论文部分内容阅读
摘要：随着现如今经济不断发展，各个行业都取得了长足的发展，特别是在交通建设领域尤其如此，现在为了使得交通更加快捷，难免会进行隧道等的建设，特别是对于软基浅埋隧道。笔者结合多年隧道建设工程经验，首先结合具体案例介绍了软基浅埋隧道的相关概念及知识，然后就软基浅埋隧道的具体开挖方案进行分析和探讨，具体讲述了相关的施工工艺特点、原理等，以期能够为行业发展有所贡献。
关键词：隧道；浅埋；软基；施工
必须要解决很多的技术难题和管理盲区，当要进行软基浅埋隧道的施工工程时。而当前对于目前大多数国内外的公路隧道工程而言，有一些成功的工程案例，但是很难在软基以及浅埋两者都具备的情况下取得成功，因此必须要不断进一步对软基浅埋隧道施工工艺进行研究。笔者结合多年隧道建设工程经验，首先结合具体案例介绍了软基浅埋隧道的相关概念及知识，然后就软基浅埋隧道的具体开挖方案进行分析和探讨，具体讲述了相关的施工工艺特点、原理等，以期能够为行业发展有所贡献。
一、软基浅埋隧道工程概况
（一）地形地貌
本文工程案例所处地形属于丘陵地貌，而由于此处地形长期受到风化的影响，有很大的腐蚀，并且隧道所处山体其坡度比较高，沿山体风化层以及残坡积物覆盖普遍，在山体之上有大量茂密的植被。通常而言山体的覆盖层厚度不大，因此山体的基岩通常都是裸露于外部环境之中。本文隧道全段经过丘陵分水岭等地形。本路线段地表水主要为冲沟中小溪流，受季节影响明显。
（二）工程地质条件
在进行了详尽的地质勘查以及资料整理和分析之后发现隧道所处的地层为：奥陶系中统缩尾岭组（02S）的碎屑岩以及第四系覆盖层（Q）所组成。顶部成分以砂岩碎石为主，结构较紧密，含少量粘土和细砂，底部则是以粘性土以及细砂为主要构成成分，结构较松散。隧道土层其中含有大量水分，并且其结构构造大量受到破坏，主要构成成分为砂粘土（砂岩全风化物）以及碎石土，矿物成分大量被风化，除石英外，因此其结构承载力很差。大部份地段呈潮湿或点滴状出水，也有部分地下水呈现了淋雨状或涌流状。在对隧道的开挖过程中出现了持续时间较长的洞壁位移，因此洞壁本身是没有足够能力稳定下来，不具备优良的成洞性。
（三）结构设计
本工程隧道洞口采用加强衬砌方式，选择大管棚为超前支护设备，其环向间隔距离设置为30cm；选择中空注浆锚杆作为初期支护设备，梅花型布置间隔距为80cm，而锚杆长度则为3.5m；喷射混凝土采用C25型号，并且铺设符合实际工程状况的钢筋网；采用I18工字钢作为隧道施工所需的钢拱架，采用全环设置的形式，保持其间隔距离为75cm，；采用模注钢筋混凝土的方式进行二次衬砌及仰拱的施工，混凝土浇筑厚度为50cm，间距25cm，主筋采用φ25规格的钢筋。
二、隧道开挖施工技术方案
该隧道施工开挖过程中首先要考虑其支护方案，由于隧道所处软弱岩层之中，因此其自身支护能力达不到设计要求，为了进一步有效提升隧道开挖过程中的支护能力，为后续工程施工和推进的展开做好准备，必须要采取一定施工方案予以解决。对于本工程隧道支护能力的提升，可以采取的方式是对隧道围岩的坍塌以及松弛进行一定的控制，具体施工方法是：及时对地层进行加固和閉合，保证掌子面时刻处于稳定状态。
（一）开挖方法的选择分析
1）采取超前大管棚注浆进行初期施工
按照台阶施工工序进行支护加固地层的隧道施工，这种施工工序对于加固拱部地层以及掌子面的稳定有很大帮助。另外一方面由于隧道所处地层承载力不足，因此无法构成稳定的承载结构，导致隧道拱顶可能会出现沉降，围岩收敛量也会由于此种原因而极具增加，与此同时，也会出现拱脚局部开裂，地表下沉等现象。造成隧道出现沉降最为主要的原因就是地基承载力不足。
