1、淺埋偏壓地質隧道施工技術鄭州中原鐵道建設工程監理有限公司 李體存摘 要 山區鐵路短隧道多為裂隙教發育，巖體較破碎，且屬淺埋偏壓地形居多，此種隧道長期暴露或遇水，易發生坍滑、溜滑。則造成施工十分困難，甚至發生較大的安全事故。本文以宜萬鐵路向家灣一號（線）隧道淺埋偏壓段的圍巖特點及地質情況，結合新奧法理論基礎，確定淺埋偏壓段掘進施工的基本原則為：“避雨季、先防護、短臺階、管超前、短進尺、快封閉、強支護、緊閉合”。提出了“預支護、套拱砼穩定洞口、天溝易盡早形成、套拱段空缺處反壓回填加固、嚴格工序質量、仰拱及早閉合、加強圍巖量測”等針對淺埋偏壓地質條件下的隧道施工措施、施工技術及注意事項，對同類工程有

2、很好的借鑒作用。關鍵詞淺埋偏壓套拱砼施工技術1 工程概況向家灣一號隧道（線）設計為宜萬鐵路單線隧道全長220米，隧道自出口至進口為連續下坡，縱坡為-3。本區為于三疊系中統巴東組粉泥質砂巖、紫紅色，厚層中厚層狀，強弱風化，節理、裂隙教發育，巖體較破碎，屬單斜地層，巖層產狀為320330°4050°，。隧道出口段處于級圍巖地段，屬極軟巖，隧道、線出口間仰坡高達20m，屬淺埋偏壓地形，長期暴露或遇水，易發生坍滑、溜滑。造成施工十分困難。2 總體施工方案針對向家灣一號隧道(線)出口淺埋偏壓段的圍巖特點及地質情況，結合新奧法理論基礎，確定淺埋偏壓段掘進施工的基本原則為：“避雨季、先防

3、護、短臺階、管超前、短進尺、快封閉、強支護、緊閉合”。為減少對地表的擾動，主要采用在拱部外增設套拱進洞。3 施工措施及步驟3.1洞口防護、為防止隧道洞口滑移及造成原線隧道洞口的威脅，應先進行截水天溝的施工并對、線隧道間山坡采用錨噴網加固，錨桿長6m，角度垂直于巖面，間距1.2×1.2m梅花型布置，采用6mm鋼筋網、網格尺寸為10×10cm，噴砼厚6cm；、在現有地表上,少量開挖修整,立模澆筑縱向長度為5米厚40cm 的C25混凝土套拱，鋼筋骨架采用格柵鋼架、間距0.5m/榀，套拱拱腳設100×50cm的C25混凝土托梁、梁中加設格柵。其施工步驟為：測量放樣洞口段進

4、洞位置左右兩側邊坡開挖線及洞臉開挖線，左右側邊坡坡比控制在5 ：1。在現有地形上結合隧道拱部斷面少量開挖，人工修刷，托梁采用風鎬掏挖成形。根據現有地形兩側開挖至滿足要求的標高，中間留核心土寬3.0m，高2.0m；套拱施工平臺成形后，洞口里程施工正洞超前小導管（小管棚）；小導管L=4.5m，環向間距40 cm外插角10°30°,外部留50cm長，與套拱砼鋼架聯接。套拱砼施工應注意以下3項注意事項：a、套拱格柵安裝定位，經測量檢查后，采用鋼筋與錨桿焊接定位，拱腳部位座于堅固的基底上，確保下沉受控。b、套拱內外模均采用 4cm厚木板，環向支撐采用10×10cm方木，扇形

5、布置，方木縱橫連接，確保混凝土灌筑過程中支撐系統穩定。c、最后是混凝土的灌注必須對稱進行，經常檢查支撐是否松動，施工結束后注意砼的養生。（套拱各里程斷面見圖一、圖二、圖三）圖一GDK159+938橫斷面（單位：cm）圖二GDK159+940橫斷面（單位：cm）圖三GDK159+942橫斷面（單位：cm）3.2洞身加強支護、由于隧道左側存在偏壓在施工左側邊墻時，可以增設小導管注漿，對圍巖進行加固，洞身級圍巖采用上部弧形導坑預留核心土臺階開挖法施工（圖四、圖五）；洞身級圍巖擬采用短臺階法預裂爆破施工，臺階長度不大于5米，三臺階總長度不大于10米，中、下臺階左右馬口必須錯開，馬口錯開長度不小于每循環

6、開挖進尺，嚴禁對開；圖四 單線隧道上部弧形導坑預留核心土法施工順序示意圖（單位：cm）、嚴格控制每循環進尺及裝藥量，要求每循環進尺不得大于1.0米，及時支護封閉，必要時對掌子面先進行噴錨封閉，后安設拱架及錨桿，下臺階開挖后要及時抽排積水，嚴禁長時間置放，防止軟化圍巖；、淺埋偏壓段初期支護采用網噴，厚度為20cm，二次襯砌厚度為50cm，全斷面采用C30鋼筋砼（仰拱及二次襯砌），初期支護中采用I16鋼架加固，全環布置，間距0.5米/榀，必要時對部分初期支護參數進行加強，系統錨桿嚴格按要求施工到位，與拱架牢固焊接； 、超前支護采用42超前小導管，拱部每2米設置一環，長度3.5米，環向間距40cm，

7、縱向相鄰兩排的搭接長度不小于1米；、及時施作仰拱砼，使其盡早閉合成環，要求仰拱端頭與掌子面下臺階距離不大于5米（必要時仰拱端頭緊頂下臺階），每次開挖長度不得大于5米，仰拱開挖后對積水要及時進行抽排；相距15-20m相距4m至6m超前支護上部弧形導坑開挖左右側槽交錯開挖弧形導坑噴錨支護邊墻噴錨支護每循環進尺0.5m每循環進尺1-1.2m仰拱開挖仰拱砼灌注安設防排水系統拱墻鋼支撐連接全斷面砼襯砌圖五 上部弧形導坑預留核心法施工工序框圖、二次襯砌要緊跟，若在線路左側遇上避車洞開挖，應先施作該段仰拱后，再開挖避車洞，嚴禁預留；5 圍巖量測根據淺埋段特點及現場的實際情況有針對性地埋設量測點，每次開挖施作

8、完510米時，現場技術負責人安排測量班用全站儀觀測拱頂下沉和兩側凈空收斂情況，圍巖壓力量測采用鋼弦式壓力盒和頻率接受儀。對拱頂、邊墻布設量測鉤，測量人員每天的量測次數不得少于兩次，各項量測開始均在開挖支護18H內進行，頻率為每天一次。并及時將量測結果反饋給現場技術負責人，以指導現場施工，確保隧道施工安全順利進行。根據監控量測結果，可知圍巖變形及受力情況：（1）在上部開挖的過程中，圍巖壓力均較小。（2）隧道在進行中、下導開挖時拱頂最大下沉速率為0.8cm/d，圍巖兩側最大收斂速率為0.6cm/d，4天后，圍巖基本上穩定，下沉值、收斂值保持穩定；6 結束語、為防止隧道洞口滑移及變形，應盡可能減少對原有地形破壞，可進行少量開挖修整，對偏壓地段的早期防護和施做套拱砼穩定洞口是一種非常有效的方式；、洞口地段的截水天溝易盡早形成，同時防止線路左側發生滑移，對套拱段右側反壓回填加固：正面采用1.0米厚M10水泥漿砌片石擋墻封閉、擋墻背后空洞回填土石夯填密實。、嚴格按順序開挖，尤其是中、下導左右交錯開挖、支護，要確保開挖