張玉印

【摘 要】 淺埋隧道圍巖自身承載能力很差，沉降控制難，影響因素多，施工中存在的問題多，結(jié)合云桂鐵路新蓮隧道撈魚河段施工案例，為解決施工中存在的問題，運用“淺埋暗挖”的理念，變明挖為暗挖，優(yōu)化施工方法，有效規(guī)避了外界影響因素，取得了較好的效果。

【關(guān)鍵詞】 淺埋暗挖 ?施工方法 ?措施

隨著鐵路建設(shè)技術(shù)的發(fā)展，施工難度越來越大，施工協(xié)調(diào)難度大，施工過程中會遇到種種影響，如何在施工中處理影響問題，根據(jù)現(xiàn)場的實際情況，優(yōu)化施工方法，有效規(guī)避影響因素顯得意義重大。

1 工程概況

新蓮隧道為雙線隧道，風險等級高，工期緊，進口里程D2K720+757，出口里程D2K733+600，全長12843米，其中DK732+170～DK732+310下穿撈魚河，拱頂埋深4.5m～6.5m，開挖斷面高12米，寬14.5米。

2 明挖施工方法

設(shè)計建議DK732+170～DK732+310段正洞采用明挖法施工，襯砌采用V級抗震I型明洞襯砌，采用全包防水，襯砌拱墻、仰拱設(shè)置全環(huán)防水板。

3 明挖施工方法的影響

撈魚河位于昆明市呈貢新區(qū)，屬國家重點水源保護區(qū)，水務和環(huán)保局均不同意明挖施工。地表植被主要為苗圃（約2萬多株），賠償費用無法達成一致，施工無法進行。地表管線密集，臨時改移或加強防護等手段得不到產(chǎn)權(quán)單位的認可，施工協(xié)調(diào)難度大，嚴重影響施工。

4 暗挖施工方法的風險

風險分析：通過對新蓮隧道下穿撈魚段的設(shè)計資料、地質(zhì)資料及施工條件進行分析，該段隧道施工的變形控制直接影響施工安全，其變形表現(xiàn)在三個方面：①超前預支護和預加固措施不完善，開挖引起的地層應力的改變，引發(fā)地表開裂變形，地表構(gòu)筑物的破壞;②開挖施工支護選擇不合理，造成坍塌變形;③二次襯砌未及時施作引發(fā)初期支護變形，造成坍塌變形。

5 施工方法及措施

適用淺埋隧道施工較多，應綜合考慮現(xiàn)場條件，選擇最安全、最經(jīng)濟的施工方案。施工遵循“管超前、嚴注漿、短進尺、強支護、早封閉、勤量測”的方針，重點應對防坍塌、地表沉降，快速通過的理念。

5.1 施工安排

撈魚河屬流量隨季節(jié)性變化，施工安排在旱季施工。加快各循環(huán)的時間，盡量縮短沉降變形的時間，避免初期支護變形，做到二襯緊跟施工。

5.2 超前預支護措施

隧道穿越段處于水源保護區(qū)，環(huán)境要求較高，地表加固措施不可行，采用洞內(nèi)加固措施。采用中管棚配合小導管進行超前加固，充分發(fā)揮中管棚的剛度及小導管施作便捷的特點，現(xiàn)場驗證加固的范圍為開挖輪廓線外形成厚度為0.5～1的加固層，施作時間較短，注漿采用雙液漿，能快速加固圍巖，對水源和苗木的污染小，有效控制地表沉降。

5.3 監(jiān)測預警

淺埋暗挖隧道監(jiān)測重點為隧道內(nèi)變形觀測、地表沉降觀測和結(jié)構(gòu)物的變形觀測。地表沉降量測點縱向間距為3m，橫向間距為3m，觀測范圍為隧道左右各30米。結(jié)構(gòu)物變形量測點設(shè)在結(jié)構(gòu)物的底部，間距為3m，觀測范圍為隧道左右各30米。洞內(nèi)監(jiān)控量測斷面間距按3m布設(shè)（確保于地表沉降觀測在同一斷面上），水平收斂量測斷面共3條測線，拱頂沉降點布置于隧道中線上。

5.4 開挖施工工藝的選擇

①地質(zhì)條件：隧道拱部穿越洪積層松軟土和細圓礫土，巖性軟，自穩(wěn)性差，其余部分穿越玄武巖弱～強風化層，巖體整體性差，自穩(wěn)性一般，有一定的承載能力。②開挖措施：淺埋段施工方法有：中隔墻法（CRD）法、雙側(cè)壁導坑法、臺階法加臨時仰拱。

