汪長偉

（中鐵十一局集團第五工程有限公司，重慶 400037）

0 引言

在施工技術不斷提高的背景下，大跨度隧道工程的數(shù)量逐年增加，其隧道的長度范圍超過1000m，具有一定施工難度，而且施工環(huán)境較為復雜，尤其是淺埋黏土層施工，容易出現(xiàn)各種問題，導致施工單位無法順利施工從而延誤工期造成較大的經(jīng)濟損失。基于此，在施工過程中，施工單位需采用先進的施工方法，對大跨度隧道進行開挖，增強結構的穩(wěn)定性，降低塌方風險。

1 大跨度隧道施工過程中存在的風險

在大跨度隧道施工中，淺埋黏土層可能會遇到各種困難，若是遇到塌方等情況，將會損壞施工設備，甚至造成大面積的人員傷亡，從而延誤工期，使施工單位遭受巨大的經(jīng)濟損失。黏土層作為主要施工環(huán)節(jié)之一，對施工強度具有一定要求，在開挖過程中，圍巖的穩(wěn)定性較差，而且拱頂沉降將會出現(xiàn)較大波動，使隧道結構的安全性受到影響，若是遇到連續(xù)降雨天氣，容易出現(xiàn)地表塌陷的情況，從而形成塌腔如圖1 所示，直徑大約為5m 左右。同時，山體完整度較高，質地堅硬，雖然可以適應多種施工技術，但是具有復雜的內部結構，綜合性較低，若是遇到較大的外部應力，圍巖結構容易產(chǎn)生脫落的現(xiàn)象，因此需要加固處理圍巖，為工程按照計劃推進提供保障，特別注意的是，施工人員應當合理掌控操作時機，防止對施工作業(yè)產(chǎn)生影響[1]。

在淺埋施工段中，當使用機器設備進行掘進工作時，將會改變結構的內部應力，重新排列整體應力，而且在山體的各個部位將均勻分布應力，若是其承載能力較弱，在分壓時就會產(chǎn)生裂縫，圍巖出現(xiàn)大面積的裂痕。此外，使用機械設備在掘進時會產(chǎn)生振動，在外部作用下，增加了圍巖結構分散的概率，應當引起施工人員的充分重視，選擇適合的圍巖材料，分析其物理力學參數(shù)如表1 所示。

圖1 地表塌腔

表1 圍巖和支護結構物理力學參數(shù)

2 淺埋黏土層大跨度隧道施工技術分類

2.1 雙側壁導坑法

在淺埋段施工過程中，雙側壁導坑法是廣泛應用的施工方法之一，其施工工藝如圖2 所示，可以合理劃分大跨徑結構，將其分為小跨徑，為施工提供便利，通過將作業(yè)面劃分為若干個區(qū)域，將會極大程度提高施工效率，在施工時需要嚴格規(guī)范各個流程，主要包括以下幾點：①施工人員在開始施工前，需要做好準備工作，對圍巖結構進行支護處理，避免出現(xiàn)結構失穩(wěn)的現(xiàn)象，從而降低施工中存在的風險；②在施工過程中，需要對注漿的溫度與速度進行合理控制，選擇適合的振搗時機，為注漿質量提供有力保障，提高淺埋段的施工質量；③在注漿施工結束后，需要封閉現(xiàn)場，禁止人員進入，確保作業(yè)環(huán)境處于封閉狀態(tài)，可以對地質結構起到穩(wěn)定與保護的作用；④在測量環(huán)節(jié)中，需要嚴格按照規(guī)定標準，對施工結構進行調整，從而獲得準確的測量數(shù)據(jù)，為施工提供數(shù)據(jù)支持，確保工程順利進行，在規(guī)定期限內完成施工。

雙側壁導坑法的開挖斷面大，上面覆蓋著黏土層，洞口段的埋深較淺，需要合理劃分隧道斷面，為開挖工作的開展提供便利。在挖掘過程中，需要進行閉合成環(huán)，一般采用臨時支撐的方式，增強開挖過程中的安全性與穩(wěn)定性。在使用雙側壁導坑法時，需要確?？缍刃∮趯Э痈叨?，可以增強豎向荷載的承受能力，防止出現(xiàn)應力過于集中的情況[2]。

