李迈
浙江交科公路水运工程监理有限公司 310018
摘要：本文结合工程实例针对隧道施工过程中在地质条件、构造稳定性、突水事故威胁等方面存在的难点问题进行分析，围绕下穿开挖方案比选、超前支护、开挖作业、初期支护、衬砌施工技术与监控量测要点五个层面，探讨了超浅埋暗挖隧道施工技术管理与监测控制要点，为隧道施工质量的提升提供参考价值。
关键词：超浅埋；隧道施工；暗挖法；超前支护；监控量测
引言：近年来我国道路交通建设与水运事业呈现出蓬勃发展态势，然而受制于国土面积辽阔、区域水文地质条件差异性的影响，部分隧道施工项目涉及到超浅埋、大断面、软弱围岩等工况条件，对此在工程项目中普遍采取超浅埋暗挖法进行具体施工作业，相应对于施工技术与质量管控工作提出更高要求。
1工程实例分析
1.1工程概况
以杨湾隧道工程为例，该隧道左右线里程分别为YK9+125-YK9+555；ZK9+116-ZK9+599。隧道左、右线均采用单项坡，右线纵坡为2.8%、0.9%，左线纵坡为2.8%、0.94%。
其中隧道KM16+705～KM16+778段下穿河道，该段隧道长75m，埋深为3～5m，属于超浅埋隧道，隧道进口段围岩以残坡积黏性土、强风化岩及中风化晶屑凝灰岩为主，呈散体碎裂结构，围岩稳定性很差。地下水主要为基岩风化带裂隙水，汇水面积小，地下水易于排泄，水量较贫乏，降雨时沿风化裂隙有点滴状出水。
1.2施工难点问题
结合隧道下穿段的地质条件可知，该隧道埋深与上方河流间距约为3～5m，属于超浅埋隧道，在隧道开挖作业环节极易因振动引发塌方现象，且隧道开挖断面面积为140㎡，在开挖过程中易对围岩产生干扰，甚至造成隧道垮塌问题。根据地质钻孔调查结果，该段隧道下方距地表8m范围内分布有饱和水砂砾石层，8～15m区段由全风化泥质砂岩和淤泥构成，地层整体稳定性较差，易受地表水、地下水影响导致地块崩解。此外，由于隧道下穿河道常年有地表水，流量约为2～30m3/s，且施工区段的地下水较为丰富，易引发塌方突水事故。
2超浅埋暗挖隧道施工技术管理与监测控制要点
2.1下穿开挖方案比选
在隧道下穿开挖方案的设计前，需实行河道改移策略，选取河道水流量相对最小的季节开展施工作业。该项目在设计初期拟定以下三种开挖方案：其一是整段均采用明挖法施工，将明挖长度设为75m，施作长度为200m的永久性隧道水沟，但该方案整体造价较高、工期长，施工将使周边道路交通中断[1]。其二是采用综合施工方法，以超浅埋隧道段拱顶120°部分为基准，采用先护拱、后暗挖的方法进行施工作业，依托机械开挖作业方法减少对围岩造成的扰动，但该方案至少需施作90m长的护拱，整体造价仍保持较高水平，并且无法规避对周边道路交通的影响[2]。其三是选用三台阶七步开挖+护拱方案，采用机械开挖作业形式，做好初期支护，借助超前支护与衬砌施工技术增强初期支护效果，同时为防止掌子面产生塌方、冒顶事故，可通过施作护拱保障施工安全，该方案能够最大限度规避对施工区域原地表产生破坏，造价、工期均保持在可控范围内，并且由于施工段属于超浅埋隧道，即使发生塌方、冒顶事故也能够实现对安全风险的有效调控，因此拟选取该方案作为最终施工方案。
2.2超前支护技术
采用超前砂浆锚杆进行注浆固结作业，依照设计参数完成热轧无缝钢管的加工成型，以拱架腹板预留孔为基准，选用长4.5m的φ22砂浆锚杆作为超前锚杆，利用管棚钻机执行锚杆的钻孔作业，使钻孔直径超出钢管直径5mm左右。将超前锚杆插入引孔中，借助钻机将锚杆顶入围岩内，使得钻孔深度不应小于锚杆杆体有效长度，但深度超长值不应大于100mm，确保注浆孔口压力不超过0.8MPa。随后依照由上至下的顺序执行对称式注浆作业，在管尾端焊接丝口管、安装球阀，用于实现分级升压注浆作业，待观察到开挖面有浆液冒出后利用球阀止浆。
