劉崇前

摘要：在我國的鐵路建設(shè)中，隧道的施工建設(shè)在整個(gè)工程項(xiàng)目中占據(jù)著非常重要的地位，而隧道的淺埋施工是施工的重點(diǎn)。文章根據(jù)工程實(shí)例，分析了隧道淺埋施工中的關(guān)鍵技術(shù)，為以后的施工提供了相應(yīng)的借鑒。

關(guān)鍵詞：淺埋隧道；關(guān)鍵施工技術(shù)；鐵路建設(shè)；工程項(xiàng)目；隧道工程 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：U455 文章編號：1009-2374（2017）05-0158-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.05.076

京福閩贛鐵路Ⅳ標(biāo)上梅隧道DK567+075～DK567+300為淺埋段，上梅隧道全長3824.5m，Ⅴ級圍巖占全隧36%，Ⅳ級圍巖占全隧24%，Ⅲ級圍巖占全隧40%，無Ⅱ級圍巖。其中DK567+075～DK567+300淺埋段成“V”字型沖溝，坡面陡峻，自然坡度約30°左右。且該段為淺埋、軟弱、富水圍巖，地質(zhì)復(fù)雜，最小埋深3.6m，最大埋深13m，主要巖性為全風(fēng)化云母石英片巖，遇水易坍塌，地下水發(fā)育，上升泉較多，地表為灌溉水田，坡面植被較為發(fā)育，該段也為全段的控制性工程之一。

1 施工難點(diǎn)分析

本隧道長且埋深淺，隧道開挖后容易出現(xiàn)坍塌。該隧道是本標(biāo)段的重點(diǎn)，工程的工期更是本標(biāo)段控制的難點(diǎn)，而其中的軟流塑狀淤泥質(zhì)黏土是控制中的難點(diǎn)，因?yàn)槠渚哂懈哽`敏度、高壓縮性以及強(qiáng)度低和容易蠕動的特點(diǎn)，在開挖之后穩(wěn)定性較差，造成地面坍塌、沉降，所以在軟流塑地層暗挖隧道施工難點(diǎn)主要表現(xiàn)為：（1）在施工中，由于土體中存在地下水，因此容易出現(xiàn)地下水流失；（2）地面出現(xiàn)坍塌、沉降，對施工產(chǎn)生影響；（3）因地質(zhì)不穩(wěn)定性，隧道上層覆土?。▋H3.6m），不能形成有效的承載拱，嚴(yán)重時(shí)可能出現(xiàn)涌泥的現(xiàn)象，使施工無法正常地進(jìn)行。

在本段施工過程中進(jìn)度緩慢，施工周期性長，給隧道施工帶來了較大的困難，如何快速、安全通過淺埋、軟弱、富水圍巖隧道是本工程攻關(guān)的重難點(diǎn)之一。

2 淺埋段施工方法

2.1 淺埋段施工前的準(zhǔn)備

在進(jìn)行淺埋段的施工前，所有參與施工的相關(guān)部門人員必須對其地貌、地物等進(jìn)行實(shí)地的勘查，將所出的結(jié)果與設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行相應(yīng)的比對，將存在的相應(yīng)技術(shù)問題解決處理，組織測量人員對該淺埋段進(jìn)行地形測繪，繪制地形圖，并且對參加的施工人員進(jìn)行技術(shù)交底和培訓(xùn)。

2.2 隧道洞外施工

2.2.1 清表。通過施工放樣，對DK567+075～DK567+180段采用地表注漿加固措施，對DK567+075～DK567+180段挖除不小于30cm保護(hù)土層，清除地表耕植土、植被草皮、淤泥等雜質(zhì)，當(dāng)原始地面坡度陡于1∶5時(shí)，地表應(yīng)開挖臺階，臺階寬度不得小于1m。

2.2.2 地表注漿。DK567+075～DK567+180段采用地表注漿加固措施，在隧道地表進(jìn)行垂直方向鉆孔和分層注漿，采用單液漿或雙液漿，加固寬度為隧道左右邊墻外各5m。加固深度分兩種情況：（1）對隧道范圍內(nèi)加固到拱圈外0.5m；（2）隧道外加固至強(qiáng)風(fēng)化層以下不小于1m，注漿采用袖閥管分段后退式注漿。