圖2 雙側壁導坑法

2.2 中洞法暗挖技術

在大跨度隧道施工中，施工人員可以采用中洞法暗挖技術，其主要施工原理是在中間部位開始施工，使用CRD 法和CD 法進行下道工序的施工，可以極大程度提高施工速度，增強施工中的安全性與穩(wěn)定性。在施工時需要規(guī)范化操作流程，主要包括以下幾點：①在對作業(yè)區(qū)域進行劃分時，需要合理控制模塊的大小，盡量縮短相鄰模塊之間的距離，形成若干個小模塊進行作業(yè)，可以為綜合管理提供便利，增強管理效果；②在豎向施工時，需要預留一定的邊坡，劃分出預留作業(yè)區(qū)域，確?；炷翝仓ぷ黜樌瓿?；③在縱向施工時，可以參考豎向施工，二者之間具有相似性，具體做法為事先預留錯位臺階，在銜接過程中利用臺階完成作業(yè)，使施工結構更加平穩(wěn)。

2.3 洞樁法

經(jīng)過研究人員的不懈努力，研發(fā)出洞樁法，與前兩種施工技術的不同之處在于，其應用原理是利用分離導洞，對隧道結構進行優(yōu)化，并且通過分析圍巖的現(xiàn)狀，可以事先進行支護處理，當穩(wěn)定圍巖結構后，才能開始下道工序，將會對隧道內部結構起到保護作用。從物理角度而言，洞樁法利用力學原理，在施工時不但可以降低對周邊的應力作用，防止對周邊環(huán)境造成影響，而且可以保護邊樁結構，為高效施工奠定基礎。需要注意的是，洞樁法與其余施工方法相比，需要消耗一定的施工時間，因此，當隧道工程的工期較短時，則不宜使用該方法。

2.4 平頂直墻暗挖技術

在隧道施工中，若是施工環(huán)境較為特殊，例如，建筑物不能被損壞，或者地下水位具有較大的波動范圍，可以采用平頂直墻暗挖技術，在淺埋段施工時，需要根據(jù)當?shù)氐氖┕きh(huán)境，選擇適合的位置，對注漿管進行預埋處理，之后需要測量結構的沉降量，當獲得的數(shù)值達到數(shù)毫米時，可以開始進行注漿施工，確保結構保持在規(guī)定范圍內。在施工中需要實時觀察情況，當發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)沉降現(xiàn)象時，應當二次進行注漿操作，可以提高結構的綜合性能，對結構起到穩(wěn)定作用。使用平頂直墻暗挖技術的優(yōu)點在于可以減少損害建筑物，在完成注漿操作后，將會減少沉降量，由此可見該方法具有較高的經(jīng)濟性與實用性，適合大力推廣。

3 淺埋黏土層大跨度隧道施工技術的要點

在開始施工前，需要做好前期準備工作，在施工前的半個月內，施工單位需要合理安排人員數(shù)量，在確保施工質量的基礎上，盡量降低施工中的成本，而且需要詳細清點施工材料，提前一個月內進入施工現(xiàn)場，對施工設備進行調試，確保后續(xù)工作順利開展[3]。

在隧道施工中，地表加固是重要的環(huán)節(jié)之一，施工需要嚴格按照操作規(guī)范進行作業(yè)，掌握施工中的要點，主要包括以下幾點：①在進行鉆孔工作與安裝鋼管工作時，可以采用42 鋼管進行注漿工作，其平均長為3.5m，壁厚為4mm，按照梅花形進行布置；②在澆筑混凝土時，當覆蓋層的厚度小于3m 時，需要根據(jù)現(xiàn)場情況，確定混凝土的厚度，將其控制在1.5m 內，而且可以將雙層鋼筋網(wǎng)片設置在混凝土內，確保連接具有良好的牢固性；③在完成混凝土澆筑工作后，需要進行地表注漿工作，由于沖溝巖層的滲水性較強，存在裂縫發(fā)育的情況，因此可以采用雙液注漿，其中水玻璃與水泥漿液的比例為1:1，波美度為35Be’，模數(shù)超過2.5 而低于3.0，在注漿過程中，可以增加適量的添加劑，從而對漿液的膠凝時間進行調整；④在施工中需要進行洞前超前支護操作，可以采用超前注漿管道，加固處理隧道內的結構，并且采用混凝土噴射施工技術，增強圍巖結構的穩(wěn)定性，在完成上述操作后，按照操作規(guī)范進行注漿，有利于增強整體施工質量，防止發(fā)生不規(guī)則沉降現(xiàn)象；⑤需要監(jiān)測隧道的安全性，檢查外觀形狀，確保安全施工。

4 結論

綜上所述，在淺埋黏土層大跨度隧道施工中存在安全風險，實踐中應采用先進的隧道施工技術，如雙側壁導坑法和中洞法暗挖技術，并且要優(yōu)化隧道內部結構，增強施工的安全性，提高施工效率，確保淺埋黏土層具有良好的建設效果，從而促進建筑行業(yè)的發(fā)展。