導(dǎo)語：高速公路隧道施工處理技術(shù)探索一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：針對(duì)某高速公路隧道工程實(shí)際情況，分析了其軟巖大變形現(xiàn)象和產(chǎn)生原因，提出了相應(yīng)的施工處理技術(shù)，包括二次襯砌的崩裂處理技術(shù)與仰拱開裂處理技術(shù)，詳細(xì)闡述了基底與拱腳注漿加固、仰拱填充層鋼筋網(wǎng)加固的操作方法及需要注意的要點(diǎn)，可為類似高速公路隧道工程施工提供參考。

關(guān)鍵詞：高速公路隧道；軟巖；變形處理

由于漫長的地質(zhì)作用，巖石風(fēng)化強(qiáng)烈且節(jié)理裂隙發(fā)育，巖石承載力相對(duì)較低，在受到荷載作用后，將產(chǎn)生一定程度的變形現(xiàn)象。隧道施工過程中，除了要做好支護(hù)，還要加強(qiáng)監(jiān)測。若變形速率很快，已經(jīng)超出標(biāo)準(zhǔn)允許的范圍，必須引起重視，在明確變形成因的基礎(chǔ)上，采取有效的工程措施加以處理，以防止由于大變形而產(chǎn)生的各類事故。

1工程概況

某高速公路隧道工程施工中，將左線開挖到ZK150+527處，將仰拱開挖到ZK150+513處，將二襯施作到ZK150+480處后，初支沉降收斂明顯增大，并伴有開裂與掉塊且仰拱底鼓開裂現(xiàn)象（見圖1、圖2），同時(shí)通過深入檢查，還發(fā)現(xiàn)工字鋼產(chǎn)生了較大的彎曲變形，侵限可以達(dá)到18.7cm。同樣，右線也存在同樣的問題，只是侵限相對(duì)較小，為17.5cm左右。針對(duì)這一實(shí)際情況，有必要對(duì)支護(hù)方案予以加強(qiáng)，并要求全體現(xiàn)場人員嚴(yán)格執(zhí)行加強(qiáng)后的支護(hù)方案。現(xiàn)針對(duì)該高速公路隧道工程實(shí)際情況，對(duì)其軟巖大變形的施工處理技術(shù)作如下深入分析。

2軟巖大變形成因分析

為切實(shí)保證軟弱圍巖變形處理的有效性，必須確定引起大變形現(xiàn)象的主要原因。基于此，在進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)的基礎(chǔ)上，組織專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行深入調(diào)查，找出變形主要原因。經(jīng)調(diào)查，變形段落與所處巖層地質(zhì)條件有直接關(guān)系。根據(jù)隧道的詳勘資料，產(chǎn)生變形的區(qū)域，隧道頂部有一條河流從隧道上部通過，另外，圍巖節(jié)理裂隙較為發(fā)育，巖石破碎，巖石的成分主要為凝灰?guī)r，呈泥土狀。因區(qū)域地下水相對(duì)豐富，且凝灰?guī)r密實(shí)性較差，整個(gè)地層含水量大，地層飽水；隧道開挖施工中，開挖產(chǎn)生臨空面，受到巖土體自身荷載與擾動(dòng)作用后，拱頂容易產(chǎn)生擠壓變形、掉塊等現(xiàn)象。原本處于相對(duì)平衡狀態(tài)的泥土狀凝灰?guī)r，隨著地下水的流動(dòng)，強(qiáng)風(fēng)化泥土狀凝灰?guī)r將與水混合產(chǎn)生大量泥漿，不僅流動(dòng)性強(qiáng)，而且承載力低，導(dǎo)致已完成的初期支護(hù)產(chǎn)生明顯變形，導(dǎo)致之前完工的初期支護(hù)產(chǎn)生大變形[2]，進(jìn)而引發(fā)以上問題。

