陳皓峰

（中鐵十七局集團第一工程有限公司，山西 太原 030032）

鐵路隧道是指專供火車行駛的隧道。山嶺地區(qū)地形復雜，為保證行車安全，相關(guān)工程人員選擇開挖隧道來改變行車環(huán)境，提高火車牽引力，確保列車安全、順利完成行駛?cè)蝿?wù)。根據(jù)隧道位置不同，交通部門將隧道分為三大類，分別是山嶺隧道、水下隧道以及城市隧道。針對不同類型隧道，施工人員會選擇不同施工技術(shù)，借助暗挖施工方式，確保周圍線路正常運行以及人們?nèi)粘Ｉ畈皇苡绊憽?/p>

1 工程概況

任山隧道是位于成昆鐵路“峨眉——沙灣”區(qū)間內(nèi)的一條雙線隧道，總長度960m，最大埋深175m 左右。為方便施工人員進行測試，選擇測試地區(qū)復雜度不高，由平原邊緣出發(fā)，經(jīng)斜坡丘陵，轉(zhuǎn)入高山。地面高程在430～620m 之間，實際坡度在5°～25°之間，局部地區(qū)坡度較大。所選擇區(qū)域多為被墾旱地，無地表植被，并且溝槽等低洼地帶覆土層深度較大。下文詳細闡述在DK175+298～+258 區(qū)段進行下穿既有線施工時，采用管幕對既有鐵路進行加固的方法以及既有線工程技術(shù)的實際應用，以期為相關(guān)施工人員提供幫助。

2 實際施工方案

為保證任山隧道DK175+298～+258 區(qū)段施工順利進行，施工前，施工人員要初步了解既有溝和既有涵洞，了解周圍的其他線路，分析施工位置水文地質(zhì)信息，并結(jié)合施工安全要求、施工時間、成本等信息確定最終施工方案。本次施工人員確定的施工方案具體操作如下：施工人員借助注漿孔向既有運行鐵路K177+520～+700 區(qū)段路基進行注漿加固，增強地層穩(wěn)定性；因富水砂卵石地層自穩(wěn)性較低，施工人員可以借助降水法提高該地層穩(wěn)定性。暗挖隧道過程中，施工人員可以通過管井降水施工法對地層進行二次穩(wěn)固，同時，也可以將大管棚與超前小導管結(jié)合在一起，以確保地層穩(wěn)定性符合相關(guān)施工標準。

實際施工中，施工人員選擇CRD 施工方法，即交叉中隔壁法，將隧道區(qū)段分成若干個獨立的、互不干擾的小洞室，方便施工人員可以同時在洞室施工。施工過程中，施工人員必須嚴格遵守十八字方針，即“管超前、嚴注漿、短進尺、強支護、早封閉、勤量測”，目的在于及時了解相關(guān)施工情況并發(fā)現(xiàn)施工過程中出現(xiàn)的問題，嚴格控制圍巖變形、既有線沉降、地表沉降的情況，保證施工質(zhì)量與施工效率。

對此區(qū)域進行暗挖隧道的施工可以選擇“微臺階法+臨時橫撐”相結(jié)合的方式。施工前，需要完成循環(huán)噴10cm 混凝土，使掌子面處于封閉狀態(tài)，在纖維錨桿附近構(gòu)建支護設(shè)備。構(gòu)建支護設(shè)備初期，應借助施工仰拱來提高拱墻強度，提高襯砌工作的施工質(zhì)量，以保證初期支護設(shè)備可以形成閉環(huán)結(jié)構(gòu)以及線路運行安全。具體流程如下：

（1）對管幕及管幕拱腳進行水平旋噴施工。

（2）借助噴錨法對掌子面進行加固。需要注意不同的施工點位，其實際厚度也會存在一定差異。比如，上臺階需要使用孔徑90mm、型號為M20 的水泥砂漿，而掌子面需要使用型號為C20 的混凝土。

（3）施工前，要檢查支護設(shè)備，保證施工人員人身安全。施工過程中，要及時拆除相關(guān)臨時支撐，避免影響后續(xù)施工。

3 下穿施工簡介

DK175+298～+258 區(qū)段下穿既有線施工是該隧道施工中的重點內(nèi)容，隧道于DK175+279 下穿既有成昆鐵路正線（既有線里程K177+635）,位于既有成昆線九里至沙灣區(qū)間，夾角約44°，拱頂至既有成昆線軌面高度約4.8m。

3.1 預處理方案

進行砂卵石地層暗挖隧道施工時，受卵石自身特點（如實際含量高、粒徑大小不同等）與實際情況的影響，要求施工人員根據(jù)實際情況調(diào)整各項施工參數(shù)，并制定出相關(guān)應急方案，應對突發(fā)事件，確保下穿施工順利完成。

3.2 施工階段模擬計算

為保證施工順利進行，施工人員應在施工前借助信息技術(shù)構(gòu)建三維模型，模擬實際施工，及時發(fā)現(xiàn)施工方案中的不足之處。

3.2.1 地層及支護參數(shù)模擬實驗

土層的實際情況會對施工方案造成影響，因此，施工人員需先勘測土層，其中包括土層密度、彈性模量、粘聚力等多項勘測內(nèi)容。同時，模擬時需要嚴格遵守相關(guān)法律規(guī)定，以確保施工方案合理性。

