偏压隧道施工技术安全性分析

　　摘要：通过山区的道路，经常会遇到一些对隧道工程施工有影响的不良地质，例如：岩石风化严重、节理发育、犬牙交错等，或者是隧道的进出洞口出现偏压现象，在支护开挖的过程中，因为受到各种因素的影响，都有可能发生坑道受压、土石坍塌、支撑变形以及衬砌结构断裂等各种特殊问题，严重影响了工程工期、安全及质量，甚至还会对工程的安全运营造成严重威胁。所以，必须对这些不利于施工的因素采取有效的处理措施，保证工程施工的顺利进行。本文结合了宜万铁路堰家坪隧道的施工情况，分析了不利地质条件对工程的影响，并阐述了偏压隧道施工的技术方法。
　　关键词：偏压隧道；施工；技术；宜万铁路堰家坪隧道
　　交通是一个国家重要的基础建设，在经济发展中占据重要的地位。近年来，随着我国经济的稳步上升，铁路建设事业也得到了迅猛的发展。我国是一个山比较多的国家，而且山脉纵横、地势险要、地质结构复杂，所以在我国的交通建设中，软弱围岩偏压隧道工程占据了很大的比例。软弱围岩偏压隧道主要是指在围岩条件比较差的地质环境中，因为地质、地形构造、施工等各种原因造成围岩压力明显不均匀，使隧道的支护结构受到偏压荷载。接下来，我们就针对宜万铁路堰家坪隧道的情况做详细的说明。
　　一、工程概况
　　堰家坪隧道在宜万铁路中属于高风险隧道，也是其W6标难点工程。堰家坪隧道是双线大跨隧道，进出口里程分别是DK86+560、DK89+224，全长是2664米，隧道内轨的顶端衬砌内轮廓的宽度是10米，内轨顶端到隧道最高点之间的净高是8.4米，隧道的最大断面宽度是13米，最大的开挖高度是12.47米，断面面积大概为135.84平方米。
　　二、地质情况
　　堰家坪隧道进口段DK86+560～DK86+730都是V级围岩，山体的表面覆盖粉质粘土，土层的厚度在2米到12米之间，下伏基岩是粉砂岩夹页岩、强~弱风化，地下水大部分是基岩裂隙水，靠大气降雨补给。且进口段为浅埋，土层相对比较厚，容易塌方冒顶，尤其是DK86+560~DK86+630超浅埋地段，距离隧道开挖的顶部只有1.2米，而且线路右边山体对隧道形成明显的偏压，在施工过程中偏压山体形成裂缝，开裂部分下降明显，这给工程施工带来很大难度。
　　三、偏压隧道的形成原因
　　1、地形原因
　　如果地面横坡比较陡，而且隧道埋深比较浅，隧道两边的侧压力就会不相等，而且侧压力比较大，这时候隧道就会承受偏压，偏压现象多发生在傍山隧道或者隧道洞口处。由于地形原因引起的隧道偏压常常伴有浅埋现象。因为地质松软，隧道通常处于风化堆积体当中，这种情况是有一定规律的。可以从覆盖层的厚度、围岩级别和地表坡度三个方面来判断隧道是否偏压。由于地形原因产生的隧道偏压集中应力较大，特别是在隧道洞口位置，对施工影响比较大。
　　2、地质原因
　　地质原因主要包括以下两种情况：
　　（1）因为围岩形状倾斜，节理发育，其间又有滑动面或者软弱结构面。在原岩的状态下，因为没有外力作用，保持相对稳定，但是在施工过程中，岩体由于受到扰动，就会出现顺层滑动的现象。
　　（2）位于岩溶区域的隧道，因为溶洞里的填塞物大多是淤沙和粘土，而且含水量高，严重的处于流塑状态，所以自身稳定能力特别差，在施工过程中极其容易引起隧道偏压。
　　因为地质因素引起的偏压隧道，通常采用不良地质的处理方法就可以控制。
　　3、施工原因
　　在施工过程中，由于施工方法使用不当也经常会引起偏压隧道现象，主要体现在以下两个方面：
　　（1）在施工过程中，造成隧道局部坍塌现象引起隧道局部偏压；
　　（2）采用双侧壁导坑以及CD法施工，因为施工部对称引起施工隧道偏压。
　　由于施工原因引起的隧道偏压如果处理得及时妥当，一般不会影响正常的施工。
　　四、偏压隧道施工中需要注意的问题
　　1、在施工开始之前要制定详细的可行的施工方案，尽量避免出现偏压问题，减少偏压在隧道施工中的影响；
　　2、隧道开挖施工要严格遵循“短进尺、超前支护、勤测量、弱爆破、强支护”的原则；
　　3、在施工过程中，应该把超前支护和锚喷支护紧密的结合在一起，超前短管棚、长管棚应该和型钢钢架连接成一个整体，这样才能更有效的发挥联合支护作用；
　　4、为了保证锚喷以及钢架的支护效果，要尽快施工隧道仰拱；
　　5、高度重视隧道内的文明施工，洞内裂缝渗水以及施工用水及时清除，不能让积水浸泡隧道底部。
　　五、偏压隧道施工技术
