趙 貴 朋

(中國(guó)水利水電第七工程局有限公司 第一分局，四川 彭山 620860)

1 概 述

新建深茂鐵路新屋隧道隧址屬南亞熱帶季風(fēng)海洋性氣候，冬短夏長(zhǎng)，冬暖夏涼，雨量充沛，年平均氣溫為23℃，年平均降雨量為2 300 mm。隧道全長(zhǎng)970 m，其中Ⅲ級(jí)圍巖22 m，Ⅳ級(jí)圍巖85 m，Ⅴ級(jí)圍巖863 m。DK217+260～DK217+281段隧道穿越三面環(huán)山低洼溝谷、洞身外露于地表外，現(xiàn)場(chǎng)地勢(shì)左側(cè)為山體，高度約20 m左右；右側(cè)為低洼沖溝，偏壓嚴(yán)重，且?guī)r石級(jí)別為V級(jí)圍巖，強(qiáng)風(fēng)化灰?guī)r，節(jié)理裂隙發(fā)育明顯，表層風(fēng)化碎裂，穩(wěn)定性較差。若直接進(jìn)行隧道掘進(jìn)，其坍塌、冒頂風(fēng)險(xiǎn)極高，施工安全無(wú)法保證。原設(shè)計(jì)處理措施為：在DK217+260～DK217+281段設(shè)置護(hù)拱，先施工護(hù)拱混凝土，待強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值后暗挖洞身，最后施工襯砌混凝土。

如何安全順利地通過(guò)該段淺埋偏壓區(qū)域、保證該段施工所用機(jī)械、設(shè)備、材料、風(fēng)、水、電正常供應(yīng)是該隧道施工的重難點(diǎn)，且因施工至該段時(shí)正處于當(dāng)?shù)赜昙?，降水集中且雨量較大。筆者結(jié)合施工步驟和工藝，對(duì)該段淺埋偏壓隧道所采用的施工技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)介紹，可為類(lèi)似隧道工程施工提供相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)借鑒和參考。

2 所采取的施工方案及技術(shù)措施

2.1 原施工方案的調(diào)整

原設(shè)計(jì)DK216+260～DK216+281段隧道先施工護(hù)拱混凝土，完成后在護(hù)拱下方進(jìn)行暗挖。但DK217+260～DK217+281段處于深山之中、無(wú)道路通行，護(hù)拱澆筑用的混凝土、鋼筋等原材料無(wú)法從洞外運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)，施工用水、用電、用風(fēng)無(wú)法提供，且設(shè)計(jì)未采取防偏壓措施。經(jīng)四方踏勘后將原施工方案進(jìn)行了如下調(diào)整：(1)施工DK217+200～260段洞身管棚，加固洞身。(2)在DK217+260處采用三臺(tái)階臨時(shí)仰拱工法，上臺(tái)階先出洞，機(jī)械、設(shè)備、原材料通過(guò)隧道進(jìn)口供應(yīng)至該段。(3)施工隧道外截水天溝。(4)將DK217+260、DK217+281仰坡及DK217+260～DK217+281左側(cè)邊坡進(jìn)行噴錨支護(hù)，保證邊坡穩(wěn)定。(5)在隧道右側(cè)低矮處施做重力式擋土墻，抵消左側(cè)山體偏壓影響。(6)施工DK217+281～341段洞身管棚。(7)施工初期支護(hù)。初期支護(hù)采用雙層拱架，拱架外鋪石棉板噴射混凝土封閉洞身，間隔4 m在拱頂留置天窗。(8)通過(guò)天窗澆筑護(hù)拱混凝土。(9)護(hù)拱澆筑完成后再暗挖中、下臺(tái)階通過(guò)淺埋段。

2.2 施工準(zhǔn)備

(1) 技術(shù)準(zhǔn)備：做好各類(lèi)方案的報(bào)批、技術(shù)安全交底等。

(2) 現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備：遵循“三通一平”的原則做好現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備工作；提前將施工材料、機(jī)械轉(zhuǎn)運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)；做好后勤保障工作；做好洞內(nèi)外的安全防護(hù)、引排水施工等。

2.3 施工關(guān)鍵技術(shù)

