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摘要：当隧道开挖后，围岩应力出现重分布，拱部应力经管棚传递给支撑拱架，由于拱架之间的相互连接，便形成了整体支护。同时，当给大管棚注浆时，浆液在压力的作用下进入地层，起到改善地层的作用，留在钢管内的水泥浆液起到增加管棚刚度的作用。本文将结合工程实际，分析超前支护技术在浅埋暗挖隧道施工中的应用。
关键词：超前支护；浅埋暗挖；隧道施工
在隧道施工中，由于隧道开挖后初期支护的时间长于其自稳时间，所以为了保证掌子面及围岩的稳定，应在隧道开挖之前进行超前预支护即在掌子面前方的地层中，沿隧道的横断面设置一个好像拱壳的加固体，用来加固掌子面前方的地层。随着绿色环保生态新技术的开展，减少对洞口围岩结构的扰动和地表生态环境的破坏，使得越来越多的隧道施工新技术应运而生[1]。
1超前支护浅埋暗挖技术原理
开挖工作主要集中在淤泥质粘土地层中，该土层的特点是高压缩性、高灵敏度、强度低，发生蠕动的可能性较大，开挖过程中自稳性能非常差，很容易造成塌方、地面沉降等施工事故，施工质量很难得到保障。因此，必须采取相应的措施进行加固。在此次施工过程中，选择注浆的方法来解决加固的问题。由于施工土层自稳性极差，普通的注浆方法很难起到保证性的加固效果。另外，在注浆范围内，注浆过程会扰动淤泥质土，该土层的强度就会被大幅度削弱，当注浆过程完成后淤泥质土中的压力就会消失，浆液固结和土体化学固结就能加强土体的强度，防止土体发生变形。但该注浆方法的弊端是土层固结有可能导致土体的沉降和位移。
浅埋暗挖技术主要用于第四纪软弱地层且围岩自承载能力相对较差的隧道工程，其技术上沿用了新奥法的基本原理，采用复合衬砌方式施工。波支隧道为偏压、浅埋软弱地层小间距隧道，隧道开挖前通过砌筑套拱，在洞口段外缘布设一环纵向钢管，通过钢管注浆和辅助施工措施加固围岩，提高围岩的自承载能力；采用超前支护浅埋暗挖技术开挖洞室，并通过架设钢支撑、挂网喷锚，形成柔性支护控制围岩变形，最终形成隧道结构[2]。
2超前支护工艺的选择分析
2.1超前大管棚支护
用于有较大地面集中荷载的超浅埋暗挖隧道施工中，对防止地面过度下沉和防止建筑物过大倾斜，效果明显。但管棚支护施工存在技术复杂，造价较高，钻机占用空间较大，需要管棚工作室，进度过慢，砂卵石地层施工困难等诸多缺点，因此本工程仅用于暗挖风道两端进洞部位，特别是西侧进洞段上方为城市主干道，覆土 5m 左右，中间埋有Ф2000mm 雨水管，Ф900mm 污水管。
2.2小导管超前注浆加固
此技术为应用较普遍的一种工艺，是在隧道周围形成一个加固圈，提高围岩的自稳能力，防止掘进中的坍塌和过大变形。它不需要大型机具设备，工艺简单，见效快，注浆加固只是起临时支护作用，只要满足开挖时地层不坍塌即可。因此在本暗挖工程全线拱部及侧壁，在非特殊地段掌子面封闭注浆均采用该措施[3]。
2.3袖阀管分层注浆
袖阀管注浆工法是劈裂注浆工法中最常用的和最有效的施工方法。与其他注浆施工法相比，具有以下特点：用于由于黏性土，增加土体的可灌性；将浆液限定在注浆区段的任一层范围内进行灌浆以达到分层注浆效果；可根据设计要求及施工情况在注浆区内某一地层或砂层反复注浆。采用单向阀，注浆可采用较大的注浆压力；钻孔、注浆可采取分组或并行操作方式，以提高工作效率。此工法虽有众多优点，但由于造价较高，一般仅用于普通工法难以实现预期效果的地层（如黏土层）及安全级别较高的特殊地段，本工程在隧道近距离通过雨污水管线的部位采用了此工法，以便灵活的根据管线位置控制注浆范围，达到分层注浆效果。