　　针对宜万铁路堰家坪隧道的具体情况，工程采取了地表注浆加固方案以及施工工艺。
　　1、泥浆材料配比
　　水泥：采用42.5普通硅酸盐水泥；
　　缓凝剂：磷酸氢钠；
　　水玻璃：浓度：35~40Be，模数：2.8~3.4；
　　水泥浆水灰比：0.6:1到1:1之间；
　　水泥浆水玻璃比：1:0.5到1:1之间；
　　注双浆液的时候加入2%到4%的缓凝剂。
　　2、施工顺序
　　
　　现场注浆示意图
　　（1）放样
　　采用全站仪进行放样，把注浆范围平面化，按照图纸设计的要求给注浆孔进行编号，准确的测量周边注浆孔以及中心注浆孔的位置，插上竹片并做标记；
　　（2）钻孔
　　钻孔之前要合理选择机械，例如：地表注浆最好使用轻便型电气潜孔钻机；
　　（3）埋管
　　把注浆管插入到已经钻好的孔内，孔的深度比较大时，钢管在逐根焊接之后再插入孔里，第一节钢管的底部做成尖端；
　　（4）糊缝
　　往孔里插钢管之前，在没有开设花管孔与开设花管孔之间焊接两根钢筋圆环，圆环间距2厘米，缠上麻丝，作止浆环。钢管插入孔里后，如果糊缝的深度比较大的话，要把CS浆液倒进管缝进行处理；
　　（5）注浆
　　（6）冲洗移位
　　单孔注浆结束之后，立即关闭返浆阀，拆掉混合器，将注浆胶管和注浆泵进行注水冲洗，防止胶管堵塞，同时移动到另一个注浆孔的位置；
　　3、注浆孔位置的确定
　　坡面注浆和洞外地表注浆按照梅花形进行布置注浆，注浆孔之间的间距为1米，洞内沿着开挖的轮廓线横向注浆，也是按照梅花形进行注浆，注浆孔之间的间距是2米。各个注浆孔分为两个序孔，一个是低压注浆孔，一个是高压注浆孔，两个序孔交错布置。
　　洞内径向注浆孔沿着开挖的轮廓线布置，孔间距是40厘米，注浆孔和钢架搭接，每环按照顺序依次进行编号。
　　4、表层止浆
　　因为隧道的覆盖层比较薄，注浆深度浅，而且覆盖层下面是强风化的破碎岩层，在注浆的过程中比较容易从地表冒浆，所以为了防止冒浆而影响注浆效果，在掌子面和地表要分别设置止浆墙和止浆盘，止浆盘采用双层钢筋混凝土，厚度为30厘米，钢筋网直径为8毫米，网格之间距离为30*30厘米。止浆盘放在注浆区域以及周边孔之外2米处。为了防止管孔之间裂缝冒浆破快注浆效果，在距离止浆盘30厘米处，和水平方向成45度角斜向下设置一排砂浆锚杆，锚杆之间距离是2米，嵌入基岩内部1米。同时，还要对管孔之间缝隙作糊缝处理，使用材料是速凝砂浆和CS胶泥。
　　六、注浆效果分析
　　1、保障了施工的安全
　　注浆施工完成之后，隧道开挖顺利通过了偏压浅埋段，开挖及支护情况良好，在施工中没有出现山体滑移事故。
　　2、保证了施工质量
　　通过内外结合注浆的方式对偏压段进行了有效的加固，控制了围岩裂缝问题，提高了围岩的稳定性和承载能力，确保了工程初期支护的安全性。在施工过程中，没有出现开裂以及渗漏现象。
　　3、保证了工期进度
　　采用地表注浆加固技术，使工程在工期要求内顺利完成。
　　结束语：造成隧道偏压的原因主要是地质因素、地形因素以及施工因素。由于隧道受到偏压的作用，地表沉降槽不能关于中心线对称，这对工程质量有很大的影响，在施工中应该给予高度的重视。在宜万铁路堰家坪隧道施工中，采取了
　　内部结合注浆的方式处理隧道偏压问题，效果较好。本文对注浆技术作了说明，希望可以为同行借鉴。
　　参考文献：
　　1、张建军，雷明锋，偏压隧道施工技术安全性分析，公路工程，2011年05期；
　　2、陈小勇，陈绪文，刘旸，李向平，浅埋偏压隧道进洞施工技术，现代隧道技术，2009年03期；
　　3、陈大鹏，浅埋偏压隧道施工技术，北方交通，2011年04期；
　　4、李少利，地形偏压隧道口处理措施，中国科技信息，2011年09期；
　　5、王伟，黄娟，彭立敏等，不同施工顺序对偏连拱隧道结构稳定性的影响分析，西部探矿工程，2004年10期，105-108；
　　6、杨献章，李志勇，软弱围岩浅埋偏压连拱隧道施工方法研究，湖南交通科技，2007年，33（4），101-103；
　　7、朱亮来，软弱围岩浅埋大跨隧道施工技术，焦作工学院学报，2002年03期；

《偏压隧道施工技术安全性分析》

本文由职称驿站首发，您身边的高端论文发表学术顾问

文章名称： 偏压隧道施工技术安全性分析

文章地址： https://www.zhichengyz.com/lunwen/ligong/kuangye/19569.html