2.3.1 洞身長(zhǎng)管棚施工

新屋隧道DK217+200-DK217+260、DK217+27-DK217+339段設(shè)計(jì)為洞口長(zhǎng)管棚超前支護(hù),無(wú)護(hù)拱范圍內(nèi)拉通布置，有護(hù)拱范圍不等長(zhǎng)布置。長(zhǎng)管棚設(shè)計(jì)為拱部120°范圍內(nèi)鉆設(shè)管棚鋼管(外徑108 mm，壁厚6 mm，單根長(zhǎng)度為65 m，外插角為1°～3°，環(huán)向間距為40 cm)后注漿(注漿材料選用水灰比1∶1的水泥漿)，以增強(qiáng)淺埋段圍巖的自穩(wěn)能力。鉆孔時(shí)先施工導(dǎo)向墻及導(dǎo)向管，以保證管棚鋼管的外插角度及環(huán)向間距。注漿材料由ZJ-400高速制漿機(jī)現(xiàn)場(chǎng)拌制，注漿采用注漿機(jī)將砂漿注入管棚鋼管內(nèi)，注漿壓力一般為0.5～2 MPa，具體漿液配合比和注漿壓力由現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定，注漿壓力達(dá)到或無(wú)流量時(shí)，持壓10 min后停止注漿。注漿量應(yīng)滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，一般為鉆孔圓柱體的1.5倍；若注漿量超限、未達(dá)到壓力要求，應(yīng)調(diào)整漿液濃度繼續(xù)注漿，確保鉆孔周?chē)鷰r體與鋼管周?chē)紫冻涮铒枬M(mǎn)。注漿時(shí)，先灌注“單”號(hào)孔，再灌注“雙”號(hào)孔，以檢查注漿效果。

2.3.2 護(hù)拱施工

新屋隧道DK217+260-DK217+281段淺埋段洞身護(hù)拱結(jié)構(gòu)采用C35鋼筋混凝土(環(huán)向φ25@200 mm，縱向φ16@250 mm，雙層布置，鋼筋保護(hù)層厚度為50 mm)。護(hù)拱護(hù)腳處設(shè)置一排φ600直徑旋噴樁，進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化層0.5 m，縱向間距0.4 m，以確保拱腳的穩(wěn)定。護(hù)拱在初期支護(hù)外側(cè)，外模采用30 cm×2 m×3 cm的木板作為外模，由洞內(nèi)通過(guò)預(yù)留天窗泵送入倉(cāng)。護(hù)拱內(nèi)的縱向鋼筋不能斷開(kāi)，以確保護(hù)拱整體澆筑成型。護(hù)拱回填種植土后種植植物綠化。

3 監(jiān)控量測(cè)

為保證施工安全，在隧道淺埋段開(kāi)挖支護(hù)施工時(shí)及時(shí)進(jìn)行地表沉降觀測(cè)及洞內(nèi)拱頂沉降觀測(cè)，并根據(jù)具體情況及時(shí)調(diào)整或增加量測(cè)的內(nèi)容。對(duì)量測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)進(jìn)行分析處理，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)管理、動(dòng)態(tài)施工。地表沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布置：在淺埋段沿隧道軸向每隔5 m布設(shè)，同時(shí)在橫向依據(jù)實(shí)際情況選定主斷面，沿主斷面布設(shè)測(cè)點(diǎn)，橫斷面方向應(yīng)在隧道中心及兩側(cè)間距2～5 m處設(shè)地表下沉測(cè)點(diǎn)，每個(gè)斷面設(shè)7～11點(diǎn)，監(jiān)測(cè)范圍應(yīng)在隧道開(kāi)挖影響范圍以外，以了解地表沉降的橫向影響范圍。拱頂下沉及凈空變位收斂量測(cè)根據(jù)沿隧道縱向在拱頂和墻中布設(shè)測(cè)點(diǎn)，斷面間距為5 m。凈空變位量測(cè)在開(kāi)挖后盡早進(jìn)行，初讀數(shù)在開(kāi)挖12 h內(nèi)且在下一循環(huán)開(kāi)挖前讀取，采用收斂計(jì)量測(cè)。淺埋地段洞內(nèi)外量測(cè)點(diǎn)布設(shè)在同一橫斷面內(nèi)。

4 結(jié) 語(yǔ)

筆者結(jié)合具體的鐵路淺埋隧道施工實(shí)例，著重從淺埋段洞內(nèi)外支護(hù)措施及施工過(guò)程中的監(jiān)控量測(cè)出發(fā)，對(duì)淺埋偏壓隧道施工的相關(guān)技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行了介紹、分析，供相關(guān)技術(shù)人員參考和借鑒。