郭銳陽

中國中鐵隧道股份有限公司，河南 鄭州 450003

1 工程概況

夏茂隧道進口DK322+345～DK322+548段為淺埋偏壓段最大埋深僅約30m，隧道開挖凈寬14.92m，地表為坡殘積粉質(zhì)粘土，下伏為強風化黑云母變粒巖，巖石風化呈土狀，為V級圍巖，巖層向洞外傾斜，對洞口穩(wěn)定性不利，洞頂、洞身不穩(wěn)定，工程地質(zhì)條件差。該工程采取早進晚出的進洞方案，施工時采用雙側壁導坑法，以“早預報、預加固、短進尺、弱爆破強支護、勤量測、快封閉、緊襯砌”為原則，步步為營，穩(wěn)步前進。隧道橫斷面布置示意圖如圖1所示。

2 施工方法

2.1 長管棚導向墻

夏茂隧道洞口采用了“早進晚出”的原理進洞，盡量減少邊、仰坡的開挖，在明暗洞交界處掏槽施工，僅將導向墻的位置掏挖出。待長管棚施做完后，再將導向墻下方的巖土挖去，采用雙側壁導坑法開挖進洞。導向墻寬100cm，內(nèi)部采用兩榀I18工字鋼作為骨架，同時做為模板支撐；用C20混凝土將I18工字鋼一起澆注在混凝土中，澆注導向墻混凝土前，在I18工字鋼上預埋Ф140mm鋼管作為超前長管棚施工的定位、定向?qū)蚬堋?/p>

2.2 超前支護

本隧道洞口采用Ф108mm熱扎無縫鋼管長管棚注水泥單漿液進行超前支護，管棚長30m，每節(jié)長4～6m，以絲扣連接而成。管棚環(huán)向間距40cm，鋼花管和實鋼管交替布置，鋼管內(nèi)設置鋼筋籠，以增強管棚強度；管棚注漿終壓為2Mpa。

洞身地段采用Ф42超前小導管預注水泥單液漿進行超前支護，超前小導管與鋼架配合使用。導管長450cm，前端做成尖錐狀，縱向兩排的水平投影搭接長度不小于100cm，環(huán)向間距40cm，外插角5o～10o，注漿壓力為1.0Mpa。

2.3 雙側壁導坑開挖

待超前支護注漿強度達85%后，采用雙側壁導坑工法開挖。開挖外輪廓時，采用風鎬配合人工開挖，局部遇到堅石時，采用弱爆破將堅石震裂后用風鎬開挖，小型挖機清碴，自卸汽車運碴至棄碴場。開挖進尺控制在0.6～0.8m之間。開挖完成后及時初噴混凝土封閉掌子面及周邊圍巖，然后架立永久鋼架及臨時鋼架，安裝網(wǎng)片，施工鎖腳鋼管，復噴至設計厚度，然后進行下道循環(huán)施工。

2.4 圍巖量測

監(jiān)控量測是隧道施工的重要環(huán)節(jié)，對圍巖的監(jiān)控量測目的：1）掌握圍巖動態(tài)，對圍巖穩(wěn)定性作出評價；2）確定支護形式、支護參數(shù)和支護時間；3）了解支護結構、受力狀態(tài)和應力分布；4）評價支護結構的合理性和安全性。在施工中，通過對圍巖周邊收斂量測、拱頂下沉量測數(shù)據(jù)的分析，發(fā)現(xiàn)局部地段變形較快并出現(xiàn)細小裂縫，采取了加強支護措施，并及時施作仰拱，盡早進行襯砌，有效地避免了安全、質(zhì)量事故的發(fā)生。

2.5 初期支護

2.5.1 鋼架

永久支護：鋼架由I20a工字鋼、連接鋼板焊接成型，單元間由螺栓連接，鋼架現(xiàn)場預制，接頭處焊縫要嚴格按照鋼結構的有關要求進行，焊縫高度不小于6mm。鋼架縱向間距為0.6m（中對中）。臨時支護：中隔壁臨時鋼架及橫撐由I18輕型鋼、連接鋼板焊接成型，單元間由螺栓連接，接頭處焊接嚴格按照型鋼結構的有關要求進行，焊縫高度不小于6mm。鋼架縱向間距為0.6m（中至中），與永久性鋼架斷面位置保持一致。