2.4自进式锚杆（迈式锚杆）
迈式注浆钻进锚杆具有钻、注、锚一体化的功能，是一种先进的锚固体系，能够保证复杂地质条件下的注浆效果。在抗弯、抗剪强度和表面黏结等方面明显优于截面相同的常规砂浆锚杆，本工程正是有效利用这一优点，在风道开挖架设格栅钢架时在每个洞室底角打设锁脚或侧壁张拉自进式锚杆，以控制格栅下沉和破除中隔壁后的侧壁收敛。
2.5垂直旋喷法注浆
旋喷注浆具有提高地层抗剪，改善土的变形性质，使在上部及侧向荷载的作用下不产生破坏和较大沉降的特点；具有施工噪声低，振动小，可用于任何软弱地层，可控制加固范围，设备较简单机械化程度高，速度快，效率高，用途广泛，成本低的优点。本工程在竖井马头门上方土体采用三重管旋喷加固，以提高大斷面进洞的安全系数。
3 浅埋暗挖隧道施工操作技术要点
后方围岩补强在后方未稳定区域，确定不能立即实施衬砌的段落，环向打入Φ42小导管作为注浆管，注浆管长度以5 m，间距为60 cm，采用1：1的水泥净浆，主要针对围岩裂隙及受塌方影响变形扰动的松散体。
地表竖向锚杆注浆先化验地表和隧道内的土石质特性，基本了解该种地质的特性，确定基本施工方法和工艺。其施工工艺流程为清理地表——测量定位——钻机就位——钻孔——钢管安装（注浆管加工）——制作止浆盘（挂钢筋网、喷混凝土）——钢管注浆（浆液配制）——封管——注浆效果检测。若检测不合格，则重新钻孔、定位，检测、调整钻孔位置。
注浆时，遵循从低处向高处、从外向内的原则，并由专人测读压力表的变化，防止堵管和注浆管脱管。在注内排孔时，视实际情况适当提高注浆压力。在达到预计注浆量后，即可换管另注。当发现未达到设计注浆量而压力达到预定值时，应进行原因分析，及时处理，使注浆量达到饱和后，才能换管另注。发生窜管时，浆液会从其他管中冒出，应马上停止注浆，并尽早补注，否则要补充钻孔。
注浆施工中应特别注意加强以下检查：（1）浆液的浓度、胶凝时间应符合设计要求，不得随意改变。（2）检查泵及孔口注浆压力有无变化，发现问题，应及时处理。（3）单孔注浆结束后应达到注浆设计终压，浆液注入量应达到计算值的80%以上。（4）全段注浆结束时，所有注浆孔均应符合单孔结束条件，无漏注情况。
在对淤泥质黏土地层土质的隧道实施开挖的工程中，在正式开挖前，采用的超前预注浆来对淤泥质黏土进行加固具有很强的操作性，可以有效的完成软流塑地层的加固作业，避免了施工时洞内涌泥的问题，有效的降低了地面沉降和隧道周边变形等安全隐患。对于软弱土地层，由于地层透水性差，有时渗透注浆或压密注浆都难以达到理想效果，而劈裂注浆可利用其液压在地层中产生劈裂孔隙，改善地层的可注性，从而达到注浆加固的要求；同时，超前小导管辅助大管棚有效的控制围岩开挖时的变形，为即时有效初期支护提供了有效保障，确保了施工的安全，保证了施工的顺利进行。
结论
为了获得更好的加固效果，在注浆的过程中，施工人员要充分了解施工场地的土层条件、注浆孔布置、凝胶时间等现场施工条件。在进行施工设计时，要注重理论与实际的结合；在施工过程中，要做好相关的施工管理和现场监督工作，尤其要注意注浆过程中一些参数（如注浆压力、注浆速率和注浆量）的设定，在施工时，要根据实际的施工情况不断对这些参数进行调整。
参考文献：
[1]王春华.超前支护浅埋暗挖技术在小间距隧道中的应用[J].施工技术，2013，01：101-104.
[2]朱建勋.浅埋暗挖隧道的注浆加固施工技术探索[J].中国新技术新产品，2013，02：36-37.
[3]李伟.城市浅埋暗挖隧道CRD法施工技术探析[J].河南科技，2013，10：142-143.