2.3 隧道洞內(nèi)施工

施工項(xiàng)目組在其施工中必須保持“管超前、嚴(yán)注漿、短進(jìn)尺、強(qiáng)支護(hù)、早封閉、勤量測”的十八字施工方針原則。

2.3.1 開挖。DK567+075～DK567+300段采用CD法施工。

第一，施工工藝。（1）施工前做好各項(xiàng)施工準(zhǔn)備，對洞口進(jìn)行測量放線并做好超前地質(zhì)預(yù)報(bào)；（2）六步CD法開挖，左右部的臺階高度應(yīng)根據(jù)地質(zhì)情況、隧道斷面大小和施工設(shè)備確定。每側(cè)按兩部或三部臺階開挖，開挖后應(yīng)及時(shí)支護(hù)，兩側(cè)先后距離保持10～20m，上下斷面距離應(yīng)保持3～5m；（3）各部開挖時(shí)，相臨部位的噴混凝土強(qiáng)度達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%以上；（4）先行側(cè)中隔壁應(yīng)設(shè)置為向外的弧形；（5）中隔壁在澆筑仰拱前逐段拆除。拆除長度應(yīng)根據(jù)量測結(jié)果確定，不宜大于15m。臨時(shí)支護(hù)拆除后應(yīng)及時(shí)施作仰拱和二次襯砌；（6）特殊情況下可將中隔壁澆筑在仰拱中，待鋪設(shè)防水板時(shí)再割斷。

第二，輔助施工方法。超前雙層小導(dǎo)管施工：（1）小導(dǎo)管采用Φ50無縫熱扎鋼管制成，在前部鉆注漿孔，孔徑10mm，孔間距15cm，呈梅花形布置，前端加工成錐形，尾部不鉆孔長度不小于30cm，作為止?jié){段；（2）為保證小導(dǎo)管的支護(hù)效果減小小導(dǎo)管的外插角，可在小導(dǎo)管架設(shè)后再架立型鋼鋼架，也可采用一榀格柵鋼架替代需開孔的型鋼鋼架，鋼管尾部應(yīng)與鋼架焊接。

第三，增設(shè)加強(qiáng)支護(hù)項(xiàng)目。（1）加強(qiáng)鎖腳鋼管：于A、B單元鋼架腳原設(shè)計(jì)鎖腳位置往上1.2m左右各增加一道鎖腳鋼管，鎖腳鋼管為雙管U型布置，鎖腳鋼管必須注漿；（2）加強(qiáng)鋼拱架腳支撐：于雙側(cè)A、B單元鋼架腳墊木板，并確保木板墊于硬巖上。

2.3.2 洞身初期支護(hù)。

第一，在不同的開挖方法下，支護(hù)參數(shù)不同，主要支護(hù)的施工方法相同。初期支護(hù)施工工序流程為：開挖后初噴砼→系統(tǒng)支護(hù)（錨桿、鋼筋網(wǎng)、格柵鋼架）施工→復(fù)噴砼至設(shè)計(jì)厚度→輔助支護(hù)措施（超前錨桿、超前小導(dǎo)管注漿、徑向注漿）。

第二，局部加密鋼架：處理下沉段時(shí)，于每段開挖鑿口處加密一榀鋼架；于每段管棚施工口處同時(shí)加密一榀鋼架，加密間距對中距離為35cm。

第三，初期支護(hù)后增設(shè)小導(dǎo)管注漿：待A或者B單元初期支護(hù)噴錨完成后，于A或B單元兩側(cè)鋼架腳向上往縱向布設(shè)3排Φ50小導(dǎo)管，間距為1.2m×1.2m，梅花形布置，小導(dǎo)管長度為L=4m，小導(dǎo)管斜向下打設(shè)，角度為25°～30°，小導(dǎo)管注1∶1水泥漿，往大里程新開挖段也應(yīng)增設(shè)上述內(nèi)容。

第四，噴射混凝土施工。在開挖找頂、撬幫施工完成后，馬上對圍巖進(jìn)行初噴封閉，把圍巖的自穩(wěn)能力充分發(fā)揮出來。在地下水不發(fā)育地段，進(jìn)行噴砼作業(yè)采用濕噴機(jī)，圍巖在開挖后先對巖體進(jìn)行初噴，厚度為6cm，鋼筋及鋼筋網(wǎng)安裝后再進(jìn)行復(fù)噴至設(shè)計(jì)厚度28cm。

