摘要 为了提升山区浅埋偏压隧道的施工质量，技术人员应该完善好细节控制工作，不断优化调整隧道进洞施工方案。基于此，文章结合实例分析，通过对地质条件的研究，提出了优化改良山区洞口段偏压隧道进洞的施工方案;根据施工优化方案的实施效果表明，可以有效解决隧道工程山区浅埋位置极易出现的偏压问题，确保工程的顺利完工。

关键词 山区;浅埋偏压隧道进洞施工;优化研究

中图分类号 U455.4 文献标识码 A 文章编号 2096-8949（2022）11-0133-03

引言

随着我国公路网的不断完善，山区公路隧道的建设中，会有很多的洞口面临着偏压、浅埋以及不良地质地形情况，浅埋偏压隧道洞口施工工序繁多。因此，研究公路隧道洞口浅埋偏压段的施工技术，可为具有类似情况的隧道设计及施工提供技术参考[1-2]。山区洞口浅埋段偏压现象是隧道施工中常出现的问题，因为洞口位置比较容易出现破碎问题，受风化影响比较大，在受到偏压影响后，隧道量测位置可能会出现受力不均匀的问题，在施工期间极易发生变形、塌方、地表沉陷、滑坡等问题，因此隧道施工单位需要结合施工现场的实际情况优化调整偏压隧道进洞施工方案，提升隧道进洞施工的效果。

1 工程概况

某隧道工程全长1 431 m，属山岭隧道，面临前期进场阻力大、政策处理难、隧道地质条件差、施工工艺要求高等困难。隧道在穿行山岭位置时，降水量比较大，地形变化比较多，地面高度通常达到43～204 m。在隧道的最大埋置深度达到130 m时，隧道右线进口位置出现地形偏压问题，此时最小的覆盖层长度达到1.5 m。通过分析地质勘察资料可知，洞口位置的边仰坡构成成分主要包括残积黏土和风化岩，自然坡度达到30°～52°，局部位置容易出现微型崩塌、水土流失问题，产生比较陡峭的山坎以及冲沟。

如圖1所示，对于该山区隧道工程洞口出现的偏压问题，需要对岩体进行加固处理，主要包括两种方式，一种是对掌子面实施预加固处理，使用锚杆以及管棚进行加固;一种是对地表位置进行预加固处理，运用注浆、填土反压方式加固岩体。根据钻探勘察资料可知，此处地层位置处于碎块状的岩层，厚度比较大，岩体容易出现破碎问题。对岩体成分展开自上而下的研究发现，粉质黏土比较湿润，可塑性比较强，黏性水平比较普通，夹杂着部分碎石，厚度一般达到1～3.1 m。

由于该隧道工程碎石土比较湿润，密度比较大，碎石颗粒的级配不均匀，呈现出棱角状态，粒径范围为3～

7 cm，最大粒径达到10 cm，碎石土几乎是由粉质黏土进行充填处理，粉质黏土处于零散分布状态，厚度为1.2 m。受强风化、夹中风化影响出现变质问题的砂岩，在岩石风化程度上处于不均匀的状态，岩芯位置呈现出碎块状态，部分呈现出短柱状态，缝隙位置几乎都存在锈蚀问题，软硬度处于不均匀的状态，厚度为3.4～40.3 m。

受强风化影响的变质砂岩呈现出成块状态，如在岩芯出现破碎问题时，砂岩为碎块状态和短柱状态，块径为2～5 cm不等，极易出现节理性裂缝，岩石受到风化的影响不同，局面位置将会出现偏中风化问题，厚度为2～58.5 m。为了控制围岩的变形情况，保证隧道施工安全，使用双侧壁导坑方式设计隧道偏压段隧道进洞施工方案，在进洞深度达到40 m以后需要转化为台阶法施工[3]。

