摘 要：本文详细介绍了盖挖法在浅埋偏压隧道工程中的成功应用，井根据实际情况总结出浅埋偏压隧道的施工技术和施工工艺．
关键词：浅埋偏压隧道 施工 方案 措施
1 工程概况
三断岭1号隧道是广东省梅(州)河(源)高速公路的重点控制工程，隧道右线K25+420一K25+470段地表有一冲沟，覆盖层薄，埋深浅，其中K25+435、K25+440断面隧道埋深分别为30cm、50cm，且处于严重偏压状态。穿越地层为强风化粉细砂岩，松散结构，遇水软化。洞顶易产生大规模坍塌和侧壁失稳。围岩VP=1.6km／s，属II类围岩．如何安全通过浅埋偏压段成为全线关注的焦点。
2 施工方案
为了确保该段隧道结构及施工安全，拟采用以下三种方案：A、设置档土墙进行地表回填，然后开挖方案；B、在浅埋偏压段开挖路堑施作明洞方案；C、设置偏压墙加盖、护拱方案，D、盖挖方案．对于A方案，由于该处浅埋偏压为一冲沟，纵、横向自然坡度较陡(35°一40°)，回填工程量不仅大，而且需要增加运料便道，另外回填对冲沟以及地表排水不利，对于B方案，除了增加开挖面的边仰坡防护外，隧道开挖与明洞段的施工排水非常不利，C方案偏压墙加盖、护拱暗挖方案，原则上避开前两方案的缺陷，但施工工艺相对要求较高，特别是靠山体一侧护拱脚需要细致处理，犹如在微型钢花管上置底粱，施工稍有不慎，后期隧道开挖则会出现护拱倾覆、塌落现象．综合考虑上述各个方案的优缺点，根据本工程的特点，决定采用地表竖向注浆预加固并设置钢筋混凝土盖板方案，即盖挖方案。具体施工方案简述如下：
2.1 加固范围
通过工程类比以及本段隧道的地形、地质条件，确定该地表竖向注浆预加固的范围为K25+420--K25+470，长50m，横向范围按隧道开挖中线左侧20m，右侧14m计。施作钢筋混凝土盖板纵向范围为K25+425--K25+460.5，长35.5m。
2.2竖向钢管注浆设计
a．钢管直径为89mm，壁厚为5mm，间距为150*150cm和200*200cm，梅花形分片区布置。
b．钢管按盖板范围分为I类管和Ⅱ类管：I类管布置于钢筋混凝土盖板范围以外，管口设置C20混凝土止浆塞，尺寸为60*60*30cm。管口高出止浆塞顶面30cm．止浆塞底面以下150cm范围以内管身不设钻眼，注浆段管身按梅花形间距钻孔，孔径6mm，孔距30cm。II类管布置于钢筋混凝土盖板范围以内，管口高出盖板顶面30cm，盖板顶面以下150cm范围以内管身不钻孔，注浆段管身按梅花形布孔，孔距3cm，孔径6mm。
c．钢管打入深度分段进行控制
隧道开挖轮廓线以外范围：K25+420一K25+425段打入深度按抑拱开挖线底线以下100cm；K25+F425-K25+465段打入深度按仰拱开挖底线以下200cm，右侧按仰拱开挖底线以下100cm；K25+465--K25+470段打入深度按仰供开挖底线以下lOOcm~同时根据钻芯情况，管底应按进入弱风化岩层l00cm或最深不得超过仰拱开挖线底线以下450cm。
隧道开挖轮廓线以内范围：K25+420一K25+470隧道范围内打入深度至隧道圆心水平
线。
d．注浆采用少量双液浆封堵地表处止浆塞口或按照管口一注水泥浆液一双液浆封口的程序。注水泥浆初压为1MPa，终压应稳定在2MPa，采用水灰比0.45—1.2。双液注浆水玻璃浓度为29—35Be，水泥浆与水玻璃浆的体积比1：0.5—1：1。
2.3 钢筋混凝土盖板施工
a．混凝土标号采用C25，厚度为50cm
b．纵、横向钢筋采用直径20，间距每米5根，并与钢花管露出段通过三角筋焊接牢固：盖板边缘架立筋采用直径8；
c．盖板浇注时，应预留排气孔进行有效封堵。
3 施工方法及施T顺序
3.1 钻孔
准确定位钢花管孔位及孔深。根据设计图进行测量放样，首先实测每个孔位的孔口标高，再根据设计孔底标高计算钻孔深度，最后依据混凝土的厚度和钢管高出混凝土顶面30cm的原则确定钢花管长度。确认后的钻孔深度及钢花管长度进行施工。为了防止出现钻孔深度与钢管长度出现交叉错误，测量孔位时，按同一里程自山上向山下编号，在孔位上钉木桩并写上孔号，同时．在钢管加工厂一一对应挂标签，安装钢管时对号入孔，确保无误。
采用8台XY—100型钻机钻孔。由于施工场地位于高陡边坡上，为了保障施工安全，确保施工质量和施工进度，钻孔的总体施工安排是；“由上向下，由两头向中间”．即钻机首先搬运至施工范围的两端，并由偏压侧最高点向下布置，从梅州端和河源端同时向中间推进，每台钻机一次施工两排，先施工偏压一侧的钻孔，然后施工另一排钻孔．详见钻孔施工顺序示意图．钻孔采用小循环钻进施工方法，终孔孔径为直径130mm．钻至设计标高后，需对孔内泥浆进行洗孔，然后下入钢花管。
