偏压隧道的施工方法
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摘要： 本文结合三江至南川线扩能改造工程项目中白塔寺隧道开挖施工情况，对工程中的浅埋偏压铁路隧道的施工方法进行论述，以供类似工程借鉴。
Abstract： Based on the construction condition of Baitasi tunnel excavation in renovation project of Sanjiang to Nanchuang， this article analyzes the construction method of the shallow railway tunnel under unsymmetrical pressure to provide reference for the similar projects.
关键词： 铁路；浅埋偏压隧道；隧道施工技术
Key words： railway；shallow tunnel under unsymmetrical pressure；tunnel construction technology
中图分类号：U455.91 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）32-0132-02
0 引言
随着科学技术与经济的发展，对隧道施工工程提出了更高的要求。目前，国内在隧道工程施工过程中，普遍采用矿山法、新奥法；在岩土隧道施工中，主要采用钻爆法掘进，以及掘进机施工，对于城市地下等浅埋隧道，在施工过程中，采用明挖或盖挖法进行施工，同时使用地下连续墙，暗挖时采用盾构法和浅埋暗挖法等较高技术含量的施工法。浅埋偏压铁路隧道在隧道施工中是难度较大的一种隧道。
1 工程概况
白塔寺隧道位于重庆市万盛区境内，穿越一脊状山梁，进口里程D1K24+690，出口里程为D1K27+547，中心里程D1K26+118.5，全长2857m，最大埋深206m。本部负责施工白塔寺隧道出口段，里程为D1K26+160至D1K27+547。其中包括车站大断面Ⅴ级围岩152m，Ⅳ级围岩75m，Ⅲ级围岩320m，明洞5m，共552m；单线小断面Ⅴ级围岩30m，Ⅳ级围岩400m，Ⅲ级围岩405m，共835m。
隧道出口端浅埋段穿越突出山脊，属于地形偏压，出口覆盖2～6m碎石层，下伏基岩为三叠系中统雷口坡组中厚层状泥灰岩夹页岩，岩层倾角50～60°，岩层走向与线路走向一致。D1K27+390～D1K27+542段属于浅埋、地形严重偏压地段。
2 隧道偏压原因及判断方法
2.1 隧道偏压的起因 对于偏压隧道，通常情况下，受各种原因的影响和制约，进而在一定程度上导致围岩压力出现不均匀性，从而使隧道支护受偏压荷载的作用。主要原因包括：
2.1.1 施工原因 在施工过程中，因施工方法选择不当，进而在一定程度上导致开挖断面发生局部的坍塌，从而影响围岩压力的稳定性，使得应力过于集中，进一步造成隧道偏压。如果对其进行正确的处理，正常施工一般不会受到影响。
2.1.2 地质原因 围岩形状发生倾斜，节理发育，其间存在软弱结构面，以及滑动面等，在一定程度上弱化了自稳能力，在施工过程中一旦受到扰动，将会导致岩体沿着层理面发生滑动。
2.1.3 地形原因 隧道依傍山体，地面明显倾斜，进一步增加了侧压力，并且隧道埋深比较浅。
2.2 判断偏压隧道 在判别隧道偏压方面，由地形引起的偏压围岩类别、地面坡度以及覆盖层厚度是3个重要的因素。当隧道外侧拱肩至地表面的垂直距离t值等于或小于规范规定数值时，应视为偏压隧道。
3 施工方法及顺序
