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摘要：千枚岩遇水呈流塑状，遇水容易坍塌，中交一公局第三工程有限公司承建的十天高速ST14标石坝隧道围岩主要以千枚岩为主，同时地形上存在偏压，且隧址区地下水丰富，给隧道施工带来一定困难。结合本隧道的施工，对浅埋偏压富水千枚岩隧道施工方法及存在问题进行相关阐述。
关键词：浅埋偏压富水；千枚岩；施工
1 工程概况
石坝隧道为一座左、右分离的四车道高速公路短隧道，俗语小净距隧道。隧道围岩主要为青灰色、浅灰绿色千枚岩、千枚状板岩，石坝隧道穿越的地层工程地质复杂，断层多，岩体性质变化大，围岩稳定性差，遇水极易软化，呈流塑状态。施工中多次出现掉块、坍塌现象。围岩划分依据《公路工程地质勘察规范》（JTJ064-98）、《公路隧道设计规范》（JTJD070-2004），考虑影响该隧道围岩稳定性的主要因素，该隧道围岩具体划分Ⅳ、Ⅴ两级，具体如下：
表1 石坝隧道围岩划分
路线 隧道长度（m） 围岩级别 长度 占隧道总长（%） 自稳能力
左线 492 Ⅳ 140 28.5 较差
Ⅴ 352 71.5 差
右线 472 Ⅳ 150 31.8 较差
Ⅴ 322 68.2 差
2 隧道工程地质简介
十天高速ST14标石坝隧道出口段洞顶岩体厚2～12m，为强风化岩石，岩石饱水软化，岩体呈镶嵌碎裂、极薄层状结构，受风化卸荷影响，岩体极破碎，拱顶基岩较薄，围岩自稳能力很差，洞顶易形成塌方，洞室位处地下水以下，地下水丰富，有渗水、线流及股流现象。洞顶有滑坡分布，洞顶距滑坡体面2～12m，滑坡稳定性差，安全穿越是隧道施工的难点，本文以十天高速ST14标工程实际为依托，简单阐述浅埋偏压富水千枚岩隧道施工方法。
3 施工方法
3.1环向注浆
由于隧道出口段围岩是强风化的千枚岩、千枚状板岩、块碎石土、粉质粘土，洞室位处地下水以下，有渗水、线流及股流现象。为了确保开挖过程安全，施工过程中先对洞顶采用洞内环向注浆，由于千枚岩遇水呈流塑状，单纯对洞顶注入水泥浆很难起到固结作用，且会导致洞顶小的坍塌，根据以往施工经验，决定采用环向小导管注浆采用水泥浆液（添加水泥重量5%的水玻璃），水玻璃水泥浆液具有快速凝固的特点，在浆液注入以后1个小时以内即可凝固，经试验，具体注浆参数如下：
1、水泥浆水灰比：1：1；
2、水玻璃浓度：35波美度，模数：2.4
3、注浆压力：0.5-2.5Mpa。
待试验确定之后，开始组织环向注浆，环向小导管按照斜插角45°安装，环向间距100cm，纵向间距1m，每根小导管注浆过程中严格控制注浆压力，确保浆液能深入围岩裂隙，能达到与围岩固结的目的。
3.2洞身开挖施工
3.2.1小净距隧道施工方法概述
小净距隧道围岩开挖采用上下台阶法和侧壁导坑组合法施工，施工时两主动掌子面应保持20m以上的距离，确保施工安全并减少后行隧道对先行隧道的爆破震动影响，正确安排双洞开挖、支护的间隔和顺序，有效控制两隧道之间由于净距较小引起的围岩变形，施工中要遵循“少扰动、快加固、勤测量、早封闭”的原则并确保中夹岩的稳定。为确保后行隧道开挖时先行隧道的安全，必须采用光面爆破技术，应将先行隧道衬砌处震动速度控制不大于15cm/s。小净距隧道有偏压时，双洞施工顺序按先开挖山外侧洞，后开挖山内侧洞进行。
