浅埋偏压隧道快速进洞施工技术

李彦乐

(中铁十二局第二工程公司，山西 太原 030032)

1 工程概况

朔州隧道位于山西省西北部，地处管涔山南东段，地势陡峻，坡陡沟深，多呈“V”形谷。区内村庄较少，交通多不便。隧道起讫里程DK128+662～DK139+955，全长11 293 m，为双线隧道，最大埋深563 m。除出口段位于1 200 m半径的曲线上，曲线进入隧道352.66 m，其余均位于直线段上。洞内纵坡为3.0‰/5 638 m，－7.0‰/5 650 m，3.0‰/5 m，基本呈对称的人字坡。共设5个斜井辅助施工。隧道区地下水主要为岩溶裂隙水、松散岩类裂隙水。预测正常涌水量2 551.1 m3/d，最大单位涌水量5 102.2 m3/d，属弱富水区。受地质构造影响，隧道不良地质有岩爆、岩溶、7条断层。隧道进口段主要为砂质黄土、粘质黄土及碎石土，呈土夹石结构，节理、裂隙极为发育;洞身围岩为石灰岩、白云岩、石灰岩夹白云岩、石灰岩夹泥灰岩、石灰岩夹页岩。覆盖特殊岩土为湿陷性黄土。

2 工程特点及施工方案

2.1 工程特点

该隧道进口段地质条件复杂，洞口段地层为第四系上更新统洪、风积砂质黄土，呈硬塑状，厚16 m～20 m，其下为第四系中更新统洪、风积粘质黄土。砂质黄土具有湿陷性，工程地质条件较差;黄土遇水后易产生边坡失稳。洞口端地形呈左高右低、左前右后的特征，左侧山体陡峻，覆盖层薄，右侧为冲沟沟底，是典型的偏压、斜交隧道。进洞段围岩等级为Ⅴ级。明洞如采用常规方法施工，可能因对滑坡堆积带的破坏引起整个山体失稳，造成大面积山体崩塌。

2.2 进洞施工方案

针对上述地质、地形特点，本着“先偏压墙、明洞暗作、引排地表水、双层小导管超前预支护、短进尺环形分部开挖、强支护勤量测衬砌紧跟”的原则确定了进洞施工方案，施工工艺流程见图1。

图1 进洞施工工艺流程图

3 施工方法及工艺

3.1 偏压挡墙施工

1)首先对隧道进口段右侧DK128+656.5～DK128+669按设计开挖后将基底采用三七灰土换填0.5 m。2)基础内打设24根长6 m的φ150钢管桩，间距1.0 m×2.0 m，钢管内灌注C25混凝土。3)待抗滑桩施工完毕后，将洞身边墙初支刚架架立于偏压挡墙基坑内，刚架采用Ⅰ20a刚架，间距0.5 m，双层φ22钢筋连接。4)浇筑C30混凝土偏压挡墙，确保刚架顶部外露30 cm，以便于拱部刚架连接(见图2)。5)将偏压挡墙背后反压回填。

图2 偏压挡墙施工示意图

3.2 明洞暗作

1)抗滑挡墙施作完成后，对挡墙内外侧进行回填处理，并夯实，同时将核心土回填成型。

2)左侧拱腰拉槽开挖至上导拱脚设计位置，槽底宽度不大于1.5 m，采用挖掘机配合人工的方式，少扰动地层。

3)开挖后，及时进行喷、锚、网联合支护。支护参数:锚杆采用 Φ22 螺纹钢，L=3.5 m，加密设置，间距 0.5 m ×0.5 m，梅花形布置;钢筋网采用φ8圆钢，网格间距为20 cm×20 cm;喷混凝土(C25)厚10 cm。

4)及时将拱部刚架与右侧偏压挡墙内外露刚架连接，使隧道拱部成型，具体施工参数如下:Ⅰ20a型钢刚架，间距50 cm，φ22双层连接筋，单侧环向间距1.0 m;双层钢筋网片，喷C25混凝土厚50 cm，并设大拱脚。每榀刚架打设16根φ42锁脚锚管，L=4.0 m。超前小导管采用 φ42热轧无缝钢管，长6 m，环向间距20 cm，尾端与刚架焊接牢固，每4榀刚架打设一环。

5)上导拱架施工结束后，上导在超前小导管支护下预留核心土进行开挖，核心长度不小于1.5 m，采用人工风镐开挖。一次开挖进尺50 cm。开挖后采用厚3 cm～5 cm的 C20喷混凝土及时封闭开挖面。

6)上导开挖支护5 m～8 m后，进行中导坑左右拱脚间隔开挖，注意不可同时开挖，使一个开挖断面处围岩所暴露的面积减到最小。开挖后及时进行锚杆、拱架、喷射纤维混凝土施工。

7)中导开挖支护5 m～8 m后开挖下导，按设计要求对边坡进行喷、锚、网联合支护。

8)及时施作仰拱，闭合成环。

9)将明洞顶反压回填，并做好排水系统。

4 结语

1)在不稳定的斜交及偏压的山体进洞，采用明洞暗作施工方法有效减小了山体的纵横向推力，加强了洞口的稳定和施工的安全。

2)减少用地并快速进洞，为冬季隧道施工创造了较好条件。

3)在地质复杂的洞口施工，以控制变形为重点，严格遵循“预支护、短开挖、少扰动、强支护、早封闭、实回填、勤量测”的原则施工，确保施工安全。

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