浅埋卵石土层隧道施工关键技术研究

摘要：为控制施工中隧道拱顶的沉降，规范隧道工程项目的施工，以某隧道工程项目为例，开展浅埋卵石土层隧道施工关键技术的研究。通过明确此工程的暗挖中心所在位置，并对项目的基本情况进行分析。根据浅埋卵石土层的地质特点，设计了隧道环形开挖预留核心土施工技术方案，并采用地表注浆与超前小导管相结合的联合预加固方式，实现隧道工程的加固。通过施工现场监测证明，监测点的累计变形量、最大变形速率均在可控范围内，说明设计的施工方案在应用中效果良好。

关键词：卵石土层；联合预加固；环形开挖；地表注浆；超前小导管

0" "引言

隧道作为现代城市交通体系的重要组成部分，其建设技术日益受到重视。然而，地质条件的复杂多样性给隧道施工带来了诸多挑战，其中浅埋卵石土层隧道施工尤为困难。浅埋卵石土层因其特殊的工程性质，如松散、不均匀、透水性强等，使得隧道施工中的稳定性控制、地下水处理、支护结构选择等问题变得尤为突出。

这类地质条件下，隧道施工不仅面临着坍塌、滑坡等安全风险，还可能遭遇地下水涌入、洞身变形等质量问题，给施工安全和隧道使用寿命带来严重影响。基于此，本文开展浅埋卵石土层隧道施工关键技术研究，旨在提升施工技术的智能化、精细化水平，对推动隧道建设技术的持续发展具有重要意义。

1" "浅埋卵石土层隧道工程概况

本文以某隧道工程作为实例，开展相关研究。隧道工程基本情况如表1所示。

在浅埋卵石土层中，卵石分布不均，粒径差异大，且常伴有软弱夹层或透镜体。这样的地质条件导致隧道开挖过程中易发生坍塌、滑坡等事故，严重影响施工安全[3]。因此，在浅埋卵石土层隧道施工中，需要加强对地质结构的勘察和分析，制定合理的施工方案和风险控制措施，确保施工安全和质量。工程项目所在地的自然条件如表2所示。在掌握隧道工程的基本情况与地质条件后，对此工程项目中的关键施工技术展开设计与分析。

2" "隧道施工技术设计

2.1" "隧道开挖方案

2.1.1" "环形开挖预留核心土技术

针对浅埋卵石土层的地质特点，提出环形开挖预留核心土技术方案。此技术方案是隧道施工中一种重要的开挖方法，尤其在浅埋卵石土层等地质条件复杂的区域，该技术展现出了显著的优势[4]。该技术主要利用环形开挖的方式，逐步向前推进，同时在开挖过程中预留核心土，以维持洞身的稳定性，确保施工安全。隧道施工技术方案如图1所示。

2.1.2" "施工区域划分及要求

在技术实施方面，环形开挖预留核心土技术，首先要求对隧道断面进行精确划分，确定环形开挖的边界和核心土的预留位置[5]。根据隧道中心线所在位置，将隧道划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ4个区域，其中Ⅳ区域为开挖中的核心土所在区域。在施工前，需要对区域①和②所在位置进行支护处理，同时对区域③和④所在位置进行回填。

开挖过程中，需采用合适的机械设备，如挖掘机、装载机等，按照设计要求进行逐层开挖。同时，要严格控制开挖进度，避免过快开挖导致洞身失稳。

2.1.3" "预留漏碴孔

隧道开挖技术方案中，预留漏碴孔是一个重要的环节，尤其在处理浅埋卵石土层这类复杂地质条件时，它对于确保施工安全和洞身稳定起到了关键作用[6]。

预留漏碴孔的主要目的是在隧道开挖过程中，为卵石、泥土等松散物质的排出提供通道，从而避免洞身内部积渣过多导致应力集中或坍塌风险增加。同时，通过合理设置漏碴孔，还可以控制开挖面的稳定，减少因爆破等施工手段对洞身造成的扰动。

在技术方案实施中，预留漏碴孔的位置和数量，需根据地质勘察结果、隧道断面尺寸以及开挖方法等因素综合确定。一般来说，漏碴孔应设置在开挖面的适当位置，以便有效排出松散物质[7]。同时，还需考虑漏碴孔的大小和形状，以确保其能够满足排渣需求，又不至于对洞身结构造成破坏。预留漏碴孔示意图如图2所示。

