行监测，隧道建成后荷载分布可能不均匀，从而引发偏压问题。

最后，部分隧道施工、技术人员的专业素养不足，缺乏相关经验和技术，这种情况也容易影响隧道施工质量，导致隧道出现浅埋偏压方面的问题[1]。

2 工程概述

徐家坝隧道布设于白沙镇后侧，所在区域主要为山地，穿越一座山包，隧道出口有道路可达，进口无直达道路，交通较为不便。隧道穿越区地层以三叠系中统巴东组（T2b）泥灰岩、砾岩及灰岩为主，属构造剥蚀中低山地貌，地形起伏较大。入口段斜坡坡度为25°～35°，出口段斜坡坡度为18°～26°。

2.1 地质水文条件分析

根据地质调绘及钻孔揭露，拟建隧道区范围内主要地层情况如下：

第一，第四系崩坡积层（Q4coll+dl）块石土、碎石土、含砾碎石土（单元层代号①）：褐色，松散—稍密，含少量风化碎石、角砾，主要分布于隧道斜坡地表，厚度为0～7m。

第二，三叠系中统巴东组（T2b）岩体。

泥灰岩（单元层代号为②）：多呈灰褐色，局部呈灰黑色，隐晶质结构，薄—中厚层状构造，多呈强—中风化产出，其主要矿物成分为碳酸盐类矿物，含少量泥质矿物、质软，属于强风化带裂隙发育，多呈土状或土夹石状；中风化带岩石多呈小块碎裂镶嵌状，局部呈大块碎裂镶嵌状；局部地段裂隙中充填少量黏性土。原岩结构破坏严重，岩层产状虽整体较为规律，但岩体整体较为破碎，且破碎程度不均匀，属典型的不均匀地基。该岩层为隧址区的主要岩层之一，与灰岩多呈互层状产出。

灰岩（单元层代号为③）：灰黑色—灰褐色，隐晶质结构，为薄—中厚—厚层状构造，多呈强—中风化产出，主要矿物成分为碳酸盐类矿物、质较坚。其强风化带裂隙发育，多呈土状或土夹石状，强风化仅限于地表，有少量发育，整体厚度较小；中风化带岩石多呈小块碎裂镶嵌状，局部呈大块碎裂镶嵌状，局部地段裂隙中充填少量黏性土。原岩结构破坏严重，偶见较完整的岩体。该岩层为隧址区的主要岩层之一，主要分布于隧道起点段。

第三，砾岩（单元层代号为④）：多呈灰黑色，局部呈暗紫红色，砾状结构，为薄—厚层状构造，多呈强风化—中风化产出，强风化仅限于地表，有少量发育，整体厚度较小；中风化带岩石多呈小块碎裂镶嵌状，局部地段裂隙中充填少量黏性土。原岩结构破坏严重，偶见较完整岩体，在隧址区多呈夹层状产出。

2.2 区域地质构造

该工程场地区域位于扬子准地台北缘，其东北部为秦岭褶皱南缘，其间被大巴山断裂带切开。被切开后的地壳块体相互间活动不均衡，直接影响各地壳块体上的地质建造。大巴山断裂带的西南块体（即本工程场地所在区域）是相对稳定区，由陆屑建造、碳酸岩建造组成，岩相变化小、厚度不大，变质十分轻微，无火成岩活动，属地台范畴。大巴山断裂东北块体为活动区，由火山岩建造、碧石建造及类复理石建造组成，厚度大、变化迅速，多呈线状分布，褶皱及断裂发育，变质深，晚期岩浆侵入活动显著，属地槽范畴。区内总的褶皱轴线及断裂线的方向受地台基底轮廓控制，轮廓沿扬子准地台弯转，东部大致为北西向，中部为西北—东南向，西部为北西向。工程区域是早古生代的一个极窄的深坳陷带，区内褶皱紧密细长，脊线起伏并一致向南东倾伏，轴面向北东倾斜，中部向南倒转。在万源一带褶皱渐宽展，呈短轴向背斜作雁列行排列，并向另一构造区过渡。

综上，隧址区所在位置位于扬子准地台北缘，大巴山断裂带南西侧，所在扬子准地台为相对稳定区，隧址区所处区域稳定性较好。

3 浅埋偏压隧道现阶段施工问题

3.1 会对隧道洞口仰坡产生影响

如果在隧道施工过程中，偏压超出额定限制，则隧道周围的岩石结构极易出现移动或松散等情况[2]。长此以往，隧道洞口将会出现变形或塌陷。如果隧道本身受仰坡山体位移的影响，隧道周围围岩的稳定性和强度会大幅度下降，若遭遇极端暴雨天气，隧道仰坡很容易出现滑坡情况，极大地加重隧道偏压现象，最终影响隧道施工的正常推进。

在这一过程中，隧道内部上方的岩石层结构也会遭受破坏，隧道深处会出现较为严重的偏压推力，最终挤压隧道外层的围岩，隧道衬砌和地表也会逐渐出现明显的裂缝[3]。

此外，若仰坡地质中存在碎石或软黄土层，对边坡产生的负面影响会更大。因此，技术人员需要采取更具针对性的防护措施，解决偏压问题。

3.2 会使隧道洞口衬砌出现裂缝

隧道出现浅埋偏压方面的问题，两侧衬砌所受压力将呈现显著差异。在此情况下，若技术人员未能及时采取纠正和干预措施，隧道衬砌容易出现破坏或剪切方面的问题，进而加剧偏压现象，甚至影响隧道的稳定性。