2）采取双下侧导坑施工受力分析
不管是从理论上还是工程实际情况等方面来看，采用台阶法进行隧道开挖都存在诸多不足之处，当采用长管棚进行超前支护时，因此对于二级公路的安全通过很难有所保障。为了首先保证工程能够安全施工，从导致问题的根源出发对隧道开挖方案进行进一步修改，采用了双下侧导坑施工方案，可以首先探明工程地质情况，通过进行导坑的超前施工，因此可以提供充足时间进行地基的预处理，保证隧道地基能够提供足够的承载力，充分保证施工过程的安全、可靠。下导坑开挖：通过这样的方式其开挖断面比较小，因此十分适合控制变形，也方便工程技术人员的操作，而采用全断面的支护方式则不仅可以加快工程进度，同时也能够有效改善其受力情况。侧压力问题由于水平的封闭支护得以解决，底板支护也能够提供足够地基承载力抵抗拱脚的垂直压力。
3）施工方法确定
由于在进行隧道进洞的时候很容易出现掌子面以及坡道的滑动现象，因此为了避免这种现象的出现，在隧道开始施工时要采用双下侧小导坑进行开挖，小导坑则采用明挖的方式，暗挖断采用的支护方式为钢格栅、挂网喷射混凝土，过渡段采用挂网喷射砼和全断面I20a工字钢支护。当小导坑开挖进入到二级公路之则要开始进行混凝土条形基础的施工，而其施工顺序为从洞内向洞外进行，模筑则采用输送泵进行混凝土色运输。当隧道的基础施工完成之后就可以进行正洞上半断面的开挖，而要保证上、下两个断面之间的距离在15m之内。
为了保证在进行隧道施工过程中的准确性，因此必须要进行一定的施工监测工作，而这些监测数据则可以为后期隧道支护方案以及紧急情况确定提供必要的依据，而在隧道的量测中要对以下几点尤为注意：
①应尽量集中断面布设，对于拱顶下沉、周边收敛及地表下沉各项测点，这样可以很大程度上方便进行监测结果的协调、分析以及运用。
②要对隧道之中以及隧道上方的地表监测点进行定期的观测，而对于定期取得的监测数据要进行及时的分析，将这些数据分析中得到的信息及时的应用在工程施工中。
（二）施工紧急情况及预案
隧道施工工程中首先就要保证其安全性，而为了保证其安全则要考虑各个方面的因素及条件，由于本隧道所处地段为浅埋、软基，因此其施工过程中存在很多安全隐患需要解决和预防，当采用的基础处理方式为小导坑施工工艺之后，主要的隧道安全隐患就是隧道坍塌，因此必须要针对可能出现的紧急情况制定相应的预防和应对方案。
为了最大程度的减少开挖过程中的土体扰动，将环形开挖面积尽可能减少，保证土体的安全性以及稳定性，应该优先考虑人工开挖方式，对于每循环进尺要严格控制。
在隧道开挖之前首先要进行维护，保证开挖过程的安全性能够满足相关规范和标准要求。
对于隧道开挖之后的部位要及时进行初期支护，尽早施作仰拱，改善受力条件。
强化隧道洞内以及地表监测，将安全可靠度纳入数字化管理轨道。
二次衬砌应当参与到结构的主动受力之中，帮助隧道提供必要支撑。
结语
软基浅埋隧道其施工条件比较恶劣，因此必须要在制定其施工方案时尤为重视其安全性，作为工程技术人员必须要不断提升自身专业素养，为行业的健康、可持续发展做出贡献。
参考文献：
[1]彭立敏，安永林，杨高尚.隧道火灾调研及其对雪峰山隧道防灾设计的启示[J].灾害学，2006，21（3）：103一106
[2]彭立敏，安永林，杨高尚.雪峰山特长公路隧道火灾时人员疏散风险性评估[A].2006年公路隧道运营管理与安全国际学术会议=q.重庆：重庆大学出版社，2006，120一125.