3施工處理

3.1二次襯砌崩裂處理

通過技術(shù)人員深入勘察與確認(rèn)，二次襯砌產(chǎn)生開裂的具體段落為：左線ZK150+440—ZK150+476、右線K150+445—K150+478，實(shí)際開裂情況嚴(yán)重，如圖3所示。針對(duì)二次襯砌崩裂具體情況，通過深入的研討，確定采取下列施工處理措施。（1）為了使施工處理能夠安全進(jìn)行，應(yīng)做好臨時(shí)支撐的設(shè)置，將臨時(shí)支撐設(shè)置好后，應(yīng)對(duì)其穩(wěn)定性進(jìn)行檢查確定，未經(jīng)檢查和檢查不合格的情況下不可開展現(xiàn)場處治。（2）通過小導(dǎo)管注漿實(shí)施加固處理，導(dǎo)管尺寸為：直徑×壁厚×整體長度=42mm×4mm×4500mm，提前配置注漿材料，注漿材料為水泥和水按照1∶1的比例混合而成的水泥漿，將其攪拌均勻后準(zhǔn)備使用。（3）在二襯兩側(cè)拱腳處設(shè)置雙排注漿鋼管樁，其中鋼管的尺寸為：直徑×壁厚×整體長度=108mm×6mm×4500mm（見圖4），按照100cm的縱向間隔距離進(jìn)行設(shè)置，將鋼管設(shè)置好后，向注漿設(shè)備中注入水泥漿，并對(duì)注漿設(shè)備各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，將初始和終止的注漿壓力分別調(diào)整為1.0MPa和2.0MPa，然后對(duì)鋼管和注漿設(shè)備進(jìn)行連接，將水泥漿液通過持續(xù)的注漿壓力壓入裂隙直至裂隙被水泥漿完全填滿，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)拱腳處的有效加固。（4）在注漿結(jié)束之后，應(yīng)通過對(duì)隧道圍巖監(jiān)控量測確定圍巖變形是否收斂并保持穩(wěn)定，確認(rèn)保持穩(wěn)定后對(duì)二次襯砌開裂較為嚴(yán)重的部分予以拆除，并對(duì)侵限處實(shí)施換拱，最后重新進(jìn)行初支施工與二襯施工。對(duì)于局部輕微裂縫，經(jīng)分析確認(rèn)不會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)自身承載力造成太大影響后，應(yīng)對(duì)裂縫實(shí)施連續(xù)監(jiān)測，若確認(rèn)裂縫不再發(fā)育，則可通過灌漿予以修補(bǔ)。

3.2仰拱開裂處理

針對(duì)該高速公路隧道[3]仰拱產(chǎn)生的裂縫，根據(jù)其產(chǎn)生位置與原因，分別采用以下三種處置方式。（1）針對(duì)隧道仰拱底部出現(xiàn)的干裂縫，采用基底注漿加固方式進(jìn)行處置，見圖5。經(jīng)調(diào)查可知隧道仰拱底部由于地下水相對(duì)豐富，承載力無法達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)生一定程度的不均勻沉降，使仰拱產(chǎn)生若干裂縫。此外，根據(jù)監(jiān)測結(jié)果還發(fā)現(xiàn)，受外部荷載持續(xù)作用，伴隨時(shí)間不斷推移沉降加重，導(dǎo)致裂縫發(fā)展。對(duì)此，可采用基底注漿加固的方法來處治。在仰拱基底插入若干鋼花管，其尺寸為：直徑×壁厚×整體長度=108mm×6mm×4500mm，以120cm×120cm的間距按梅花形布置。在鋼花管的連接處，應(yīng)通過焊接來固定。與此同時(shí)，按照1∶1的比例對(duì)水泥和水進(jìn)行混合攪拌，然后采用1.0MPa的初始?jí)毫?.0MPa的終止壓力進(jìn)行注漿。在注漿結(jié)束以后，還應(yīng)做好動(dòng)態(tài)監(jiān)測[4]。（2）針對(duì)隧道拱腳出現(xiàn)的不均勻沉降，采用拱腳注漿加固的方式進(jìn)行處置（見圖6）。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，由于拱腳長時(shí)間被水浸泡，拱腳處產(chǎn)生了大量虛渣并且圍巖因水的浸泡出現(xiàn)軟化現(xiàn)象，導(dǎo)致拱腳承載力無法滿足設(shè)計(jì)要求，產(chǎn)生了一定程度的不均勻沉降，使仰拱產(chǎn)生裂縫。通過對(duì)拱腳裂縫的檢測，發(fā)現(xiàn)裂縫有不斷發(fā)展的趨勢。對(duì)此，應(yīng)采用拱腳注漿方法進(jìn)行處治。在二襯仰拱處，每側(cè)都布置鋼花管，鋼花管的尺寸為：直徑×壁厚×整體長度=108mm×6mm×4500mm，按照120cm的縱向間距設(shè)置。經(jīng)檢查確定鋼花管的固定達(dá)到一定強(qiáng)度后，方可開始注漿。所用注漿材料及各項(xiàng)參數(shù)都與方案一相同。另外，對(duì)于拱腳被水浸泡的情況，應(yīng)采取專門的降水及防滲技術(shù)。開挖拱腳周圍含水率相對(duì)較高的部分，用混凝土將其填充密實(shí)，除了能增加強(qiáng)度，還能防止?jié)B水。在之后的連續(xù)監(jiān)測過程中，采用以上方法處治完成的拱腳沒有產(chǎn)生沉降[5]，而且仰拱處的裂縫也得到了有效解決。（3）針對(duì)隧道仰拱局部產(chǎn)生的輕微裂縫，采用仰拱填充層設(shè)置鋼筋網(wǎng)的方式進(jìn)行處置。通過連續(xù)監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)該裂縫并未繼續(xù)擴(kuò)張，而且不會(huì)影響到隧道結(jié)構(gòu)的自身穩(wěn)定性，對(duì)此可采用布設(shè)鋼筋網(wǎng)片的方式來處理。在施工前，應(yīng)將開裂處清理干凈，包括裂縫內(nèi)部與兩側(cè)存在的松動(dòng)碎石。然后以裂縫大小為依據(jù)，選擇適宜的鋼筋網(wǎng)片，鋼筋網(wǎng)片實(shí)際上是由直徑10mm的鋼筋通過焊接而成的，其間隔距離為20cm×20cm。鋼筋網(wǎng)片主要設(shè)置在填充層和調(diào)平層之間。將鋼筋網(wǎng)片布設(shè)好后，先進(jìn)行簡單的固定，防止在泥漿澆筑過程中產(chǎn)生位移。將鋼筋網(wǎng)片布設(shè)并固定好以后，在裂縫處灌注水泥漿。待泥漿與鋼筋網(wǎng)充分結(jié)合后，無論是在表面強(qiáng)度還是抗拉強(qiáng)度方面都有很好的表現(xiàn)，能提高仰拱整體穩(wěn)定性。