2 优化改良山区洞口段偏压隧道进洞施工方案

在该隧道工程山区洞口段设置2根预加固桩，用于洞口加固;预加固桩施工工艺流程为：施工准备→锁口护壁→开挖土体或岩石，同时进行护壁施工→桩体钢筋邦扎→浇注桩体混凝土→制作混凝土试件→混凝土养护。根据相关设计标准以及施工要求，做好隧道洞口天沟与排水系统的施工;针对边坡与仰坡施工，开挖轮廓线;同时，提前做好洞顶截水天沟，通过合理控制地表水对边坡和仰坡造成冲刷作用，减少边坡和仰坡失稳、坍塌的问题。洞口天沟结合工程现场的实际情况，进行合理的施工。在施工过程中，沟底的虚土彻底清理干净，再进行钢筋混凝土结构现浇工作;确保坡面顺畅，不发生漏水现象。山区洞口段的上半断面至明暗的交界处开挖时，对临时边仰坡和直立开挖面进行有效防护;同时，开展隧道暗洞大管棚施工;隧道明洞的下半断面至明暗分界位置开展开挖时，做好临时施工防护措施。加强明洞段衬砌施工;在明洞衬砌符合设计要求和强度后，进行回填层施工;同时，要做好暗洞段施工。另外，在该隧道出口的右侧边坡地段，设置预加固桩，避免边坡滑坡现象的发生。隧道工程洞口段，隧道的拱顶覆土相对较薄，开挖之前，利用水泥土进行回填反压，回填到隧道衬砌外轮廓[4]。在洞口拱部设置大管棚，尺寸为108×

6 mm，并在大管棚内增设钢筋笼。

单向掘进方式在该隧道工程抑制围岩结构出现变形问题具有一定的应用优势，使用这种方式能够将开挖断面位置分成多个小块，每一个小块在完成开挖处理以后，使得隧道工程产生闭环，以避免围岩在隧道进洞施工期间出现变形问题。这种方式导致的地表沉陷深度减少，通常只有台阶法的50%，将其运用在隧道进洞施工中更为安全，但是单向掘进法也存在一些不足之处：施工过程复杂性比较好、施工速度比较慢、建设成本比较高[5]。

此外，使用单向掘进方式进洞施工，在后续进行掘进处理、更换方式的时候会花费比较多的时间，将会对如期完工产生不利影响。如果隧道进洞施工项目的施工时间比较紧迫，使用单向掘进方式难以切实满足隧道施工位置通车的基本条件，而隧道进洞施工具有一定的连续性，因此应该将其调整为预留核心土法开展隧道进洞施工[6]。

该工程处于山区的降水量比较大，为了防止洞口路段处于破碎状态的岩体在经过雨水渗透处理以后出现逐渐劣化的问题，再加上浅埋偏压的影响，需要在隧道施工进洞之前，提前预留出40 m左右的长管棚，对偏压侧围岩的地表位置使用小导管进行注浆操作，运用混凝土材料进行反压、护拱处理，从而达到加固效果。

3 分析优化方案的实施效果

该隧道工程使用加固方案处理山区洞口偏压段围岩时，若是使用预留核心土开挖方式开展隧道进洞施工，应该将单次进尺深度控制在0.5～1 m，通过分析实时监控测量数据、二次衬砌施工数据进行安全评价，从而研究山区洞口偏差问题的处理效果[7]。

3.1 分析监控测量结果

通过分析隧道进洞施工的地表沉降值（如图2）、拱顶沉降值（如图3）、洞口周边位置的观测数据可知，山区偏压段围岩地表位置进行注浆加固、护拱反压处理以后，搭配使用预留核心土方式进行开挖，围岩在变形方面会比较稳定，在地表位置最大沉降数值达到45 mm时施工，每天的沉降速度在趋近于平缓以后达到0.88 mm[8]。

由于该隧道工程埋置深度比较小，拱顶和地表的沉降值相差不大，最大差值是45 mm，周边位置的峰值在达到16 mm时施工，变化比较稳定以后速度达到每天0.3 mm。

通过分析监控量测数据在隧道进洞施工7天左右的增长趋势发现，下台阶开挖处理会造成仰拱位置处于闭合成环状态以后，围岩变形值处于平稳状态，结合变化区域制定偏压问题处理举措，能够确保山区浅埋段偏压区域隧道施工的安全。

3.2 隧道工程存在的裂缝和裂缝发展状况

在该隧道工程山区洞口偏压位置使用优化改良的施工方案进行隧道施工，整体施工状况比较好，监控数据比较稳定，在隧道施工进度深度达到30 m以后，在初期支护位置、管棚导向墙区域将会产生一些比较轻微的裂缝问题，裂缝的宽度达到0.1 mm，裂缝深度达到2 cm。