[3]曹孝君，张继春，吕和林，等.浅埋隧道掘进爆破地表震动效应数值模拟[J].西南交通大学学报，2006，41（6）：680一684.
[4]杨治东.既有铁路下浅埋暗挖隧道施工力学效应研究[硕士学位论文D].河北石家庄：石家庄铁道学院，2005.
关键词：隧道；浅埋；软基；施工
必须要解决很多的技术难题和管理盲区，当要进行软基浅埋隧道的施工工程时。而当前对于目前大多数国内外的公路隧道工程而言，有一些成功的工程案例，但是很难在软基以及浅埋两者都具备的情况下取得成功，因此必须要不断进一步对软基浅埋隧道施工工艺进行研究。笔者结合多年隧道建设工程经验，首先结合具体案例介绍了软基浅埋隧道的相关概念及知识，然后就软基浅埋隧道的具体开挖方案进行分析和探讨，具体讲述了相关的施工工艺特点、原理等，以期能够为行业发展有所贡献。
一、软基浅埋隧道工程概况
（一）地形地貌
本文工程案例所处地形属于丘陵地貌，而由于此处地形长期受到风化的影响，有很大的腐蚀，并且隧道所处山体其坡度比较高，沿山体风化层以及残坡积物覆盖普遍，在山体之上有大量茂密的植被。通常而言山体的覆盖层厚度不大，因此山体的基岩通常都是裸露于外部环境之中。本文隧道全段经过丘陵分水岭等地形。本路线段地表水主要为冲沟中小溪流，受季节影响明显。
（二）工程地质条件
在进行了详尽的地质勘查以及资料整理和分析之后发现隧道所处的地层为：奥陶系中统缩尾岭组（02S）的碎屑岩以及第四系覆盖层（Q）所组成。顶部成分以砂岩碎石为主，结构较紧密，含少量粘土和细砂，底部则是以粘性土以及细砂为主要构成成分，结构较松散。隧道土层其中含有大量水分，并且其结构构造大量受到破坏，主要构成成分为砂粘土（砂岩全风化物）以及碎石土，矿物成分大量被风化，除石英外，因此其结构承载力很差。大部份地段呈潮湿或点滴状出水，也有部分地下水呈现了淋雨状或涌流状。在对隧道的开挖过程中出现了持续时间较长的洞壁位移，因此洞壁本身是没有足够能力稳定下来，不具备优良的成洞性。
（三）结构设计
本工程隧道洞口采用加强衬砌方式，选择大管棚为超前支护设备，其环向间隔距离设置为30cm；选择中空注浆锚杆作为初期支护设备，梅花型布置间隔距为80cm，而锚杆长度则为3.5m；喷射混凝土采用C25型号，并且铺设符合实际工程状况的钢筋网；采用I18工字钢作为隧道施工所需的钢拱架，采用全环设置的形式，保持其间隔距离为75cm，；采用模注钢筋混凝土的方式进行二次衬砌及仰拱的施工，混凝土浇筑厚度为50cm，间距25cm，主筋采用φ25规格的钢筋。
二、隧道开挖施工技术方案
该隧道施工开挖过程中首先要考虑其支护方案，由于隧道所处软弱岩层之中，因此其自身支护能力达不到设计要求，为了进一步有效提升隧道开挖过程中的支护能力，为后续工程施工和推进的展开做好准备，必须要采取一定施工方案予以解决。对于本工程隧道支护能力的提升，可以采取的方式是对隧道围岩的坍塌以及松弛进行一定的控制，具体施工方法是：及时对地层进行加固和閉合，保证掌子面时刻处于稳定状态。
（一）开挖方法的选择分析
1）采取超前大管棚注浆进行初期施工
按照台阶施工工序进行支护加固地层的隧道施工，这种施工工序对于加固拱部地层以及掌子面的稳定有很大帮助。另外一方面由于隧道所处地层承载力不足，因此无法构成稳定的承载结构，导致隧道拱顶可能会出现沉降，围岩收敛量也会由于此种原因而极具增加，与此同时，也会出现拱脚局部开裂，地表下沉等现象。造成隧道出现沉降最为主要的原因就是地基承载力不足。
2）采取双下侧导坑施工受力分析
