郑慧攀

（福建福州）

试析浅埋偏压软弱围岩隧道施工技术

郑慧攀

（福建福州）

在现代经济发展的带动之下，我国现代交通的发展也出现了日新月异的变化，在交通工程建设中也经常性的遇到浅埋偏压软弱围岩隧道的施工需要。而这一类隧道由于其自身的一些特点在施工过程中会出现一些比较难以解决的问题。本文将针对目前我国浅埋偏压软弱围岩隧道施工技术应用与发展过程中出现的一些问题以及发展的成绩与发展的方向进行分析探讨，希望为我国交通建设提供相关的参考。

浅埋；偏压；软弱围岩；隧道施工

由于我国复杂的地理特点，在交通工程的建设当中会遇到各种各样的复杂状况，这些状况十分考验工程施工的技术，对工程施工的安全性、质量、效率等方面也产生了较多的影响。因此，施工技术的发展是与实践并行的。浅埋偏压软弱围岩隧道是在交通建设中经常会遇到的一类比较复杂的现象。如果在施工过程中稍有不慎则会造成坍塌或地面开裂等现象，从而对人身安全以及施工进度等方面带来严重的不利影响。因此，需要格外注意。

1　浅埋偏压软弱围岩隧道的特点

1.1浅埋偏压软弱围岩隧道的问题

在隧道的建设中承载拱的施工建设以及质量保证是十分重要的环节。相较于深埋隧道而言，浅埋隧道在承载拱的建设这一方面面临着比较大的困难。浅埋隧道大部分伴随着表面软弱堆积物、风化带、地形偏压、软弱围岩等特殊地形[1]，这些地形、地质的性质特点对隧道的开挖带来严重的不利影响。在隧道开挖的过程中或是开挖完成后往往会出现隧道净空收缩、拱顶下沉、地表开裂、掌子面失稳等现象[2]。

在隧道施工遇到这种情况时通常采取的措施是：控制地表下沉措施和掌子面稳定措施。由于埋深对地表下沉有着十分大的影响，当对隧道施工采取深埋时，承载拱会形成在隧道横断面内，由开挖引起的下沉范围将会限制在隧道周边。当对隧道施工采取浅埋时，一般不会形成承载拱，开挖引起的下沉范围直接扩展到地面，并且没有承载拱的作用，对支护以及支撑力没有起到促进作用，导致支护下沉，隧道稳定性差。在实际施工过程中，针对这一情况，施工人员提出了垂直锚杆、药液压注、辅助施工等方法[3]。另外，在浅埋隧道中掌子面前方会出现大面积的先行下沉，因此，对掌子面前方地层的改善、水平高压旋喷、管棚等辅助措施的研究实践十分重要。为了保证施工安全以及工程的质量、推进工程顺利完成，在进行浅埋偏压软弱围岩隧道施工时采取有效的技术措施与正确的施工方法、注意支护形式的合理性是十分必要的。由此可见，浅埋偏压软弱围岩隧道施工技术的分析探究是十分有必要的。

1.2隧道偏压形成的原因

隧道偏压是由于多种复杂原因引起围岩压力呈明显的不对称性的现象，在这种状况之下隧道支护受偏压荷载，导致隧道的稳定性受影响。隧道偏压的形成原因主要如下：

1.2.1施工

一般的浅埋偏压软弱围岩隧道中，围岩压力具有一定的稳定性，但是十分脆弱，这就要求施工人员在进行围岩开挖的过程中要十分小心翼翼，一旦施工方法出现问题，就会改变围岩的稳定性，应力集中会引起隧道偏压，造成断面局部坍塌。如果处理不当，会阻碍施工计划。

1.2.2地质

地质原因对于施工而言是十分棘手的，有些软弱围岩具有十分的典型性。主要表现为：节理发育、产状倾斜、裹挟滑面或软弱面[4]。在对这类地质特点的地段进行施工时，必须保持高度的警惕性，其岩体十分脆弱，容易滑动。

1.2.3地形

如果在隧道工程的选址上遇到依山而建的情况，由于地面具有明显的倾斜度，会形成较大的侧压力，加之隧道为浅埋。

2　国内外浅埋偏压软弱围岩隧道施工现状

在国外，特别注重对软弱围岩隧道的施工的地质超前预报工作，并且已经在管理部门和广大工程技术人员中达成共识。在浅埋偏压软弱围岩隧道施工中已经形成了专门的地质队伍，有些是施工单位自己配备的，有的则是业主配备的。他们依据施工设计图纸进行超前地质预报和量测工作。通过这一方式能够有效地减少塌方、瓦斯爆炸、突水突泥、岩爆和煤与瓦斯突出等地质灾害，为施工工作的顺利展开提供保证，节约工程成本。因此，不论是承包商还是施工单位都对隧道施工地质工作高度重视。

目前，我国在浅埋偏压软弱围岩隧道施工过程中主要采用的是套拱施工、超前支护、预留核心土开挖方法以及风镐配合人工开挖、局部坚石弱爆破等方法、新奥法。相较于传统的施工方法有了很大的进步。

3　我国浅埋偏压软弱围岩隧道施工技术实践发展

3.1技术实践——以大哗山隧道为例

重庆巫奉高速A3合同段骡坪隧道施工队进行了隧道施工建设，其施工方式具有一定的代表性，因此，本文以大哗山隧道施工技术为例对我国目前浅埋偏压软弱围岩隧道施工技术应用与发展做出比较具体的分析。