[4]李伟.城市浅埋暗挖隧道CRD法施工技术探析[J].河南科技，2013，10：322-323.
[5]刘鑫.浅埋暗挖隧道施工安全质量控制措施[J].技术与市场，2013，07：120+122.
关键词：超前支护；浅埋暗挖；隧道施工
在隧道施工中，由于隧道开挖后初期支护的时间长于其自稳时间，所以为了保证掌子面及围岩的稳定，应在隧道开挖之前进行超前预支护即在掌子面前方的地层中，沿隧道的横断面设置一个好像拱壳的加固体，用来加固掌子面前方的地层。随着绿色环保生态新技术的开展，减少对洞口围岩结构的扰动和地表生态环境的破坏，使得越来越多的隧道施工新技术应运而生[1]。
1超前支护浅埋暗挖技术原理
开挖工作主要集中在淤泥质粘土地层中，该土层的特点是高压缩性、高灵敏度、强度低，发生蠕动的可能性较大，开挖过程中自稳性能非常差，很容易造成塌方、地面沉降等施工事故，施工质量很难得到保障。因此，必须采取相应的措施进行加固。在此次施工过程中，选择注浆的方法来解决加固的问题。由于施工土层自稳性极差，普通的注浆方法很难起到保证性的加固效果。另外，在注浆范围内，注浆过程会扰动淤泥质土，该土层的强度就会被大幅度削弱，当注浆过程完成后淤泥质土中的压力就会消失，浆液固结和土体化学固结就能加强土体的强度，防止土体发生变形。但该注浆方法的弊端是土层固结有可能导致土体的沉降和位移。
浅埋暗挖技术主要用于第四纪软弱地层且围岩自承载能力相对较差的隧道工程，其技术上沿用了新奥法的基本原理，采用复合衬砌方式施工。波支隧道为偏压、浅埋软弱地层小间距隧道，隧道开挖前通过砌筑套拱，在洞口段外缘布设一环纵向钢管，通过钢管注浆和辅助施工措施加固围岩，提高围岩的自承载能力；采用超前支护浅埋暗挖技术开挖洞室，并通过架设钢支撑、挂网喷锚，形成柔性支护控制围岩变形，最终形成隧道结构[2]。
2超前支护工艺的选择分析
2.1超前大管棚支护
用于有较大地面集中荷载的超浅埋暗挖隧道施工中，对防止地面过度下沉和防止建筑物过大倾斜，效果明显。但管棚支护施工存在技术复杂，造价较高，钻机占用空间较大，需要管棚工作室，进度过慢，砂卵石地层施工困难等诸多缺点，因此本工程仅用于暗挖风道两端进洞部位，特别是西侧进洞段上方为城市主干道，覆土 5m 左右，中间埋有Ф2000mm 雨水管，Ф900mm 污水管。
2.2小导管超前注浆加固
此技术为应用较普遍的一种工艺，是在隧道周围形成一个加固圈，提高围岩的自稳能力，防止掘进中的坍塌和过大变形。它不需要大型机具设备，工艺简单，见效快，注浆加固只是起临时支护作用，只要满足开挖时地层不坍塌即可。因此在本暗挖工程全线拱部及侧壁，在非特殊地段掌子面封闭注浆均采用该措施[3]。
2.3袖阀管分层注浆
袖阀管注浆工法是劈裂注浆工法中最常用的和最有效的施工方法。与其他注浆施工法相比，具有以下特点：用于由于黏性土，增加土体的可灌性；将浆液限定在注浆区段的任一层范围内进行灌浆以达到分层注浆效果；可根据设计要求及施工情况在注浆区内某一地层或砂层反复注浆。采用单向阀，注浆可采用较大的注浆压力；钻孔、注浆可采取分组或并行操作方式，以提高工作效率。此工法虽有众多优点，但由于造价较高，一般仅用于普通工法难以实现预期效果的地层（如黏土层）及安全级别较高的特殊地段，本工程在隧道近距离通过雨污水管线的部位采用了此工法，以便灵活的根据管线位置控制注浆范围，达到分层注浆效果。
2.4自进式锚杆（迈式锚杆）
迈式注浆钻进锚杆具有钻、注、锚一体化的功能，是一种先进的锚固体系，能够保证复杂地质条件下的注浆效果。在抗弯、抗剪强度和表面黏结等方面明显优于截面相同的常规砂浆锚杆，本工程正是有效利用这一优点，在风道开挖架设格栅钢架时在每个洞室底角打设锁脚或侧壁张拉自进式锚杆，以控制格栅下沉和破除中隔壁后的侧壁收敛。
