隧道大跨浅埋偏压隧道粉质黏土施工技术

程 胜，万桥贵

（中建四局贵州投资建设有限公司，贵州贵阳 550081）

1 工程概况

瓮马铁路大寨坝隧道位于贵州省黔南州布依族苗族自治州瓮安县江界河镇茶园村附近，隧道起讫桩DK29+638~DK30+163，总长525m，双线隧道，设计时速120km/h。

大寨坝隧道是双线隧道断面约130m2。出口地质条件为灰岩灰泥岩、弱风化、节理裂隙较发育，岩体较破碎，局部破碎。

旋喷桩及大管棚设计情况：隧道出口DK30+132～DK30+143段地表为粉质黏土，厚度约7m，暗洞施工前，采用旋喷桩进行地表加固，加固范围为隧道中线两侧各8.02m。旋喷桩加固深度范围：开挖轮廓内至拱顶初支，开挖轮廓外至基岩面以下0.5m。旋喷桩直径φ600mm，横向间距1.2m，纵向间距1.2m，梅花型布置。出口大管棚单根设计长度为33m，总计45根大管棚，环向间距为0.4m。

2 隧道浅埋偏压处治方案

在进洞施作前:

（1）该隧道出口采用三重管法施作完成地表加固243根旋喷桩。

（2）完成边仰坡外的截（排）水沟施作，见图1、图2。

图1 截水天沟断面1:50

图2 截水天沟现场

（3）完成洞口永久边仰坡及回填后仰坡采用拱形截水骨架护坡，洞口临时边坡采用锚喷网防护，锚杆采用C22砂浆锚杆，L-3m，间距1.5m×1.5m，梅花形布置；喷射混凝土采用10cm厚C25网喷混凝土，钢筋网格25cm×25cm。洞口边仰坡施工应由上而下，随挖随护。同时锚喷网防护内设置仰斜排水孔。

（4）完成导向墙及大管棚施作。

完成以上施作后，进洞施工按照设计三台阶临时仰拱工法施作；上台阶进尺4m后出现边仰坡滑移现象。

针对施工中出现的问题，考虑粉质黏土物理力学特性，采用以下处理方案：

（1）先利用洞渣进行反压回填，防止滑移现场发生，见图3。

（2）对偏压部位进行削坡减载。

（3）及时对洞顶裂缝位置用黏土回填后进行喷混凝土封闭并覆盖彩条布，以防雨水侵入造成更大滑移。设观测桩，对洞顶地表位移、拱顶下沉等及时进行监控量测、数据分析，为滑坡处理提供第一手可靠数据。

（4）仰坡位置采用超前小导管注浆加固支护措施。

图3 洞渣反压回填

3 进洞施工

3.1 洞身开挖方式

原设计施工：出口方向明暗交界处往洞身20m范围内采用的是三台阶+临时仰拱法。

图4 三台阶临时仰拱法施工工序横断面

该隧道属于大跨浅埋偏压则通过调整优化开挖方式采用三台阶临时仰拱+上台阶预留核心土法。预留核心土起到稳定、稳固作用。

隧道开挖施工前先进行超前地质预报，地质预报采用超前水平钻、地质雷达和加深炮孔进行预测，根据探测结果采取措施。

图5 三台阶临时仰拱+上台预留核心土工序断面

（1）利用上一循环架立的钢架施作隧道超前支护；

（2）弱爆破开挖①部；

（3）施作①部导坑周边的初期支护，即喷混凝土，钻设锚杆、挂网、架立钢架，并设锁脚钢管；

（4）支护完①部，滞后①部一段距离后，开挖核心土；

（5）导坑底部铺设I18轻型工字钢，喷18cm厚混凝土，施作①部临时仰拱，封闭掌子面8cm；

（6）复喷混凝土至设计厚度。必要时在①部中间设置竖向支撑；

（7）在滞后于①部一段距离后，弱爆破开挖②部；

（8）导坑周边部分初喷混凝土钻设锚杆、挂网、架立钢架，并设锁脚锚杆；

（9）导坑底部铺喷18cm厚混凝土，施作②部临时仰拱；

（10）复喷混凝土至设计厚度；

（11）在滞后于②部一段距离后，弱爆破开挖③部；

（12）初喷混凝土，钻设锚杆、挂网、架立钢架、并设锁脚钢管；

（13）灌筑该段内IV部仰拱；

（14）灌筑该段内V部隧底填充。

根据检控量测结果分析，待初期支护收敛后，利用衬砌模板台车一次性浇筑VI部衬砌（拱墙衬砌一次施作）。

3.2 超前小导管支护

出口明暗交界（DK30+146~DK30+116）处往小桩号30m范围内，设计是大管棚支护。进洞开挖为安全考虑，另增设采用超前小导管支护；超前小导管配合型钢钢架、格栅钢架使用。其纵向搭接长度不小于设计值且不小于1m。

超前小导管设计参数：超前小导管为长L=5m的φ50mm×5mm长度符合设计要求；小导管前部钻注浆孔，孔径6～8mm，孔间距10～20cm，呈梅花型布置，前端加工成锥形，尾部长度不小于30cm，作为不注浆的止浆段。小导管环向间距为40cm；倾角外插角5°～10°，可根据实际情况作调整。水泥浆或水泥砂浆，一般采用水泥浆，水灰比为1:1；当围岩破碎、地下水发育时，为调凝需要采用水泥-水玻璃双液浆，要求浆液等级不低于M10。注浆初压为0.5MPa，终压为1.0MPa。

4 结束语

伴随我国铁路建设飞速发展，铁路隧道施工会遇到各种地质条件，对于粉质黏土偏压浅埋隧道施工经验总结，结论如下：

（1）粉质黏土地质条件下大跨埋偏压浅隧道，对边坡处进行削坡减载，减少土压不平衡状态；针对出现裂缝要黏土封堵后用喷射混凝土来覆盖。对滑移采用洞渣进行反压回填处理，起到支挡作用。

（2）软弱围岩、浅埋，隧道在掘进时采用“三台阶临时仰拱+核心预留土”法施工，对设计未设超前小导管处增设超前小导管，降低施工风险，提高施工质量。

（3）通过对复杂地质条件下偏压浅埋隧道施工技术研究和实践应用，解决安全问题及质量问题，为今后类似项目提供借鉴。