第五，砂漿錨桿。在邊墻部位設(shè)置砂漿錨桿，而施工時(shí)采用臺車配合風(fēng)鉆進(jìn)行鉆孔，機(jī)械配合人工安裝錨桿，水泥砂漿終凝后安設(shè)孔口墊板，錨桿長4.5m，間距按1.5m×1.5m梅花型布置。

第六，中空注漿錨桿。一般是開挖斷面的拱部及圍巖較差地段進(jìn)行中空注漿錨桿，而在拱墻部分地段的超前支護(hù)也會使用超前中空注漿錨桿，采用錨桿長4.5m，間距按1.2m×1.2m梅花型的布置。

第七，鋼筋網(wǎng)的鋪設(shè)。在鋼筋投入使用前，必須進(jìn)行除銹并試驗(yàn)合格才可以，在施工洞外時(shí)，進(jìn)行鋼筋分片制作，搭接長度為1～2個(gè)的網(wǎng)格，在人工鋪設(shè)貼近地面的巖面情況下，要將錨桿與鋼架綁扎連接點(diǎn)焊接牢固。在鋼筋網(wǎng)和鋼架綁扎時(shí)，要綁在靠近巖面的一側(cè)，以保證整體結(jié)構(gòu)受力的平衡，采用HPB300Φ8鋼筋作為鋼筋網(wǎng)片來進(jìn)行制作，網(wǎng)格間距為20cm×20cm，鋼筋網(wǎng)噴混凝土的保護(hù)層厚度不小于2cm。

第八，鋼架的施工。鋼架的焊接施工時(shí)，要根據(jù)當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)的尺寸在洞外下料進(jìn)行分節(jié)焊接，在施工制作時(shí)要根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的要求進(jìn)行嚴(yán)格的施工，以確保工程的達(dá)標(biāo)，在焊接的過程中，每節(jié)兩端均要焊連接板，節(jié)點(diǎn)之間可以用螺栓連接牢靠，鋼架要根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行安裝，安裝的尺寸必須在允許的偏差內(nèi)（橫向和高程為±5cm，垂直度±2°）。安裝后利用鎖腳錨管定位，兩排鋼架間用Φ22鋼筋拉桿縱向連接牢固，以便形成整體受力結(jié)構(gòu)。鋼架采用HW175型鋼加工，在鋼筋加工棚統(tǒng)一制作冷彎成型，鋼架間距調(diào)整為0.5m/榀。

2.3.3 混凝土襯砌施工。隧道二次混凝土襯砌采用大模板自行式液壓襯砌臺車，襯砌臺車根據(jù)隧道斷面尺寸加工而成。襯砌臺車采用經(jīng)緯儀與水平儀定位，現(xiàn)場設(shè)工程試驗(yàn)室，配備試驗(yàn)技術(shù)人員和試驗(yàn)設(shè)備，負(fù)責(zé)各種原材料及混凝土的試驗(yàn)工作，確?；炷烈r砌內(nèi)實(shí)外美，斷面尺寸準(zhǔn)確無誤，一次達(dá)標(biāo)。

3 圍巖的量測

根據(jù)新奧法施工原理，監(jiān)控量測是隧道開挖的重要環(huán)節(jié)，對隧道圍巖監(jiān)控量測的目的是：（1）掌握圍巖動態(tài)，對圍巖穩(wěn)定性做出評價(jià)；（2）確定支護(hù)形式，支護(hù)參數(shù)和支護(hù)時(shí)間；（3）了解支護(hù)結(jié)構(gòu)、受力狀態(tài)和應(yīng)力分布；（4）評價(jià)支護(hù)結(jié)構(gòu)的合理性和安全性。圍巖量測布置拱頂沉降觀測樁、水平收斂觀測樁及地表沉降觀測樁，布置斷面間距5m，洞內(nèi)觀測斷面與地表觀測樁斷面為同一里程斷面觀測頻率參照圍巖量測規(guī)范要求執(zhí)行。在施工中，我們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(xì)小裂縫，通過及時(shí)修改支護(hù)參數(shù)，采取了加強(qiáng)支護(hù)措施，并及時(shí)施做仰拱，有效避免了安全事故的發(fā)生。

4 結(jié)語

總之，在鐵路的淺埋段建設(shè)中要根據(jù)施工程項(xiàng)目的具體實(shí)際情況，采用合理有效的施工方案進(jìn)行施工，落實(shí)每個(gè)工序，以保證項(xiàng)目的工程質(zhì)量。

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（責(zé)任編輯：小 燕）