施工过程中严格遵循“短进尺、少扰动、快加固、早成环、紧封闭、勤测量”的原则，V级围岩原则上采用人工开挖，左、右线掌子面严禁同时爆破开挖，先行开挖、支护的隧道中夹岩侧和后行开挖、支护的隧道必须采用光面爆破，且掏槽眼应远离中岩墙外150倍药包半径，V级围岩原则上采用人工开挖或小型机械，如需采用爆破则应采用微震爆破，控制先行洞爆破时最大临界震动速度V≤15cm/s，后行洞爆破在先行洞衬砌处最大临界震动速度V≤5cm/s，且施工中应减少对两洞中间夹岩扰动。Ⅳ级围岩左、右线掌子面严禁同时爆破开挖，先行开挖、支护的隧道中夹岩侧和后行开挖、支护的隧道必须采用光面爆破，且掏槽眼应远离中岩墙外150倍药包半径，施工应采用微震爆破，控制先行洞爆破时最大临界震动速度V≤15cm/s，后行洞爆破在先行洞衬砌处最大临界震动速度V≤10cm/s，且施工中应减少对两洞中间夹岩扰动。
3.2.2隧道出口段小净距段施工方法和顺序
图3 V级围岩小净距段施工方法和顺序
1、先行隧道超前支护，主要采用超前小导管或者管棚。
（1）超前小导管采用外径42mm，壁厚4mm，长300cm的热轧无缝钢管，环向间距约35～40cm，外插角控制在10～15度左右，尾端支撑于钢架上，小导管纵向至少保证1.0m的搭接长度。
（2）隧道出口段40m设置长管棚，通过注浆提高围岩自身承载能力，提高岩体承托能力，改善结构受力条件。管棚钢管采用Φ108*6mm热轧无缝钢管，环向间距40cm。钢管设置于衬砌拱部，仰角1～2°。考虑钻进中的下垂，钻孔过程中钻孔方向较钢管设计方向上偏1～2°，同时，为了方便钻孔结束后钢管安装，钻机钻杆直径较设计孔径大5～10mm。
隧道上台阶环形开挖（留核心土），由于围岩十分破碎，防止坍塌，所以控制台阶长度2m左右，且核心土尽量留大，剩余空间够工人施做初期支护即可。
Ⅰ、环形开挖完之后立即进行先行隧道上台阶拱部初期支护（安装锚杆、挂钢筋网、安装钢拱架、喷混凝土）及上台阶中夹岩加固锚杆。
2、先行隧道上台阶核心土开挖，台阶长度3～5m。
3、先行隧道下台阶开挖，先开挖靠近中夹岩侧，
Ⅱ、先行隧道下台阶初期支护（安装锚杆、挂钢筋网、安装钢拱架、喷混凝土），先进行中夹岩一侧初期支护施工（在下台阶开挖完之后立即进行施工），同时为了防止下台阶靠近中夹岩侧拱架变形，保證锁角处拱架受力，锁角锚杆采用小导管代替（视围岩情况而定）
Ⅲa、中间岩柱打设中夹岩加强锚杆。
Ⅲb、先行隧道仰拱一体浇筑、待仰拱形成强度后施作仰拱填充。
4、后行隧道超前支护，上台阶环形开挖（留核心土），台阶长度2m左右。
Ⅳ、后行隧道上台阶拱部初期支护（安装锚杆、挂钢筋网、安装钢拱架、喷混凝土）及上台阶中夹岩加固锚杆。
5、后行隧道上台阶核心土开挖，台阶长度3～5m。
6、后行隧道下台阶开挖，先开挖靠近中夹岩侧。
Ⅴ、后行隧道下台阶初期支护（安装锚杆、挂钢筋网、安装钢拱架、喷混凝土）。
Ⅵ、中间岩柱打设中夹岩加强锚杆。
Ⅶ、后行隧道仰拱一体浇筑、待仰拱形成强度后施作仰拱填充。
Ⅷ、敷设防水板、先行隧道全断面二次衬砌。
