浅埋偏压隧道洞口段开裂处理施工技术

郝伟

中铁十七局集团第二工程有限公司 陕西西安 7 10043

1 工程概况

前山1号隧道是一座高速公路分离式隧道，ZK158+076-ZK158+120（YK158+080-YK158+130），该段围岩埋深 0-30m，隧道进口上方为坡积碎石土，基岩为强-中风化片理化安山岩，属硬质、极破碎，碎石状镶嵌结构围岩，地下水以渗水或点滴状出水为主；拱部及两侧壁易产生坍塌，围岩稳定性差。围岩级别以Ⅴ级为主，

2 洞口段开裂形成裂缝情况

由于受地形的影响，左线进口洞口段半明半暗长度达20m（ZK158+076-056），且埋深较浅。在掌子面掘进至ZK158+050时，出现了以下裂缝：①洞顶截水沟出现开裂，裂缝最宽处达5cm。②边仰坡出现不规则开裂，复喷后继续开裂。③套拱、护拱出现环向、纵向裂缝，在套拱下增加3榀I20b拱架，进行喷锚支护加强，加强后继续开裂，裂缝宽达1.5cm。④洞内ZK158+050初支出现环向、纵向裂缝，复喷后继续开裂，裂缝宽达1cm。

3 主要处理施工技术

3.1 注浆加固

在套拱、护拱上方地表采用B42小导管进行注浆，小导管长度为5m，间距为1.2m＊1.2m梅花形布置，沿山体向上共布置6排。注浆采用1:1水泥浆液，注浆压力采用0.5Mpa-1Mpa。钻孔深度应大于小导管长度20cm，钻孔角度为向下倾斜5-10°。

小导管制作要求如下：①钢管的长度、规格应满足设计要求，注浆孔采用机械钻孔，注浆孔间距须用专用卡具进行定位钻孔[1]。不得采用电焊或氧气、乙炔进行吹孔。②小导管前端做成尖锥形，尾部焊接φ6mm钢筋加劲箍，管壁上每隔15cm梅花型钻眼，眼孔直径为6-8mm，尾部不小于100cm作为不钻孔的止浆段。

3.2 加强开裂段洞身的支撑强度

对ZK158+076-060段每隔1m，采用I20b工字钢，制作成一道横向支撑及斜向支撑进行加固。具体施工方法如下：①分别对边墙及拱腰处初支钢拱架上喷射砼进行凿除，凿除面积与I20b工字钢截面面积大小相同，且必须在同一榀拱架上进行凿除。②斜向支撑下支撑设置在横向支撑上，且在中部进行焊接连接。③根据现场量测长度大小进行下料，对长度不足，进行焊接的，必须采取钢板进行绑焊。且每个接缝处必须采取满焊。④在横向支撑中部下部设置一个短支撑，支撑在底部岩面上，增加其支撑能力，在开挖仰拱时，在此处支撑接到仰拱底岩面上[2]。

3.3 对山体侧初支进行锚固加强

对ZK9+783-815段左侧布置预应力锚杆进行加固，具体布置型式见下图1，预应力锚杆采用B32精轧螺纹钢，具体施工方法及要求如下：①锚杆间距。共布置上下两排，每排12根，上排每根长12m，间距2m，下排每根长9m，间距2m，上下排间距为2m。②钻孔孔径、角度、深度。孔径为80mm，钻孔角度为斜向下15°，深度大于锚杆长20cm。③预应力锚杆设计张拉力为350KN，施工时，施加预应力为设计值的1.1倍。④在锚杆锚固段每隔2m设置一处钢筋支架作为定中件。⑤锚杆应伸出钢垫板50mm以上，锚杆的连接采用连接器接长，不得采用任何形式的焊接接长。⑥锚杆锚固段保护层厚度不小于20mm，自由段采用杆体表面除锈、刷沥青船底漆二度后绕扎塑料布，在塑料布上在涂润滑油，在装上PVC管，形成双层防腐；端头的承压板应刷沥青。⑦锚杆长度。12m长锚杆锚固段长度为6m，自由段长度为6m；9m长锚杆锚固长度为5m，自由段长度为4m。⑧在钻孔完成后，清孔采用高压风进行。⑨张拉前应对张拉设备进行校订。⑩张拉时采用伸长量和应力双重控制。

图1 锚杆布置断面图

3.4 右侧增加扶壁式挡墙

对ZK9+783-808段半明半暗段挡墙外侧增加5道2m宽扶壁式挡墙，以增强其抗滑力，提高整个洞口的稳定性。挡墙采用C25砼，挡墙地基承载力不低于350Mpa，局部承载力不足时，采用碎石、砂砾等材料进行换填以提高地基承载力。

3.5 加快仰拱、二衬的施工

（1）根据监控量测数据，待收敛后及时进行仰拱开挖，仰拱开挖分左、右侧进行半幅开挖，先开挖左侧（靠山体侧），每次开挖长度不大于3m，在开挖完成后，及时施做左侧仰拱支护、浇筑仰拱砼，仰拱填充。待左侧施做完成后，按照相同方法对右侧进行施工[3]。

（2）加快二衬台车的拼装，拼装完成后，及时施做二衬。

4 监控量测

对此段初支监控量测断面及地表沉降观测点进行加密，测点按照2m一个断面进行布设，量测频次为2次/天，每天对监控测量数据进行分析，随时观察已施工区域，主要观看初支表面是否有裂缝或裂缝增大及地表是否有异常或有裂缝等。经过每天现场的观察及监控量测数据分析，最大拱顶下沉日变化为3.23mm，累计值最大为21.82mm，最大收敛日变化为3.35mm，累计值最大为23.93mm，均未超过规范规定值，保证了洞口段的安全。

5 结语

经过本例实践证明，对浅埋偏压隧道洞口段开裂等问题，通过此综合施工技术处理后，效果明显，安全可靠，可保证其后期施工的安全。可为类似隧道施工提供一定的借鉴。