2.1.4" "核心土的预留和处理

在开挖过程中，对核心土的预留和处理是关键环节。核心土作为支撑洞身稳定的重要结构，其预留位置和大小需经过精确计算和设计[8]。

开挖时，应确保核心土的完整性，避免过度扰动。在核心土周边，需采取必要的支护措施，如喷射混凝土、设置钢支撑等，以增强洞身的稳定性。

2.1.5" "卵石土层的排水与防水

针对卵石土层的透水性强的问题，需加强排水和防水。在开挖前，先对隧道区域进行地下水勘察，确定地下水的分布和流向。在隧道开挖过程中，设置排水沟和排水管，及时将地下水引出洞外，防止水患对施工造成不利影响。最后，采用防水混凝土和防水卷材等材料，对隧道洞身进行防水处理，确保隧道在运营过程中的安全性。

2.2" "隧道加固方案

2.2.1" "联合预加固施工

联合预加固施工是一种重要的隧道施工技术，特别适用于地质条件复杂、稳定性较差的区域。在浅埋卵石土层隧道施工中，采用联合预加固施工方式，通过地表注浆与超前小导管方式应相互配合，可形成一个完整的加固体系。

首先，通过地表注浆对隧道上方的地层进行整体加固，提高地层的稳定性和承载力。然后，在隧道开挖面前方埋设超前小导管，形成预加固屏障，支撑开挖面，防止洞身坍塌。两种方式相结合，可以充分发挥各自的优点，达到最佳的加固效果。

2.2.2" "地表注浆

地表注浆是联合预加固施工中的关键一环。注浆技术通过在隧道上方的地表进行钻孔，将特制的浆液注入到地层中，从而起到加固地层、提高地层承载力的作用。在浅埋卵石土层中，地表注浆可以有效地填充卵石间的空隙，增强土层的整体性，提高土层的抗渗性和稳定性。

注浆浆液的选择应根据地质条件、施工要求等因素进行综合考虑，确保浆液具有良好的流动性和渗透性，能够充分渗透到地层中，达到预期的加固效果。地表注浆施工技术方案如图3所示。

为确保加固施工达到预期效果，按照地表注浆施工方案技术要求施工。地表注浆施工方案技术参数见如表3所示。

2.2.3" "超前小导管埋设

超前小导管是联合预加固施工的另一个重要组成部分。超前小导管通过在隧道开挖面前方预先埋设小直径的钢管，并在钢管内注入浆液，形成一道预加固的屏障。这道屏障可以有效地支撑开挖面，防止洞身坍塌，为后续的开挖工作提供安全保障。

超前小导管的埋设位置和数量，应根据隧道断面尺寸、地质条件等因素进行精确计算和设计，以确保预加固屏障的连续性和稳定性。

2.3" "施工现场监控量测

为避免施工造成隧道结构的塌陷，应进行施工现场的监控量测。通过对参数的实时监测和数据分析，可以掌握围岩的动态变化，进而判断施工方法的合理性以及隧道结构的稳定性。

在监控量测过程中，量测人员需严格按照制定的实施细则进行技术交底和操作。本次研究在隧道施工段共设置了25个监测断面，以随机断面为例，按照图4布置方式进行监控量测点的布置。施工现场监测断面量测点布置方式如图4所示。

在明确隧道周边收敛线所在位置的基础上，在A、B、C点进行现场施工观测。以典型的拱顶B点为例，记录现场施工中监测点的累计变形量与变形速率。

现场施工中监测点的累计变形量与变形速率如图5所示。从图5所示的结果中可以看出，监测点的累计变形量未超过50mm，最大变形速率未超过8mm/d，符合施工要求。

3" "结束语

由于地质条件的复杂性和不确定性，浅埋卵石土层隧道施工仍面临诸多挑战。为控制施工中隧道拱顶的沉降，规范隧道工程项目的施工，本文以某隧道工程项目为例，开展浅埋卵石土层隧道施工关键技术的研究。得到如下几个方面的结论：

对拱顶变形进行监测，待30d稳定后发现，监测点的累计变形量、最大变形速率均在可控范围内，说明设计的施工方案在应用中效果良好。对施工区其他测点进行监控量测，发现对应的测点无论是累计变形量，还是最大变形速率，都在允许范围内。

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（甘肃省临夏公路事业发展中心，甘肃临夏" "731100）