2.3开挖作业
由于围岩地质条件差，为减小开挖作业对围岩产生的扰动，选用环形开挖留核心土法进行开挖作业，开挖进尺深度不宜为0.5～1m。待观察到出土后，自稳时间短时，安排初期支护作业。
2.4初期支护技术
首先是喷射混凝土，检查隧道岩体喷射面、清除危石，分段、分片、分层喷射厚度为4cm的混凝土，用于实现对围岩的封闭处理。其次是锚杆安装，超前锚杆采用Φ22砂浆锚杆，长4.5m，外插角15，环向间距40cm，每排35根，排距3.0m，搭接长度大于1m，施工时应根据岩石节理面产状确定锚杆的最佳方向。依照钻孔、安装止浆塞、安装注浆锚杆、上垫板螺母、连接管路、注浆作业、杆头封堵带帽、注下一孔的流程完成注浆作业。再次是钢筋网片施工，将工厂预制钢筋网片运送至施工现场进行安装，网片之间的搭接长度必须大于1个网格，网片随支护岩面的实际起伏铺设，并在初喷砼后进行，被支护岩面间隙约3cm，钢筋网搭接处、钢筋网与锚杆连接处须点焊，使钢筋网在喷射时不易晃。
2.5衬砌施工技术
针对全幅段进行仰拱施工，仰拱为60cm，将堵头模板预留接头钢筋、拱墙衬砌钢筋接茬部位进行错位搭接，选取帮焊接头维护钢筋焊接质量。在模板支撑结构设计上，选取满堂支撑形式，利用千斤顶与铰动钢模连接，在钢模上完成φ25双层钢筋的布设，用于优化支模质量。在拱墙施工环节，本项目中设计拱墙为55cm，待观察到围岩、初期支护结构体系均保持稳定后，安排施工人员进行拱墙施工作业。依照上、中、下分层进行台架设计，选取加劲肋条设置在相邻两层之间，依照分层、对称形式开展混凝土浇筑作业，将分层浇筑厚度控制在20cm以内，保证相邻层间的间隔时长不超过0.5h。在混凝土浇筑作业环节，需注重选取3～5m长的软管加接在出料管前端位置，将管口下方与台架下层结构的间距控制在15cm以内。待浇筑至台架顶部时，应选取堵头顶端部位预留孔洞，选取φ50mm排气管插入孔洞中，利用排气管促进空气排出，减少因混凝土受温度变化影响产生收缩现象所造成的空隙，并且做好空隙部位的填实处理，确保混凝土坍落度不小于200mm。
2.6监控量测要点
为针对隧道施工质量进行监测管理，需选取隧道拱顶、拱腰、仰拱三个部位进行监控点位的布设，将各测点的间距控制在5m左右。待完成隧道开挖与初期支护作业后，应结合预埋点位布设情况进行监控量测点位的布设，依照2次/d的频率进行测量数据的收集与分析。当持续监测7d后观察到数据未发生明显波动，即可停止监测，组织设计单位、施工单位进行验收作业；倘若观察到数据存在异常波动，则应组织相关人员进行异常原因的排查，并协商出具体的解决措施。在该项目中从施工开始至检查验收共耗时70d，通过汇总监测数据进行分析可知，隧道拱顶的沉降量基本控制在稳定范围内，隧道收敛平均值控制在1.5～3.6mm范围内，符合施工安全管理要求。
结论：针对超浅埋隧道施工的技术要点与管理经验进行总结，应在施工前结合地质勘查结果与项目建设要求进行施工方案的比选，明确影响施工质量的干扰因素与防范措施，严格遵循施工流程加强对初期支护、超前支护、衬砌施工等不同环节技术要点的把关，并通过监控量测强化工程质量保障，最终顺利达成施工目标。
参考文献：
[1]周游.富水段浅埋暗挖公路隧道施工技术研究[J].交通世界,2019,(26):105-106.
[2]李金龙.浅埋暗挖法隧道施工技术及地面沉降控制研究[J].科技创新导报,2019,(07):44-45.