不管是从理论上还是工程实际情况等方面来看，采用台阶法进行隧道开挖都存在诸多不足之处，当采用长管棚进行超前支护时，因此对于二级公路的安全通过很难有所保障。为了首先保证工程能够安全施工，从导致问题的根源出发对隧道开挖方案进行进一步修改，采用了双下侧导坑施工方案，可以首先探明工程地质情况，通过进行导坑的超前施工，因此可以提供充足时间进行地基的预处理，保证隧道地基能够提供足够的承载力，充分保证施工过程的安全、可靠。下导坑开挖：通过这样的方式其开挖断面比较小，因此十分适合控制变形，也方便工程技术人员的操作，而采用全断面的支护方式则不仅可以加快工程进度，同时也能够有效改善其受力情况。侧压力问题由于水平的封闭支护得以解决，底板支护也能够提供足够地基承载力抵抗拱脚的垂直压力。
3）施工方法确定
由于在进行隧道进洞的时候很容易出现掌子面以及坡道的滑动现象，因此为了避免这种现象的出现，在隧道开始施工时要采用双下侧小导坑进行开挖，小导坑则采用明挖的方式，暗挖断采用的支护方式为钢格栅、挂网喷射混凝土，过渡段采用挂网喷射砼和全断面I20a工字钢支护。当小导坑开挖进入到二级公路之则要开始进行混凝土条形基础的施工，而其施工顺序为从洞内向洞外进行，模筑则采用输送泵进行混凝土色运输。当隧道的基础施工完成之后就可以进行正洞上半断面的开挖，而要保证上、下两个断面之间的距离在15m之内。
为了保证在进行隧道施工过程中的准确性，因此必须要进行一定的施工监测工作，而这些监测数据则可以为后期隧道支护方案以及紧急情况确定提供必要的依据，而在隧道的量测中要对以下几点尤为注意：
①应尽量集中断面布设，对于拱顶下沉、周边收敛及地表下沉各项测点，这样可以很大程度上方便进行监测结果的协调、分析以及运用。
②要对隧道之中以及隧道上方的地表监测点进行定期的观测，而对于定期取得的监测数据要进行及时的分析，将这些数据分析中得到的信息及时的应用在工程施工中。
（二）施工紧急情况及预案
隧道施工工程中首先就要保证其安全性，而为了保证其安全则要考虑各个方面的因素及条件，由于本隧道所处地段为浅埋、软基，因此其施工过程中存在很多安全隐患需要解决和预防，当采用的基础处理方式为小导坑施工工艺之后，主要的隧道安全隐患就是隧道坍塌，因此必须要针对可能出现的紧急情况制定相应的预防和应对方案。
为了最大程度的减少开挖过程中的土体扰动，将环形开挖面积尽可能减少，保证土体的安全性以及稳定性，应该优先考虑人工开挖方式，对于每循环进尺要严格控制。
在隧道开挖之前首先要进行维护，保证开挖过程的安全性能够满足相关规范和标准要求。
对于隧道开挖之后的部位要及时进行初期支护，尽早施作仰拱，改善受力条件。
强化隧道洞内以及地表监测，将安全可靠度纳入数字化管理轨道。
二次衬砌应当参与到结构的主动受力之中，帮助隧道提供必要支撑。
结语
软基浅埋隧道其施工条件比较恶劣，因此必须要在制定其施工方案时尤为重视其安全性，作为工程技术人员必须要不断提升自身专业素养，为行业的健康、可持续发展做出贡献。
参考文献：
[1]彭立敏，安永林，杨高尚.隧道火灾调研及其对雪峰山隧道防灾设计的启示[J].灾害学，2006，21（3）：103一106
[2]彭立敏，安永林，杨高尚.雪峰山特长公路隧道火灾时人员疏散风险性评估[A].2006年公路隧道运营管理与安全国际学术会议=q.重庆：重庆大学出版社，2006，120一125.
[3]曹孝君，张继春，吕和林，等.浅埋隧道掘进爆破地表震动效应数值模拟[J].西南交通大学学报，2006，41（6）：680一684.
[4]杨治东.既有铁路下浅埋暗挖隧道施工力学效应研究[硕士学位论文D].河北石家庄：石家庄铁道学院，2005.