3.2 钢花管人孔安装
安装钢花管分为两类，一类为混凝土盖板以外的部分，钢管高出地面或止浆塞顶面30cm另一部分为混凝土盖板以内的部分，钢管高出混凝土顶面30cm。
由于山坡地表不平整，加之钻孔时开挖钻机平台，导致孔口标高不一，故钢花管高出地面的具体长度要根据现场实际情况确定。
3.3 认真做好各项施工记录
钻机机长要做好钻孔班报表，由现场施工员签字，确认孔深、孔号无误后方可终孔下钢管。注浆要详细记录清楚每个孔、每个段次的注浆量、注浆压力、注浆时间，地表冒浆的位置、形状、冒浆量大小。
图1 钻孔施工顺序示意图
3.4 工地设专职质检员
专职质检员负责检查督促钻孔孔径、孔深，钢花管长度，焊接质量，胶带密封质量，注浆配合比、注浆压力、注浆量等要满足设计要求．
3.5建立注浆站
使用高压注浆专用设备注水泥浆，在山坡脚平坦地段设注浆站，集中安装注浆泵，注浆泵型号为3SNS和BW—150型，用高压注浆管向施工点输送浆液，孔口与注浆站使用对讲机进行联系．用42.5R水泥制作净水泥浆，水泥浆配合比为水泥；水；1：0.8—1：1.2。采用灰浆搅拌机搅拌，先倒水，然后边搅拌边加水泥．搅拌均匀并经过滤网后倒入水泥浆池，并不停的搅动，避免水泥浆沉淀离析。
3.6 注浆方法及注浆顺序
钢花管注浆的目的就是通过向孔内注入水泥浆，水泥浆在一定的压力下渗透到地层中，对地下裂缝、空隙进行充填、挤密、加固，从而改善土体的自身性质，增加土体强度．在钢花管群桩作用下，形成加筋土，对隧道的偏压起抵抗作用．因此，注浆工艺是这一工程措施中的关键环节。根据现场实验和经验总结，钢花管注浆方法是；在钢花管人孔时，用一根PVC软管随钢管伸入孔底，钢管下到孔底后，即进行第一次注浆。由于钻孔时孔底有残渣和水，水泥浆从孔底向上反向压浆，将残渣和水挤出孔外，使钢管与孔壁之间全部充填净水泥浆，从而保证钢管周围有一层水泥浆保护层，水泥浆凝固后便形成钢管水泥体复合群桩。一次注浆后，在管口设置止浆塞，其目的是防止浆液从管口部位冒浆．当第一次注浆后10—l4h，即进行二次劈裂注浆，使钻孔周围的水泥浆进一步扩容增大，同时充填第一次注浆产生的收缩空隙，再一次增加土体的强度，劈裂注浆达到设计压力后即封孔。
3.7 注浆顺序
注浆顺序“先周围，后中间”，“间隔跳孔注浆”．其中有混凝土盖板部分的I类孔，在施工盖板前也要进行二次注浆。
3.8 注浆压力
一次注浆为常压，二次劈裂注浆压力1MPa左右．注浆压力与注浆量通常呈反向变化，即注浆压力大时，表明地层密实度高，注浆量则小；反之，地层松散时，注浆压力小，而注浆量大。
图2 现场注浆示意图
当注浆压力始终在0.5MPa以下且注浆量异常时，要暂停注浆，查明原因再确定是否继续注浆。施工工艺流程框图如图3。
4 方案实施效果
从2004年3月11日开始钻孔，到4月20日完成钻孔，4月25日全部完成钢花管注浆，共计完成钻孔273个；总钻孔5460m．钻孔及注浆完工后，紧接着进行混凝土盖板施工，河源端第一段于2004年5月3日浇注完成，5月8日开始恢复洞内开挖(里程为K25+478)，到6月12日止，已顺利完成浅埋偏压段的开挖。开挖过程中掌子面局部可见地表混凝土盖板底，但没有发生坍塌现象．监控量测也表明洞内收敛变形正常，混凝土盖板没有出现异常情况，地表亦未发现异常裂缝及变形迹象．实践表明，钢花管注浆与混凝土盖板(盖挖法)方案是成功的，浅埋段地表预加固处理达到了预期目的。
5 体 会
a．注浆前要先进行注浆试验，试验孔按三角形布置，详细记录浆液扩散半径、注浆量等参数。
b．一次注浆后方可作止浆塞，以免先作了止浆塞后将泥浆污水堵入孔内，影响注浆效果。
c．I、II类桩成孔后就应马上进行一次注浆，下钢管时PVC管同时下至孔底，将泥浆排除孔口外(反向注浆)，确保管内是纯水泥浆。
d．II类管在施作混凝土盖板之前也要进行二次劈裂注浆，若待混凝土盖板施工完后再进行二次劈裂注浆，则一次注浆与二次劈裂注浆的时间间隔太长(15—20d)，劈裂效果差或者无法劈裂(一次注浆与二次劈裂注浆的最佳时间间隔一般不超过24h)。
e. 钢管注浆顺序严格按照由外向内，即先I类管后II类管注浆。
图3 施工工艺流程框图
参考文献
1 华杰工程咨询有限公司．三断岭1号隧道浅埋及偏压段施工田．2004．3
2 何林生，王明年．复杂地质条件下公路隧道施工方法．1999．7
3 黄成光，于敦荣．公路隧道施工．北京；人民交通出版社，2001．8
(程新军)
