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摘要：盖挖法施工工法在一些浅埋段，地质条件差的隧道施工中具有一定的优势，笔者以大田秋竹隧道工程实例来说明了盖挖法在浅埋段隧道施工中的方案比选、施工方法及监控量测，以供同类工程施工参考。
关键词：浅埋段盖挖法施工方法
引言：
盖挖法一般应用在浅埋围岩隧道中，相对于明挖、暗挖法其施工速度快，成本低，安全性高，能够在很大程度上保护了沿线生态环境等优点，在浅埋段隧道中得到较好的应用。
1、工程概况
秋竹隧道位于三明大田县鸭蛋山东侧，隧道设计为双洞双线方案，时速为60km/h，起止桩号为K0+200~K0+490，进口处为端墙式洞门，出口为削竹式洞门。出口在山谷V型冲沟中，地势左高右低，左侧山体陡峭，右侧仰坡山体覆盖较薄，最薄处埋深1.6米，存在明显的偏压，且地质较复杂，属于偏压浅埋小净距隧道。该区域有着较丰富的地下水，土体易软化，且自稳能力较差。
2、项目风险评估
秋竹隧道地质条件较差，属施工安全风险较高的偏压浅埋小净距隧道，为有效保证施工安全，项目部在隧道工程开工前根据隧道工程地质条件、地理环境、结构特点、施工规模等，按照交通运输部《公路工程施工安全技术规范》、《公路水运工程施工安全标准化指南》、《关于开展桥梁和隧道工程施工安全风险评估试行工作的通知》及隧道施工专项方案等相关法律法规及技术文件，对该隧道工程进行了详细认真的专项风险评估分析，用于指导后期秋竹隧道施工安全管理。评估的重点一是：基于隧道实际情况，按照《公路桥梁和隧道工程施工安全风险评估指南》的相关要求，构建与工程特点相适宜的风险评估体系；二是：按照项目实际情况，结合评估体系，制定适宜的分值；三是：构建评估等级，明确项目风险等级，并制定针对性的、科学化相应措施。
3、方案比选
该隧道洞口为Ⅴ级围岩，地质条件差，若采用明挖法施工，设计临时边坡坡率按1:1考虑，最大明挖宽度达60余米，开挖至路面深度最大达15.6米,开挖方量17000余方，碎石土回填10000余方，破坏树林及植被2000多m2，如采用明挖法施工，周期太长（至少4个月左右）且该地段深挖基坑很容易造成山体滑坡。
如用暗挖施工，由于最薄处埋深仅1.6米，而且随时都有塌方、冒顶的可能。而短进尺、强支护，必定要大量增加钢拱架、锚杆和喷射混凝土数量，而且进尺缓慢，必将影响工期。由此可见浅埋段隧道施工中盖挖法相对传统施工方法，在提高工程质量，保证施工安全，节省工程投资，加快工程进度和保护环境等方面有无可比拟的优越性。所以暗挖也不在考虑中。
盖挖法相比于明挖，因其开挖面和开挖深度小，既可避免大面积明挖对生态环境的破坏，又可确保边仰坡稳定，进而确保施工人员及建筑物的安全，同时减少了开挖量，缩短工期、减少投资。盖挖法相比浅埋暗挖，所需要的支护量少，工艺简单，投资省。
根据本项目隧道的自然条件、施工环境及地质情况等因素，项目管理人员及技术人员对隧道进口段施工进行了多种工法比较，决定采用盖挖法施工。
4、施工方法
4.1施工前准备
增设临时排水设施。结合实际地貌特征确定临时排水沟位置，将原地表水系通过临时水沟引走。并在洞口外侧在山体内打入三根φ108无缝钢管泄水孔，泄水孔长30米，将山体中的裂隙水集中引排至洞外。
4.2施工工序
具体施工顺序：现场核查→测量放线→洞口排水沟→套拱及管棚施作→预留洞内核心土形成土拱作为内模→拱架安装、钢筋的制安→盖拱混凝土浇筑→洞顶回填→洞内开挖。
图2工导向墙施工示意图
导向墙浇筑完拆模后。进行暗洞30m长管棚施工。采用钻头直径φ120mm钻机。开钻时，可低速低压，待成孔2.0m后可根据地质情况逐渐调整钻速及风压直至正常钻速。钻孔连续钻进、一次完成，成孔后及时顶进安装Φ108mm钢管。
钻进过程中严格控制管棚打设方向，测定钻头位置，作好钻进过程的原始记录，及时对孔口岩屑进行地质判断、描述,使其作为开挖洞身的地质预探预报，并作为指导洞身开挖的依据。
管棚钢管采用φ108×6mm热轧无缝钢管制作，采用内外丝扣连接。套筒钢管采用φ140×6mm热轧无缝钢管制作，长度300mm。钢花管四周按设计间距150mm钻φ10mm注浆孔；梅花形布置，尾部留150cm止浆段，并在管尾焊止浆阀，管头焊成圆锥形，便于入孔。钢管的长度应按9m、6m考虑，并交错布置，保证相邻管接头不在同一断面。