2.5.2 連接筋

相鄰鋼架間采用φ22鋼筋連接，環(huán)向間距1.0m，斜向內(nèi)側布置，并焊接于鋼架內(nèi)翼緣處。

2.5.3 噴混凝土

永久支護：初期支護拱墻采用C25網(wǎng)噴混凝土，仰拱采用C25素噴混凝土，厚28cm。拱墻網(wǎng)噴混凝土中摻合成纖維，摻量為0.9kg/m3。鋼筋網(wǎng)采用環(huán)縱向為φ8鋼筋，鋼筋網(wǎng)格間距為20cm×20cm，網(wǎng)片加工成60cm×200cm尺寸。臨時支護：側壁采用C25素噴射混凝土，厚25cm。

2.5.4 系統(tǒng)錨桿

永久支護：拱部采用排氣裝置的注漿錨桿（φ25中空注漿錨桿），錨桿數(shù)量13根，錨桿長度4.0m；邊墻采用φ22砂漿錨桿，錨桿數(shù)量11根，錨桿長度L=4.0m。錨桿間距（環(huán)1.2m×縱1.0m）梅花形布置。臨時支護：臨時側壁采用φ22砂漿錨桿，錨桿長度2.5m，環(huán)縱間距1.2m×0.6m。每間隔3.0m采用φ25中空注漿錨桿作為超前支護，中空注漿錨桿長度為4.5m。

2.5.5 鎖腳鋼管

永久支護：鋼架在拱腳和墻中設置鎖腳鋼管定位，每處4根，采用φ50mm鎖腳鋼管，L=4.5m，壁厚3.5mm。臨時支護：側壁鋼架在拱腳處設置鎖腳鋼管定位，每處4根，采用φ50mm鎖腳鋼管，L=4.0m，壁厚3.5mm。

2.6 防排水

隧道防水措施主要通過防水卷材及模筑襯砌自防水的雙重作用避免地下水從混凝土表面滲入，其抗?jié)B等級為P8。拱墻環(huán)向施工縫采用外貼式止水帶和中埋式遇水膨脹橡膠止水帶，仰拱僅設置中埋式止水帶；縱向施工縫處設置遇水膨脹止水膠；變形縫處設置緩膨型遇水膨脹橡膠止水帶。拱墻變形縫處襯砌外緣與防水板結合部位以聚硫密封膠封堵，襯砌內(nèi)緣3cm范圍內(nèi)以聚硫密封膠封堵，以外2cm范圍內(nèi)設置U型鍍鋅鋼板接水盒，其余空隙采用填縫料填塞密實。

防水板背后環(huán)向設置Φ50打孔波紋管，結合施工縫設置，縱向間距一般5～10m，地下水較大時，在地下水較大處增設1～2道；在隧道兩側邊墻墻腳外側兩道環(huán)向盲溝之間設置縱向Φ110打孔波紋管，每10m一段，每段縱向盲溝中間設Φ50PVC管泄水孔一處，接頭處均通過三通或彎頭連接；環(huán)向盲溝與縱向盲溝兩端均直接與隧道側溝連通，便于排水管路的維護。

排水采用側溝和中心管溝的形式，側溝主要匯集地下水，并將地下水引入中心管溝，同時起到沉淀和兼顧部分排水的作用，中心管溝主要用于排水。洞門頂部設置截水溝，截水溝中線距邊仰坡開挖線邊緣不小于5m。

2.7 襯砌

該段隧道處于淺埋偏壓段，設計上采用偏壓加強復合式襯砌，拱墻及仰拱均設置雙層鋼筋，混凝土為C35泵送混凝土，采用行走式全液壓襯砌臺車襯砌。

3 結論

在淺埋、偏壓及軟弱圍巖隧道施工中，由于施工技術運用或處理不當，經(jīng)常會造成較大面積的坍方，采用合適的施工技術是保證工程施工安全、成功的關鍵。

[1]TZ204-2008鐵路隧道工程施工技術指南.

[2]新建時速200-250公里客運專線鐵路設計暫行規(guī)定.