在山区洞口位置产生裂缝时，立刻安排技术人员对隧道地表施工位置展开全面的巡查工作;检测后，地表位置并未出现裂缝问题，表明地表注浆处理已经发挥出加固作用。在监测管理洞内裂缝发展状况时，需要每隔15天测量一次裂缝的宽度及深度，在测量数据趋于稳定时，基本不会再出现新的缝隙，初步判定这类非贯穿型裂缝属于非结构裂缝，并不会直接影响隧道施工安全，从追求设计规范性的角度，仍然需要继续开展验算工作[9]。

4 验算结构安全性

技术人员需要依照《公路隧道设计规范》的相关规定，使用荷載结构方式验算二次衬砌结构的安全性，确定山区浅埋偏压位置的围岩荷载力;同时，使用Midas软件计算山区浅埋路段围岩的压力，经过计算发现该工程的分界高度为33 m，此时处于山区洞口偏压路段的范围以内，在埋置深度达到19.4 m的时候K13+870断面将会受到负面影响。

该文设置的假设条件二次衬砌需要承担一半的荷载力，且需要使用Midas软件进行建模处理，再使用平面梁单元仿真模拟二次衬砌施工的结构，利用地基弹簧仿真模拟地基土壤和侧墙浆砌片石具有的抗力影响，此时衬砌处理的厚度值需要达到50 cm。

在该隧道工程中的山区动力围岩大都由粉砂岩和风化层构成，因此在计算时需要将围岩设想为性质、质地均匀的岩体结构，通过对比分析实际围岩结构以及相关技术参数，结合各级围岩结构具有的力学指标、理化指标、混凝土参数、二次衬砌结构的编号、位移变形情况、剪力数据、轴力数据了解弯矩分布状况。在山区浅埋段隧道进洞施工场地进行现场观测处理时，裂缝聚集区域一般处于拱顶的右侧位置，裂缝的宽度值一般能够达到0.1 mm。

在永久荷载条件下、永久荷载和基本可变荷载条件下，钢筋混凝土在进行衬砌处理时，需要依照钢筋极限强度值以及抗压能力、极限抗剪强度以及抗拉能力达到极限时，安全系数设置为2或者2.4。该隧道工程裂缝位置在进行二次衬砌施工处理以后能够提升围岩结构的安全稳定性，此时拱顶位置、拱腰位置、拱脚位置的最低安全系数值高于4，满足围岩结构安全需要。因此，技术人员依照隧道工程偏压问题制定了处理方案;但由于初支结构上还会出现一些比较轻微的裂缝问题，要进一步优化调整隧道进洞施工方案;实施后在二次衬砌施工完工以后，围岩结构的安全稳定性恢复正常[10]。

该文将隧道作为案例分析依据，在施工周期不受影响的基础上，替换原本使用的双侧壁导坑法，对于降水量比较大的区域，使用管棚处理、小导管注浆处理、混凝土反压护拱处理的方式，从而发挥加固围岩的作用;再搭配使用预留核心土的方式开展隧道进洞开挖处理，同时控制隧道施工安全以及围岩变形情况，有助于减少隧道施工时间。在隧道进洞施工中，需要强化对围岩结构变形情况的观测管理，搭配使用结构验算方式，从而有效处理围岩结构的裂缝问题。在进行二次衬砌施工处理以后，有助于进一步提升隧道施工安全。

5 结论

在山区隧道工程施工中，浅埋位置极易出现偏压问题。针对这些问题，要在发生偏压问题的位置开展隧道进洞施工。技术人员需要结合实际情况，不断优化调整偏压问题处理方案以及隧道进洞施工方案，采用科学合理的技术和方法进行施工，对隧道施工的形变问题进行有效控制。同时洞内要加强超前支护处理和初期支护参数的调整。依托该隧道工程采用优化方案后，进洞施工总体较为顺利。

参考文献

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收稿日期：2022-03-24

作者简介：陈一新（1979—），男，本科，高级工程师，研究方向：高速公路施工管理。