重庆交通大学 土木工程学院 重庆 400000
摘要：近年来，我国的交通行业有了很大进展，高速公路隧道工程建设越来越多。本文重点针对高速公路隧道洞口浅埋段施工技术的具体应用展开了相关分析和研究，对工程施工之前的相关测量控制工作要点进行了阐述，并且对隧道洞口浅埋段的关键性施工技术要点进行了深入探索，全面提高高速公路隧道工程施工质量和安全性，为隧道竣工后安全运行打下良好的基础。
关键词：高速公路；隧道；浅埋段
引言
在隧道工程中，浅埋段围岩风化程度高、岩体风化、破碎、自稳能力差，沉降变形大，若不采取应对措施，易出现地表塌陷、塌方等安全事故。如何提高围岩自稳能力、控制沉降变形十分重要。在隧道开挖前，一般采取预加固技术，通过向开挖面前方岩体内注浆、安置锚杆等方法增强围岩整体性，预防塌方发生。预加固通常分为地层改良法和预支护法两种。注浆是地层改良和预支护的主要手段，对节理裂隙有充填、加固及减渗的作用效果，可有效提高围岩的力学性能、减小应力集中现象，提高自稳能力。
1施工方案和工艺流程
在此工程的施工方案中，针对明洞段区域拱部主要使用明挖的方式，而墙部采用暗挖方式；同时对地表的排水以及边仰坡要实施有效的防护处理；对洞口段区域，还要进行套拱以及钢支撑的设置，且通过50m长超前的大管棚实施注浆操作；在进洞后再将其换作超前的小导管实施注浆操作；对洞身的开挖过程中，主要通过中隔壁法实施，并对拱墙仰拱的格栅钢架实施封闭处理将其成作环支护形式。在洞口段的施工中，工艺的流程主要是地表层排水和加固处理、开挖和支护明洞、超前的支护、通过环向型开挖、挂网处理并喷射混凝土、拱部钢架的安装、支护复喷、核心土的开挖、中槽的开挖、边墙部位仰拱的开挖、边墙部位仰拱钢的安装、支护喷锚、监控和量测、防水和二衬的施工等内容。
2高速公路隧道洞口浅埋段施工技术要点
2．1预注浆技术
预注浆施工技术主要是向浅埋段岩体结构内部注入化学试剂，对岩体的性质条件进行改变，对一些破碎软弱以及渗水性能较强的岩体地质有着良好的加固处理作用。首先，相关施工人员必须要对隧道洞口位置的岩石条件情况进行全面勘察和分析，根据工程施工的需求和标准，合理选择预注浆施工材料，其中比较常见的材料配比模式为水灰比1∶1，在特殊施工地段需要向煤岩结构当中加入一定量的化学试剂，进一步提高围岩结构的整体稳定性。对于预注浆施工所使用的材料，必须要进行相关实验分析保证材料的性质符合工程的性要求。其次，在地表注浆工作过程中，通常情况下采用全孔一次性注浆施工方法，有效防止出现探孔问题，当施工区域局部产生坍孔问题时，可以通过使用钻孔施工方法来进行操作，当升区域产生大面积的坍孔问题时，则可以使用分段施工的方法来进行注浆施工。最后，在地表注浆施工完成之后，需要进行重新打孔和质量检测，同时在施工工作面需要通过1．5m间距的梅花桩形式展开二次注浆施工，同时通过设置出玻璃纤维杆的方法进行连接，对软弱地层结构进行充分加固处理，有效提高洞口区域的水体稳定性效果。
2.2超前固结灌浆
上层主要为砂砾石层，下层全风化岩芯多呈散体泥化物夹风化碎石，泥化物多呈软塑～可塑状，局部位置泥质与碎石胶结呈柱状，用手可轻易掰碎，风化碎石多呈棱角状，裂隙面呈黄褐色；强风化层岩芯破碎，多呈碎块状，局部为短柱状，裂隙节理发育，裂隙面多呈褐色，岩体完整性多属于破碎～极破碎，围岩类别以Ⅴ类为主。支洞埋深浅，地下水位较高，隧洞成洞条件差，施工安全隐患较大。施工过程中，根据围岩情况，不能自稳部分洞段采取超前固结灌浆方式处理围岩，再进行洞挖施工。