Ⅸ、敷设防水板、后行隧道全断面二次衬砌。
4 结束语
本文结合中交一公局第三工程有限公司十天高速ST14标石坝隧道施工，阐述了浅埋偏压富水千枚岩隧道施工方法及过程中注意问题，为类似施工提供参考借鉴。
关键词：浅埋偏压富水；千枚岩；施工
1 工程概况
石坝隧道为一座左、右分离的四车道高速公路短隧道，俗语小净距隧道。隧道围岩主要为青灰色、浅灰绿色千枚岩、千枚状板岩，石坝隧道穿越的地层工程地质复杂，断层多，岩体性质变化大，围岩稳定性差，遇水极易软化，呈流塑状态。施工中多次出现掉块、坍塌现象。围岩划分依据《公路工程地质勘察规范》（JTJ064-98）、《公路隧道设计规范》（JTJD070-2004），考虑影响该隧道围岩稳定性的主要因素，该隧道围岩具体划分Ⅳ、Ⅴ两级，具体如下：
表1 石坝隧道围岩划分
路线 隧道长度（m） 围岩级别 长度 占隧道总长（%） 自稳能力
左线 492 Ⅳ 140 28.5 较差
Ⅴ 352 71.5 差
右线 472 Ⅳ 150 31.8 较差
Ⅴ 322 68.2 差
2 隧道工程地质简介
十天高速ST14标石坝隧道出口段洞顶岩体厚2～12m，为强风化岩石，岩石饱水软化，岩体呈镶嵌碎裂、极薄层状结构，受风化卸荷影响，岩体极破碎，拱顶基岩较薄，围岩自稳能力很差，洞顶易形成塌方，洞室位处地下水以下，地下水丰富，有渗水、线流及股流现象。洞顶有滑坡分布，洞顶距滑坡体面2～12m，滑坡稳定性差，安全穿越是隧道施工的难点，本文以十天高速ST14标工程实际为依托，简单阐述浅埋偏压富水千枚岩隧道施工方法。
3 施工方法
3.1环向注浆
由于隧道出口段围岩是强风化的千枚岩、千枚状板岩、块碎石土、粉质粘土，洞室位处地下水以下，有渗水、线流及股流现象。为了确保开挖过程安全，施工过程中先对洞顶采用洞内环向注浆，由于千枚岩遇水呈流塑状，单纯对洞顶注入水泥浆很难起到固结作用，且会导致洞顶小的坍塌，根据以往施工经验，决定采用环向小导管注浆采用水泥浆液（添加水泥重量5%的水玻璃），水玻璃水泥浆液具有快速凝固的特点，在浆液注入以后1个小时以内即可凝固，经试验，具体注浆参数如下：
1、水泥浆水灰比：1：1；
2、水玻璃浓度：35波美度，模数：2.4
3、注浆压力：0.5-2.5Mpa。
待试验确定之后，开始组织环向注浆，环向小导管按照斜插角45°安装，环向间距100cm，纵向间距1m，每根小导管注浆过程中严格控制注浆压力，确保浆液能深入围岩裂隙，能达到与围岩固结的目的。
3.2洞身开挖施工
3.2.1小净距隧道施工方法概述
小净距隧道围岩开挖采用上下台阶法和侧壁导坑组合法施工，施工时两主动掌子面应保持20m以上的距离，确保施工安全并减少后行隧道对先行隧道的爆破震动影响，正确安排双洞开挖、支护的间隔和顺序，有效控制两隧道之间由于净距较小引起的围岩变形，施工中要遵循“少扰动、快加固、勤测量、早封闭”的原则并确保中夹岩的稳定。为确保后行隧道开挖时先行隧道的安全，必须采用光面爆破技术，应将先行隧道衬砌处震动速度控制不大于15cm/s。小净距隧道有偏压时，双洞施工顺序按先开挖山外侧洞，后开挖山内侧洞进行。