2.5垂直旋喷法注浆
旋喷注浆具有提高地层抗剪，改善土的变形性质，使在上部及侧向荷载的作用下不产生破坏和较大沉降的特点；具有施工噪声低，振动小，可用于任何软弱地层，可控制加固范围，设备较简单机械化程度高，速度快，效率高，用途广泛，成本低的优点。本工程在竖井马头门上方土体采用三重管旋喷加固，以提高大斷面进洞的安全系数。
3 浅埋暗挖隧道施工操作技术要点
后方围岩补强在后方未稳定区域，确定不能立即实施衬砌的段落，环向打入Φ42小导管作为注浆管，注浆管长度以5 m，间距为60 cm，采用1：1的水泥净浆，主要针对围岩裂隙及受塌方影响变形扰动的松散体。
地表竖向锚杆注浆先化验地表和隧道内的土石质特性，基本了解该种地质的特性，确定基本施工方法和工艺。其施工工艺流程为清理地表——测量定位——钻机就位——钻孔——钢管安装（注浆管加工）——制作止浆盘（挂钢筋网、喷混凝土）——钢管注浆（浆液配制）——封管——注浆效果检测。若检测不合格，则重新钻孔、定位，检测、调整钻孔位置。
注浆时，遵循从低处向高处、从外向内的原则，并由专人测读压力表的变化，防止堵管和注浆管脱管。在注内排孔时，视实际情况适当提高注浆压力。在达到预计注浆量后，即可换管另注。当发现未达到设计注浆量而压力达到预定值时，应进行原因分析，及时处理，使注浆量达到饱和后，才能换管另注。发生窜管时，浆液会从其他管中冒出，应马上停止注浆，并尽早补注，否则要补充钻孔。
注浆施工中应特别注意加强以下检查：（1）浆液的浓度、胶凝时间应符合设计要求，不得随意改变。（2）检查泵及孔口注浆压力有无变化，发现问题，应及时处理。（3）单孔注浆结束后应达到注浆设计终压，浆液注入量应达到计算值的80%以上。（4）全段注浆结束时，所有注浆孔均应符合单孔结束条件，无漏注情况。
在对淤泥质黏土地层土质的隧道实施开挖的工程中，在正式开挖前，采用的超前预注浆来对淤泥质黏土进行加固具有很强的操作性，可以有效的完成软流塑地层的加固作业，避免了施工时洞内涌泥的问题，有效的降低了地面沉降和隧道周边变形等安全隐患。对于软弱土地层，由于地层透水性差，有时渗透注浆或压密注浆都难以达到理想效果，而劈裂注浆可利用其液压在地层中产生劈裂孔隙，改善地层的可注性，从而达到注浆加固的要求；同时，超前小导管辅助大管棚有效的控制围岩开挖时的变形，为即时有效初期支护提供了有效保障，确保了施工的安全，保证了施工的顺利进行。
结论
为了获得更好的加固效果，在注浆的过程中，施工人员要充分了解施工场地的土层条件、注浆孔布置、凝胶时间等现场施工条件。在进行施工设计时，要注重理论与实际的结合；在施工过程中，要做好相关的施工管理和现场监督工作，尤其要注意注浆过程中一些参数（如注浆压力、注浆速率和注浆量）的设定，在施工时，要根据实际的施工情况不断对这些参数进行调整。
参考文献：
[1]王春华.超前支护浅埋暗挖技术在小间距隧道中的应用[J].施工技术，2013，01：101-104.
[2]朱建勋.浅埋暗挖隧道的注浆加固施工技术探索[J].中国新技术新产品，2013，02：36-37.
[3]李伟.城市浅埋暗挖隧道CRD法施工技术探析[J].河南科技，2013，10：142-143.
[4]李伟.城市浅埋暗挖隧道CRD法施工技术探析[J].河南科技，2013，10：322-323.
[5]刘鑫.浅埋暗挖隧道施工安全质量控制措施[J].技术与市场，2013，07：120+122.