浅埋与偏压及软弱围岩隧道施工质量的控制措施

GXF360 2017-09-19

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浅埋与偏压及软弱围岩隧道施工质量的控制措施

赵智贤

（石家庄市公路桥梁建设集团，河北石家庄 050000）

摘要：阐述了浅埋与偏压及软弱围岩隧道的施工特点，分析浅埋与偏压及软弱围岩隧道的施工质量控制措施，包括超前支护、注浆作业、开挖隧道，通过浅埋与偏压及软弱围岩隧道施工质量控制措施，有效地解决了相关问题。

关键词：浅埋；偏压；软弱围岩；隧道施工；质量控制

0 引言

在我国南方市政公路与其他公路施工的过程中，浅埋与偏压及软弱围岩隧道出现的频率较高。从上个世纪八十年代开始，这种隧道施工技术才逐渐快速发展起来，且在很多公路工程施工中都得到了极大应用[1]。而要想确保浅埋与偏压及软弱围岩隧道获得较高的施工质量，施工企业就必须对施工技巧进行熟练的掌握，这样才能确保在使用隧道的过程中，不会发生较多的安全问题。

1 浅埋与偏压及软弱围岩隧道的施工特点

通常情况下，浅埋隧道与深埋隧道相比，不能形成很好的承载拱。而在开挖浅埋隧道的过程中，容易受到特殊地形以及地质问题两方面因素的影响，包括表层软弱堆积物、风化带、软弱围岩以及地形偏压等[2]。在开挖浅埋隧道以及完成开挖施工之后，一般出现的问题中，较为常见的就是地表出现裂缝、隧道内部净空间收缩以及拱顶沉降增加迅速等，而在隧道的某些区域，还容易出现无法稳定掌子面的问题。

针对上述问题，需要通过控制地表沉降以及稳定掌子面等措施，对浅埋与偏压及软弱围岩隧道施工的质量进行合理的控制。一般埋入的深度与地表下沉之间具有一定的联系，如果增加埋入深度，承载拱就会出现在隧道的横断面上，同时由于隧道开挖而发生的各种沉降也能有效地限制在一定的区域内。而如果缺乏足够的埋入深度，则又会导致承载拱无法出现。为了增加支持力以及防止支护沉降，施工人员就需要采取相应的措施加以应对，可以通过一些辅助方法（如药液压注或者使用垂直锚杆等）进行隧道施工，这样才能确保施工的质量。一般在隧道的前方会出现较大幅度的先行沉降，这容易导致地表出现大面积的沉降。因此在具体施工的过程中，施工人员需要改良隧道的前方地层，并使用管棚以及水平高压旋喷等对施工加以辅助[3]。同时在实际施工的过程中，也需要提前勘察和测量施工现场的地质，并向施工人员通报勘测的结果。由此，施工人员就能结合详细的地质报告进行科学的施工，从而防止施工过程中出现岩石爆裂、突水突泥、瓦斯爆炸以及塌方等事故，促使隧道施工能够顺利开展。另外，通过这样的方式进行施工，还能防止施工成本过高而给企业的经济效益产生一定的影响。

2 浅埋与偏压及软弱围岩隧道的施工质量控制

2.1 超前支护

通常情况下，浅埋隧道的围岩稳定性相对较低，因而在实际隧道施工的过程中，不能仅仅只借助围岩的作用来对隧道进行施工。因此，施工人员必须通过超前支护来支撑隧道施工，从而确保浅埋与偏压及软弱围岩隧道施工能够顺利开展下去。在采用超前支护进行施工的过程中，一般使用的工具为超前小型导管以及超前锚杆等[4]。如果浅埋与偏压及软弱围岩隧道的地下水位具有较大的压力，则在对隧道进行开挖施工之前，需要将地下水排放一部分出去，这样才能确保地下水压能够有效降调。而在地下水排放的过程中，施工人员则是通过钻孔的方式将其排放出去，但是钻孔的深度要进行合理的控制。一般在注浆的范围内确定钻孔的深度。

2.2 注浆作业

在浅埋与偏压及软弱围岩隧道施工的过程中，一个影响施工质量的重要因素就是地下水，而其不仅与地表水紧紧相连，同时还含有一定的裂隙水，因而导致出现了源源不断的地下水。这一现象不仅长期干扰工程施工，还会造成隧道施工不能正常进行。同时，在隧道的某些施工区域，如果存在较为软弱破碎的地层，则会导致地层缝隙中出现较多的地下水，这些散水通常会通过隧道周围的墙壁或者隧道的底部流出，从而导致隧道施工过程变得困难与复杂。因此在施工之前，必须对地下水进行适当的管理，以减少和防止地下水干扰到正常的施工，特别是防止地下水对隧道开挖产生较大的干扰。一般在处理地下水的过程中，要根据堵截为主，捧引为辅的原则[5]。而地下水的堵截方式主要有两种：一是对施工段全部进行注浆，这样就能有效地消除地下水。采用这种方式堵截地下水，实际上就是通过高压注浆，对施工段的围岩结构进行有效的改善，这样不仅能够强化围岩，同时还能提升围岩的等级。而在采用这种注浆作业方式的过程中，施工人员主要通过挤压注浆以及深孔劈裂的方式来达到施工的目的。二是针对瓦轮廓线以外的隧道部分，则施工人员在注浆作业的过程中，可以通过环形注浆的方式对其全部注浆，这样就能构成一道屏障用于堵截地下水，且开挖的工作面也能够有效地减少或者防止出现较大的地下水水量。但是，在通过这种方式堵截地下水的过程中，施工区域的围岩结构无法获得有效的改善。因此在注浆作业的过程中，施工人员可以采用小导管注浆、中空锚杆注浆以及管棚注浆的方式，来达到改善开挖工段围岩结构的目的。另外，在进行排水的过程中，施工人员还应该通过辅助方式。例如钻孔或者导坑的方式，来达到降压的目的。

2.3 开挖隧道

在对浅埋与偏压及软弱围岩隧道进行开挖的过程中，施工人员必须对开挖的方式方法进行正确的选择，这样才能避免开挖过程中出现塌方事故。而在具体开挖施工的过程中，通常都会遇到一些破碎带、溶洞以及涌水现象等[6]。当遇到这些情况时，施工人员必须对施工方式及时进行更改。例如加强支护参数等。目前，在开挖浅埋隧道的过程中，使用的开挖方式主要有正台阶核心环状预留开挖、双侧壁导坑开挖以及半断面开挖等方式。在超前开挖施工过程中，必须预留一些核心土，这样就能很好地将开挖前方的压力有效抵消掉，从而极大地增强围岩的稳定性。施工人员一般采用两种手段进行隧道开挖，一是针对围岩区域极为软弱的，应使用非钻爆的开挖方式，而针对围岩区域较为软弱的，则采用微震动爆破或者松动爆破的方式来进行。这两种隧道开挖手段的目的尽管相同，即能够在一定程度上避免围岩受到开挖施工的影响。值得注意的是，在完成开挖施工之后，施工人员必须对其实施支护加固，这样有效地确保隧道施工的质量。