采用全孔压入式向大管棚内压注水泥液浆，水泥浆液水灰比（重量比）为1∶1，按先下后上，先稀后浓的原则注浆。注浆压力取0.5～3.0MPa，根据实际情况调整注浆参数。注浆结束后采用M10水泥砂浆充填钢管。
为防止长管棚浆液外漏，注浆结束后立即关闭止浆阀，确保洞口土体中的水泥浆液处在封闭状态。
4.4浅埋段盖拱施工
4.4.1钢拱架的安装
开挖前首先计算出盖拱开挖轮廓线。二衬内轮廓半径+二衬厚+防水层厚+预留沉降量即为盖拱开挖轮廓线。采用机械配合人工的形式从上到下分层拉槽开挖，机械开挖到轮廓线10cm～20cm时进行人工整修，修出准确的护拱轮廓。拱架安装前先定出中线，及控制钢拱架顶标高，避免净空不够的情况，采用自制吊模，内模平整圆顺吊模紧贴钢拱架但必须保证大于6cm保护层厚度，拱内设I25a工字钢，间距0.6m，采用双层Ф22钢筋间距1米连接，C25混凝土填充，厚度50cm。
钢拱架底脚设置I25a纵向托梁,与钢拱架焊接成为一体。后期钢拱架直接与托梁焊接；钢架底脚左右侧各设置4根Φ42mm、壁厚3.5mm、L=5m锁脚锚管，插入角度30～45°，采用“U”型钢筋将钢架与锚管焊接成为一体增加钢架的稳定。
图3钢架制作安装示意图
4.4.2钢筋制作与安装
两榀钢拱架连接成一个整体。进行第二与第三榀拱架连接时连接钢筋与前一排钢筋错开0.5m，呈梅花布设。焊接牢靠，严禁焊接过火、烧伤。安装前在钢拱架上标识处钢筋安装位置，严格控制钢筋安装高程(图3)。
4.4.3模板安装
采用自制吊模。内模由竹胶板结合Φ22钢筋围檩制作，采用焊接于钢架上的钢筋拉杆吊挂Φ22围檩钢筋，竹胶板紧贴钢拱架；外模采用5cm厚木板或散钢模拼装，采用环向钢筋抱箍，环向抱箍钢筋及围檩钢筋均按1.5m间距控制。
4.4.4盖拱混凝土浇筑
盖拱混凝土由拌合站集中拌制，混凝土运输车转运至现场，采用溜槽导流下卸入仓，人工采用软轴振捣器振捣密实。
混凝土灌筑前应对模板、钢筋、预留孔洞等进行检查，清除模板内杂物，方可灌筑混凝土。混凝土从低处向高处分层两侧对称连续灌筑，如必须间歇时，其间歇时间应尽量缩短，不得超过混凝土初凝时间。
4.4.5套拱段回填
混凝土强度达到70%且外模拆除完成后，于盖拱混凝土表面铺设一层防水卷材（即土工布+防水板），将盖拱整体遮盖，防止地表水下渗。防水层施工完成后方可进行回填施工。回填碎石土应对称分层进行，逐层夯填密实，两侧回填土面高差不得大于0.5m。每层回填虚土厚度不能大于30cm，采用小型振动夯实机夯实，压实度不得小于90%。回填土于套拱混凝土面平齐后顶部夯填50cm粘土做封水层，然后用30cm厚M7.5浆砌片石梯形水沟做为永久性排水进行铺砌，恢复原沟道的排水并汇入路基排水系统。
5、浅埋段洞内开挖施工
当套拱混凝土两侧回填完成后，洞内掌子面开始正常掘进，施工采用三台阶临时仰拱法+超前小导管工法进行。
6、超前地质预报
为保证浅埋地段施工安全，在加强监控测量的同时加强对地质情况的追踪勘察。采用地质雷达及围岩地质素描等措施为施工提供准确地质预报信息，及时进行数据信息处理分析，用于指导施工。
7、围岩监控量测
在山体边坡K0+490、K0+480、K0+470里程分别设置地表沉降观测点（图4）。观测点埋设范围为边坡开口线距离隧道拱顶开挖轮廓线的间距H与隧道开挖最大净空面尺寸B的和（埋设过程中要求埋设点位处于同一断面里程）。盖拱土方回填后地表每间隔5m为一个断面采取加密布点监控，洞内外监控点布置见暗洞围岩监控量测测点布置示意图（图5）。
周边收敛数回归分析图6
本月K0+480断面周边位移收敛最大变化速率为0.24mm/d，水平收敛累计为：5.01mm，平均变化速率为：0.08mm/d。周边收敛速率前期增大，到后期减小知道基本不变接近于0，累计变化量后期趋于稳定，直至无明显变化。
由监测数据显示隧道在施工过程中监测断面已经趋于稳定，累计变化量无明显变化，洞内外无异常现象，施工环境安全。
8、结论
实践表明，秋竹隧道采用盖挖法施工减少了开挖对山体的扰动，确保边坡及山体的稳定，回填反压减小了山体的偏压，有效地解决了浅埋段施工难度大、工程质量和安全难保证，工程进度慢等方面的问题，施工过程中未发生任何安全质量事故。可供类似工程参考。
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