施工过程中严格遵循“短进尺、少扰动、快加固、早成环、紧封闭、勤测量”的原则，V级围岩原则上采用人工开挖，左、右线掌子面严禁同时爆破开挖，先行开挖、支护的隧道中夹岩侧和后行开挖、支护的隧道必须采用光面爆破，且掏槽眼应远离中岩墙外150倍药包半径，V级围岩原则上采用人工开挖或小型机械，如需采用爆破则应采用微震爆破，控制先行洞爆破时最大临界震动速度V≤15cm/s，后行洞爆破在先行洞衬砌处最大临界震动速度V≤5cm/s，且施工中应减少对两洞中间夹岩扰动。Ⅳ级围岩左、右线掌子面严禁同时爆破开挖，先行开挖、支护的隧道中夹岩侧和后行开挖、支护的隧道必须采用光面爆破，且掏槽眼应远离中岩墙外150倍药包半径，施工应采用微震爆破，控制先行洞爆破时最大临界震动速度V≤15cm/s，后行洞爆破在先行洞衬砌处最大临界震动速度V≤10cm/s，且施工中应减少对两洞中间夹岩扰动。
3.2.2隧道出口段小净距段施工方法和顺序
图3 V级围岩小净距段施工方法和顺序
1、先行隧道超前支护，主要采用超前小导管或者管棚。
（1）超前小导管采用外径42mm，壁厚4mm，长300cm的热轧无缝钢管，环向间距约35～40cm，外插角控制在10～15度左右，尾端支撑于钢架上，小导管纵向至少保证1.0m的搭接长度。
（2）隧道出口段40m设置长管棚，通过注浆提高围岩自身承载能力，提高岩体承托能力，改善结构受力条件。管棚钢管采用Φ108*6mm热轧无缝钢管，环向间距40cm。钢管设置于衬砌拱部，仰角1～2°。考虑钻进中的下垂，钻孔过程中钻孔方向较钢管设计方向上偏1～2°，同时，为了方便钻孔结束后钢管安装，钻机钻杆直径较设计孔径大5～10mm。
隧道上台阶环形开挖（留核心土），由于围岩十分破碎，防止坍塌，所以控制台阶长度2m左右，且核心土尽量留大，剩余空间够工人施做初期支护即可。
Ⅰ、环形开挖完之后立即进行先行隧道上台阶拱部初期支护（安装锚杆、挂钢筋网、安装钢拱架、喷混凝土）及上台阶中夹岩加固锚杆。
2、先行隧道上台阶核心土开挖，台阶长度3～5m。
3、先行隧道下台阶开挖，先开挖靠近中夹岩侧，
Ⅱ、先行隧道下台阶初期支护（安装锚杆、挂钢筋网、安装钢拱架、喷混凝土），先进行中夹岩一侧初期支护施工（在下台阶开挖完之后立即进行施工），同时为了防止下台阶靠近中夹岩侧拱架变形，保證锁角处拱架受力，锁角锚杆采用小导管代替（视围岩情况而定）
Ⅲa、中间岩柱打设中夹岩加强锚杆。
Ⅲb、先行隧道仰拱一体浇筑、待仰拱形成强度后施作仰拱填充。
4、后行隧道超前支护，上台阶环形开挖（留核心土），台阶长度2m左右。
Ⅳ、后行隧道上台阶拱部初期支护（安装锚杆、挂钢筋网、安装钢拱架、喷混凝土）及上台阶中夹岩加固锚杆。
5、后行隧道上台阶核心土开挖，台阶长度3～5m。
6、后行隧道下台阶开挖，先开挖靠近中夹岩侧。
Ⅴ、后行隧道下台阶初期支护（安装锚杆、挂钢筋网、安装钢拱架、喷混凝土）。
Ⅵ、中间岩柱打设中夹岩加强锚杆。
Ⅶ、后行隧道仰拱一体浇筑、待仰拱形成强度后施作仰拱填充。
Ⅷ、敷设防水板、先行隧道全断面二次衬砌。
Ⅸ、敷设防水板、后行隧道全断面二次衬砌。
4 结束语
本文结合中交一公局第三工程有限公司十天高速ST14标石坝隧道施工，阐述了浅埋偏压富水千枚岩隧道施工方法及过程中注意问题，为类似施工提供参考借鉴。