3.1 上半部分的断面施工 埋深大于3m段，设置108mm×6mm的大管棚。管棚长度为40m，角度控制为2°，环向间距为40cm。与一般隧道设计的大管棚相比，由于40m大管棚比较长，在施作大管棚前，首先设置导向管。采用长为2m、？准140mm的钢管对导向管进行处理，通过全站仪进行精确定位，在钢护拱上焊牢。导向管的间距控制在40cm，仰角为2°。然后进行超前预注浆，浆液采用1：1水泥砂浆，水泥采用P.O42.5普通硅酸盐水泥。
3.2 开挖及加固边坡 在开挖严重偏压、浅埋隧道的过程中，容易扰动围岩，进而在一定程度上直接威胁到施工的安全性。在开挖的过程中，尽量减少开挖的规模，并及时做好加固、防护工作，进一步降低围岩扰动造成的自重应力和施工时引起的偏压影响。开挖后，在坡面上需要立即施作？准25中空注浆锚杆，锚杆长度为4m，间距为1.0m，并按照梅花形进行布置，增强开挖山体边坡的稳定性。打入新鲜岩体的锚杆应不小于3m，同时需要挂设20cm×20cm、？准6钢筋网，并喷射C25混凝土进行防护处理。
3.3 加固围岩及反压回填 在施工过程中，针对隧道存在的严重偏压、浅埋特点，通过反压回填的方式对偏压侧地质较软的位置进行相应的处理，同时用打夯机进行分层夯实，并对空洞进行填充处理。地表经过夯实处理后，需要进行深孔预注浆，注浆孔间距控制在3m，并按梅花形进行布置，通过地质钻进行成孔，孔径为？准90mm。采用 75mm×5mm塑料管进行注浆，在注浆深度方面不超过半断面的开挖线，宽度超过隧道开挖轮廓线3-4m。
3.4 隧道下半部分断面施工 完成上半断面施工后，采用拉中槽、跳马口开挖的方案对下半断面进行开挖处理。如果采用弱爆破或者下爆破，需要采用挖掘机同时配合人工进行修整成形。在开挖过程中，需要对循环进尺进行严格的控制。开挖成形后，立即用C25混凝土对开挖面初喷4cm，架设钢拱架，打锚杆、并对混凝土进行多次复喷，复喷厚度达到25cm，开花超过30m即开始仰拱旋工，使支护结构闭合成环。
3.5 支护施工 在施工过程中，通过联合锚杆、网喷、钢拱架等，采用？准25中空锚杆注浆支护对围岩进行加固。锚扦长度控制在4.0m，间距控制在1.0m×0.6m，在钢拱架上，焊牢拱墙处锚杆的尾端。拱架采用I20a工宇钢进行现场加工，间距控制在60cm，用中？准20mm钢筋沿环向按间距1.0m进行联合构成整体。架设过程中，需要将10cm×20cm×32cm的C20混凝土垫块铺设在钢拱底部，进而在一定程度上防止钢拱架出现下沉，同时将两排？准20锁脚锚杆设置在钢拱架的两恻，其长度为4m。C25混凝土的喷射厚度控制在25cm，确保喷射混凝土的密实性。
3.6 仰拱施工 在开挖作业后，进行仰拱施工，对于仰拱部分的围岩，如果采用弱爆破，在这种情况下需要借助挖掘机，同时配合人工进行修整。
3.7 衬砌施工 在对隧道进行施工的过程中，对于严重偏压、浅埋隧道来说，其围岩特点表现为：内应力高、变形量大等，在衬砌施工时间方面有着严格的要求。如果衬砌施工时间过早，容易破坏衬砌结构；如果衬砌施工时间过晚，可能导致结构失稳。
3.8 监控测量 在隧道施工过程中，通过监控测量工作，可以进一步了解围岩的变形情况，以及山体的位移情况，进而在一定程度上分析围岩变形，进而对最终的变形量、初砌施作最佳时间进行确定。
3.9 施工管理 在施工过程中，需要做好工序间的衔接工作。完成开挖后，需要及时处理欠挖、危石等，同时架设钢拱架、挂网等，进而在一定程度上避免变形过大，造成隧道发生坍塌。
4 结束语
在施工过程中，对浅埋、偏压隧道进行施工，施工前，需要全面分析偏压产生的原因，以及严重程度等，同时对各种影响因素进行综合考虑，确保制定的施工方案具有一定的可行性，同时确保施工的安全性。选择的开挖方法要科学、合理，按照“超前支护、弱爆破、短进尺、勤量测、强支护”的原则进行开挖。准备齐全各种施工用材料、设备等，快速、及时地进行初期支护。在施工过程中，有效分析围岩变形量测数据，进而对支护参数进行及时的修改，同时采取恰当的支护措施。
参考文献：
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