（1）CRD法施工適用于大跨度、軟弱圍巖隧道分部開挖的施工方法的一種。CRD法一般分6部施工。各部開挖及支護自上而下步步成環(huán)，及時封閉，成環(huán)時間短，有效的減少收斂變形和下沉，在控制地面沉降和土體水平位移等方面優(yōu)于其他工法，但拆除中隔壁時風險較大;工序繁雜，施工速度較慢，費用高。（2）雙側(cè)壁導坑法一般將斷面分成四塊，充分利用側(cè)壁導坑臨時支撐的作用，導坑寬度不宜超過斷面最大跨度的三分之一，高度以到起拱線為宜，在開挖導坑時，盡量減少對圍巖的擾動，周邊輪廓圓順，避免應力集中，減少圍巖變形，但施工中應建立整套圍巖支護結(jié)構(gòu)監(jiān)控量測系統(tǒng)，進行信息化施工管理，隨時掌握施工過程的動態(tài)變化，合理安排，及時調(diào)整施工工藝。雙側(cè)壁導坑法施工擾動大，封閉的時間長，速度較慢，成本較高。臺階法加臨時仰拱施工是將大斷面劃分成三個小單元進行開挖，縮小開挖斷面;采用臨時仰拱使每個小單元及時封閉成環(huán)，形成環(huán)向受力，有效地發(fā)揮初期支護整體受力效果，有效阻止支護結(jié)構(gòu)變形。（3）臺階法加臨時仰拱施工臨時支護措施少，擾動小，施工中間變形幾乎不能完全阻止，但速度快，成本底。（4）結(jié)合地質(zhì)條件與施工措施間相互作用，對暗挖施工方法進行優(yōu)化。

隧道拱部為松軟土，自穩(wěn)性較差，圍巖的變形和地表沉降風險較大，可考慮CRD法的優(yōu)點。采用人工開挖的方法減小圍巖的擾動，在超前支護的保護下，快速進行支護，封閉開挖面。隧道拱部以下穿越玄武巖弱～強風化層，自穩(wěn)性較好圍巖的變形和地表沉降風險較小，可考慮臺階法加臨時仰拱法的優(yōu)點。機械配合人工開挖，利用圍巖自穩(wěn)性在該處施作臨時仰拱，根據(jù)量測數(shù)據(jù)加設(shè)臨時豎撐，使初期支護及時成環(huán)，防止變形。經(jīng)量測， 新蓮隧道下穿撈魚段拱頂日下沉最大值為1.6mm/d，最小值為0.3mm/d;水平收斂日最大值為2.8mm/d，最小值為1.3mm/d; 累計沉降量最大值為40mm。累計收斂最大值為72mm。從以上數(shù)據(jù)分析可知，該段圍巖變形穩(wěn)定、無異常。

采用以上施工措施，新蓮隧道下穿撈魚段施工避開雨季，共施工3個月，施工期間未發(fā)生安全和質(zhì)量問題。

6 效果分析

通過明挖改暗挖淺埋暗挖隧道施工采用多種輔助工法，超前支護，加固圍巖，改善部分圍巖的自承能力，不同的開挖方法及時支護、封閉成環(huán)，使其與圍巖共同作用形成聯(lián)合支護體系;在施工過程中應用監(jiān)控量測、信息反饋和優(yōu)化設(shè)計，實現(xiàn)少沉降、安全施工，并形成多種綜合配套技術(shù)。

7 結(jié)論

新蓮隧道下穿撈魚河段明挖施工較安全，施工速度較快，但受外界種種因素的影響無法實施，淺埋暗挖適用于松軟地層施工，與明挖法相比，具有拆遷少、占地少，不擾民、不干擾交通，施工靈活方便，有多種斷面形式適用不同的地層，解決了沉降問題，達到安全生產(chǎn)和連續(xù)施工的目的。

參考文獻：

[1]新蓮隧道設(shè)計圖[S].中國中鐵二院集團有限公司云掛線設(shè)計文件.

[2]高速鐵路施工技術(shù)指南[S].鐵建設(shè)【2010】241號.

[3]TB 10304—2009，J947—2009[S].隧道施工安全技術(shù)規(guī)程.

[4]雙線隧道輔助施工措施及施工工法[S].中國中鐵二院集團有限公司云掛線設(shè)計文件.

[5]TB 10121—2007，J721—2007[S].鐵路隧道監(jiān)控量測技術(shù)規(guī)程.endprint