重庆巫奉高速A3合同段骡坪隧道依山而建，地表偏差较大，属于典型的浅埋偏压地段，其岩层断裂较为严重，岩层破碎，发育大量层理、节理以及裂隙，伴随风化、层面交错且地下水发育成熟，难度系数较高。在这一隧道工程施工中针对地质特点采取地表处理→超前支护→环向开挖→初期支护→安装型钢钢架→锚喷支护→开挖核心土→监控测量→加强支护及衬砌，这一施工流程[5]。本文主要就其地表处理、开挖、监控测量、初期支护这几个阶段所采取的措施做相应的分析。

3.1.1地表处理

依据施工之初，其中一路段呈现出的左线偏压、浅埋、软弱围岩的状况，首先建立较为完善的地表排水系统，减少地表排水对施工的妨碍作用。接着针对拱顶覆土较薄的特点设置钢筋混凝土护工。为控制地表下沉及稳定围岩，采用地表垂直锚杆工法。在隧道之上设置垂直小导管并挂设钢筋网，利用焊接与混凝土喷射的方法对拱顶进行加固。

3.1.2开挖

采用85％的超前支注浆强度对隧道进行开挖前的处理，然后采用预留核心土开挖方法。隧道开挖要顺着隧道轮廓进行，核心土的开挖要采用单位循环进尺。对外轮廓进行开挖时以风镐开挖配合人工开挖为最佳方式。采用风镐分台阶开挖法对边墙周边及拱部弧形开挖。采用挖掘机开挖法处理中槽及核心土。局部坚石开挖施工步骤采用先进行弱爆破坚石再利用挖掘机开挖的方法。局部坚石爆破法为浅孔控制爆破，并坚持“密眼、浅孔、多循环、少药”原则[6]。

3.1.3监控测量

监控量测是隧道施工过程中至关重要的一环，尤其是对浅埋、偏压机软弱围岩隧道施工过程而言。为了方便适时量测拱顶水平收敛剂下沉情况，在对隧道进行初期支护施工之后，接下来要在隧道拱顶、拱脚、边墙内轨顶面标高位置准确埋设测点。调整开挖进尺、工序的参考及预留变形量需依据施工监控量测结果进行，从而保证施工安全，促进施工顺利进行。

3.1.4初期支护

采用常规锚喷支护对隧道进行初期支护，针对局部围岩变形的状况，在隧道施工时以系统导管注水泥水玻璃双浆液取代围岩特软弱地段靠山体一侧系统锚杆，保证最大的支护效果。具体见图1。

图1　

3.2技术发展

针对我国目前的浅埋偏压软弱围岩隧道施工技术应用与发展的现状，在施工方法以及技术手段上，我国已有较大的发展进步，下一步的发展方向将会是在实践中对施工方法与技术手段进行有针对性的具体化的发展。从大哗山隧道的施工过程可见，在具体的浅埋偏压软弱围岩隧道施工中，施工人员已经有意识的在进行施工前的地质分析。结合国外的相关经验，在今后的发展中我国的地质超前预报工作会向更加成熟与多样化、现代化、专业化的方向发展。其中，进行地质超前预报所采用的相关设备也会有新的革新，实现方便化、高效化与安全化。基于此，我国的浅埋偏压软弱围岩隧道施工技术应用与发展的方向将是十分广阔的。

4　结束语

综上所述，尽管对浅埋偏压软弱围岩隧道进行施工具有相当的风险性以及复杂性，是一份十分艰巨的工程建设事业，但是，在我国隧道工程施工人员的不懈努力下结合国外的先进经验与自身的实践经验，我国在浅埋偏压软弱围岩隧道施工技术应用与发展过程中取得了一定的成绩，并且基于我国具有自身特色的复杂的地理环境，在施工实践中，虽遇到挑战，但也得出许多具有针对性的创新经验以及施工原则。面对复杂的隧道施工环境，工程施工队能保持一种成熟的思考状态，确立正确的施工办法，这一方面也体现了我国在浅埋偏压软弱围岩隧道施工技术应用与发展中的能力与潜力。相信在未来的发展道路上，浅埋偏压软弱围岩隧道施工技术会取得更好的发展成果。

[1]吕剑云.浅埋偏压软弱围岩双连拱隧道施工技术[J].铁道工程学报，2011，03：72～76.

[2]田佳，刘军，王改鹏.三台阶七步法在大断面浅埋偏压软弱围岩隧道中的应用[J].隧道建设，2012（S1）：85～89.

[3]刘军.浅埋偏压软弱围岩隧道施工技术[J].隧道建设，2012（S1）：102～ 104.

[4]臧福.浅埋、偏压及软弱围岩隧道施工技术分析[J].门窗，2014，04：145.

[5]李小全.探究浅埋、偏压及软弱围岩隧道施工技术[J].科技创业家，2013，03：22.

[6]张凯.浅谈偏压、浅埋及软弱围岩隧道施工技术[J].经营管理者，2010，08：372+370.

U455.4

A

1673-0038（2015）29-0294-02

2015-7-6

郑慧攀（1981-），男，中级，本科，主要从事隧道路基桥梁等工作。