此外，在传统隧道施工模式下，隧道洞口处的衬砌很容易出现裂缝，偏压现象越明显裂缝越大，会直接影响隧道施工质量。

3.3 影响隧道施工安全

隧道施工过程容易受外部环境因素和人为因素的影响。若隧道施工所处的外部环境不佳，隧道本身又发生偏压问题，施工团队将面临更为严峻的挑战。为保证隧道施工顺利开展，必须制订科学的防护措施，确保施工人员的安全不受威胁。然而，在隧道施工过程中，部分施工人员对隧道内外边坡状况的关注度不足，未能结合相关数据信息对边坡实际状况进行准确的分析与处理，容易导致隧道施工过程中出现安全事故。

4 浅埋偏压隧道施工优化策略

4.1 运用超前支护方式

第一，加密超前锚杆支护方式。采用该方式施工时，需要选择180 型钢架，并将锚杆间距控制在0.5m左右。此外，进行隧道施工前，技术人员还需要对地下水压进行监测，如果地下水压超出额定标准，需要及时进行降压处理，避免隧道支护施工过程中出现失稳问题。

第二，超前小导管注浆支护方式。施工前，需要明确标注出地质条件较差的施工区域。同时，技术人员需要对导管前端的封闭性进行检查，并使用锥形尖状导管、按梅花状布置浆孔。将小导管插入孔中后，需及时使用速胶泥封堵导管的孔口。同时，需要及时封堵工作面上的其他裂缝，为避免出现压裂工作面，需要及时控制注浆速度和注浆压力，以确保超前支护工作质量达到理想效果[4]。

除上述两种超前支护方式外，还可以使用超前长管棚法进行支护，以保障隧道施工安全。

4.2 防排水施工

在浅埋偏压隧道施工过程中，技术人员需定期进行监控测量，并及时记录测量结果，以保证隧道施工的开挖尺寸和其他各项信息数据符合标准。为了使隧道施工更加顺利，技术人员需根据实际情况运用防排水技术，在喷射混凝土表面设置复合型防水板，提高防排水效果。

在此过程中，施工人员需要合理控制混凝土表面和复合型防水板之间的距离，距离越小则防排水效果越好。使用防排水技术时，还需要在每道施工缝隙中布设两条止水带，以进一步提高止水效果，确保隧道施工达到既定要求。

在防水施工阶段，施工人员需要同时进行排水工程建设，顺隧道纵向方向安装软式透水管，并在其外部增设排水板，保证施工过程中产生的水可以及时排出隧道[5]。

4.3 分步进行隧道开挖施工

在浅埋偏压隧道施工过程中，技术人员需认真考量徐家坝隧道工程的外部环境条件，全面分析当地围岩级别、地下水状况及地质因素，以准确选择施工技术，确保隧道开挖工程质量和成效达到预期标准。在具体的施工过程中，还需加强施工监测。

徐家坝隧道最初计划采用CD 法进行开挖施工，但由于隧道内上下台阶较高，可能影响围岩稳定性，若隔墙中存在孤石等堆积体，极易引发安全事故。因此，最终采用三台阶预留核心土开挖法（见图1）。

图1 三台阶预留核心土开挖法的使用图示

此外，还可根据实际情况选择使用反向施工或台阶施工法进行隧道开挖，以更好地满足隧道施工要求。在施工过程中，除了要保证隧道开挖质量，还要完善支护工作细节，以更好地保证隧道施工安全性，降低隧道施工过程中的成本投入。

4.4 完善后续修复与检测工作

在浅埋偏压隧道施工过程中需做好技术规划，按照既定方案策略选择原材料并跟进所有施工环节[6]。隧道施工完成后，工程师需及时进行必要的检测，以评估整体施工质量，隧道施工质量达到预定标准时方可投入使用。若评估结果不符合要求，施工人员需根据反馈对隧道进行必要的修复与完善。徐家坝隧道施工完成外观如图2 所示。

图2 徐家坝隧道施工完成外观图

整体施工过程结束后，施工团队还需要重视后续的定期检测和养护工作，通过科学合理的检测方法及时纠正隧道施工中存在的各类问题，能更大限度地降低隧道通行后的安全事故发生率。在后续养护过程中，可通过支护、灌注等手段提高作业断面的稳定性和韧性，提升隧道使用阶段的强度，创设更好的交通通行条件。

5 结语

总而言之，在浅埋偏压隧道施工过程中，施工人员需重视对施工技术的优化运用，根据目标施工地点的实际情况制订更具针对性、可行性的施工方案、优化施工技术，以有效降低隧道施工风险，提高隧道工程质量，为我国交通运输事业的顺利发展提供有力保障。未来的研究应更关注施工过程的智能化、自动化，推动新材料、新技术的研发与应用，有效应对浅埋偏压隧道施工挑战。