3.3施工管理與注意事項(xiàng)

軟弱圍巖會(huì)對(duì)施工質(zhì)量造成很大影響，若處治不到位，還會(huì)對(duì)現(xiàn)場作業(yè)人員安全造成很大的威脅。在該高速公路隧道的施工過程中，會(huì)遇到很多軟巖段，盡管在之前的施工過程中采取了一些支護(hù)措施，但因地質(zhì)條件較為復(fù)雜，尤其是在地下水位相對(duì)豐富的區(qū)域，會(huì)由于泡水等原因使拱腳與基底等處產(chǎn)生不均勻沉降現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致仰拱與二襯產(chǎn)生開裂。對(duì)于此類問題，現(xiàn)場技術(shù)人員要在明確其產(chǎn)生原因的基礎(chǔ)上，制訂科學(xué)合理且技術(shù)可行的綜合處治方案。在實(shí)際工作當(dāng)中，要將對(duì)軟巖變形現(xiàn)象監(jiān)測視作一項(xiàng)經(jīng)常性工作，并貫穿到整個(gè)開挖施工過程當(dāng)中。如圖7所示，隧道拱頂布置監(jiān)控測量點(diǎn)A、D、E。沉降曲線如圖8、圖9所示，經(jīng)過前文所采用的多種處置方案，監(jiān)控測量點(diǎn)A、D、E沉降曲線逐漸平緩，說明初支變形逐漸收斂直至穩(wěn)定，說明處置方案的正確性和實(shí)用性。監(jiān)控現(xiàn)場可預(yù)設(shè)一個(gè)最大變形值，若實(shí)際監(jiān)測結(jié)果超出這一最大變形值，則系統(tǒng)將自動(dòng)發(fā)出警報(bào)。此時(shí)現(xiàn)場全體人員可以在第一時(shí)間確定軟巖變形實(shí)際情況，并找出導(dǎo)致軟巖發(fā)生變形的具體原因，從而采取有效的加固措施。除此之外，在選擇具體固定方式和確定各項(xiàng)注漿技術(shù)參數(shù)的過程中，也應(yīng)切實(shí)加大管理力度。只有保證所選技術(shù)的科學(xué)性與合理性，才能有效減小或避免軟巖變形，將其對(duì)施工質(zhì)量和安全造成的影響都降至最低，使高速公路隧道建設(shè)順利完成，并達(dá)到預(yù)期的質(zhì)量目標(biāo)。

4結(jié)語

綜上所述，在高速公路建設(shè)規(guī)模日益擴(kuò)大的情況下，隧道建設(shè)過程中難免遇到一些復(fù)雜地質(zhì)，如軟弱圍巖等，對(duì)施工單位而言，不僅要加強(qiáng)前期支護(hù)，而且在后期也要加強(qiáng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測，保證在產(chǎn)生軟巖大變形之后，可以在第一時(shí)間得到高度重視，同時(shí)制訂相應(yīng)的處理方案，提高隧道結(jié)構(gòu)整體安全性和穩(wěn)定性。在該高速公路隧道施工中，對(duì)于軟巖大變形問題及時(shí)采取了上述處置措施，經(jīng)后期監(jiān)測未發(fā)現(xiàn)裂縫發(fā)育，很好地保證了隧道施工質(zhì)量及安全。

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作者：王健 單位：山西離隰高速公路有限公司