2.3施工现场监测方案
结合隧道洞口浅埋段的工程地质条件，在施工过程中布置测点进行监控量测，观测隧道围岩和支护结构的变形情况。施工中选取有代表性的断面布置测点，进行拱顶下沉、地表下沉、围岩压力和周边位移量测。量测方法与量测频率严格按照设计规范进行，收集数据分析围岩和支护结构的变形情况。
2.4地表注浆机理及布置
地表注浆是指在地表钻孔，钻机通过钢管从地表钻入隧道拱腰上方，以一定压力将浆液压入隧道上覆岩体，经过浆液充填、压密、渗透、劈裂等作用，充填上覆岩体中的洞穴、孔隙、裂缝，增强上覆岩体的强度、稳定性和防水性，确保浅埋段的安全。注浆管采用带孔钢管，管上有交错的孔。下管后注浆管应露出地面至少50cm，注浆前应将管口固定好并连续注浆。注浆过程中配备防浆设施，以防止浆液外露。注浆应从边界处开始，然后按设计顺序填充所有孔。当发现浆液从注浆管末端露出时，停止注浆。
2.5隧道洞口浅埋段开挖技术
高速公路隧道洞口浅埋段开挖施工是其中非常重要的施工环节，随着施工机械设备越来越高级，开发施工技术的应用条件也越来越多样化，使得隧道工程开挖施工技术形式越来越丰富。在具体开挖施工过程中必须要结合施工区域的地质条件状况，尤其在隧道洞口浅埋段进行开挖，必须要最大限度上降低对隧道洞口稳定性所产生的不良影响，防止出现隧道洞口产生坍塌等严重问题。通过核心预留台阶施工方法和双侧壁导坑施工方法，在隧道洞口浅埋段施工过程中应用效果非常明显，其中核心预留台阶施工方法，主要是针对施工部位岩层比较软弱的区域，常规施工方法很容易造成围岩结构出现破损问题，在工程正式开始施工之前需要对工程施工部位进行详细规划，同时进一步标定核心土的施工位置和体积大小。预留核心土标定的上台阶施工程度范围需要保证在4～6m之间，在上台阶的开挖工作中，可以通过使用风钻机设备对施工位置进行准确标定，然后使用定向爆破施工方法来进行施工，在下台阶施工过程中需要和上台阶施工方式保持相同预留核心台阶的尺寸，宽度大约为1m左右。对于地质条件比较复杂的区域隧道工程施工过程中，很容易产生物理和化学变化问题，通过双侧壁导坑施工方法可以有效解决这一问题。
2.6对管棚注浆和地表注浆两种注浆方式的对比
两种注浆方式都可以满足施工要求，地表注浆的效果更好，但工程量和费用较高，且隧道浅埋段上方地形复杂，不适宜大型机器作业，施工难度大，而管棚注浆在达到施工要求的同时，工程量、费用、施工条件均比较适宜。综合各方面因素考虑，拟在隧道开挖过程中使用管棚注浆进行超前预支护，对隧道浅埋段洞顶120°范围内采取管棚注浆加固。经现场试验得出合理配比之后开始生产浆液，必须保证注浆固结质量，从而达到提高围岩自稳能力的目的，防止松散、破碎围岩滑落，避免局部坍塌，保障施工安全。
结语
综上，洞口浅埋一段作为隧道工程施工过程中稳定性相对较差的环节，在具体施工过程中必须要进行有效加固处理，以此来延长隧道工程的使用周期和提高隧道结构的稳定性，实现工程施工单位的更高经济效益和社会效益。
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