3.2.2 施工方案確定

施工階段，施工人員需要將模擬測試數(shù)據(jù)與實際監(jiān)測數(shù)據(jù)相結(jié)合，優(yōu)化既定施工方案，完成下穿操作后，施工人員應借助相關(guān)技術(shù)完成滯后沉降控制，以保證實際施工效率與施工質(zhì)量。施工方案的選擇直接影響實際施工效果，一定要慎重選擇。為保護施工人員的人身安全，可選擇支護施工技術(shù)，其中較為常見的是管幕施工法。

3.3 管幕施工注意事項

施工人員可以使用管幕加工法加固既有線路，施工時需注意以下幾點：

（1）實際施工可使用螺旋出土導向頂管法，不僅要保證鋼管頂進速度，還要控制實際出土量，降低出現(xiàn)大范圍沉降現(xiàn)象的可能性。此外，還應在鋼管頂端安裝角度傳感器，確保施工人員及時了解工作角度，保證施工質(zhì)量。

（2）進行管幕施工時，需向管內(nèi)澆灌型號為C20 的細石混凝土，并在管幕端頭設(shè)置回漿孔，對管間鎖口進行充填注漿 。

（3）施工人員必須按照相關(guān)規(guī)定完成量測項目，根據(jù)項目完成結(jié)果優(yōu)化施工方案，保證施工質(zhì)量與施工安全。

（4）為提高最下層管幕穩(wěn)定性，施工人員可以在隧道左、右側(cè)最下層管幕下方設(shè)置3 根φ600 水平旋噴樁。

（5）為確保開挖DK175+298 處時既有線保持穩(wěn)定，可以在既有線路附近增加固樁，提高路基穩(wěn)定性，避免在進行管幕工作時，出現(xiàn)路基坍塌的現(xiàn)象。

（6）新建隧道施工前，可以采用φ76 鋼管樁對既有成昆線路基體進行注漿加固，工作間距1m×1m。多數(shù)情況下，鋼管樁進入地層深度應在1m 以上，與新建線路交叉部分加固深度應高于管幕埋深。

（7）管幕施工開始前，施工人員必須為既有線制定應急施工方案，并將制定方案遞交給有關(guān)部門，得到批準后，再進行施工。

（8）施工過程中，施工人員應定期檢查，排除遺留的安全隱患，提高線路質(zhì)量。

4 既有線施工技術(shù)簡介

4.1 既有線加固

暗挖隧道與周圍區(qū)域的施工同時進行，基于此，施工人員應使用注漿孔對穿越段注漿，并在暗挖開始前5d 完成，通過加固既有線來提高線路整體的穩(wěn)定性。注漿時，施工人員需要使用長度340mm、直徑299mm、壁厚10mm 左右的鋼管；所用液體為雙漿液，即注漿液內(nèi)部溶液按水泥∶水∶水玻璃=1 ∶1 ∶1 配比，注漿壓力應控制在0.5～0.8MPa 之間。

4.2 降水施工

降水施工可以提高砂卵石穩(wěn)定性和整體施工質(zhì)量，其在實際施工中占有重要位置。具體施工流程如下：

4.2.1 降水井布置

在砂卵石地層中，降水會導致細顆粒流失，地層大范圍出現(xiàn)孔洞，發(fā)生既有線沉降現(xiàn)象。為保證降水井可以發(fā)揮自身作用，確保實際使用效果，施工人員必須慎重考慮降水井位置、深度、內(nèi)部構(gòu)造以及實際施工方法等因素，避免因降水施工影響地層。施工人員根據(jù)降水理論計算得知，在此隧道區(qū)域進行暗挖施工時，應布置9 口降水井。結(jié)合實際條件可知，泥巖與地面相差距離32m 左右，降水井深度應在中風化巖層下方2.5m 處，實際深度應在35m 左右，施工材料應選用D500 混凝土管，并采取旋挖鉆施工法，提高施工效率。

4.2.2 實際效果測試

實際施工過程中，施工人員需要重視水位監(jiān)測工作，確保降水井水位能長時間處于隧道底部以下，定期測量含砂率，保證實際降水效果。降水井施工完成后，設(shè)置濾水段與暗挖隧道間距在3m 左右，施工人員應選擇優(yōu)質(zhì)濾料，濾水網(wǎng)層數(shù)在2～10 層之間，盡最大可能降低細顆粒流失量。

4.3 超前地層加固

為保證掌子面開挖工作順利進行，在暗挖隧道開始前，施工人員應加固超前地層，使用大管棚集合超前小導管施工工藝。施工時，小導管角度應在15°～30°之間，大管棚外插角度應在5°～10°之間，施工間距10m 左右。實際施工流程如下：首先完成大管棚的施工，再進行小導管下穿。注漿時，必須遵守由上到下、左右交叉的施工順序。進行支護施工時，必須遵守相關(guān)規(guī)定，保證施工質(zhì)量。

4.4 暗挖施工

進行暗挖隧道施工時，施工人員可以選擇上下臺階法，結(jié)合人工操作與小型機械設(shè)備兩種方式，當完成一小部分挖掘后，必須在周圍建立支護措施。使用上臺階挖法時，施工人員要借助人工風鎬完成翻渣；進行下臺階施工時，必須嚴格遵守相關(guān)規(guī)定，按照相關(guān)要求使用機械設(shè)備。

4.5 監(jiān)測技術(shù)

為保證施工順利完成，施工單位管理人員必須對施工流程進行監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)不足之處，相應調(diào)整施工計劃，避免留下安全隱患，影響后續(xù)使用。

4.5.1 既有線監(jiān)測

在實際施工過程中，施工人員需采用斷面監(jiān)測的方式對既有線進行監(jiān)測，并將實際監(jiān)測結(jié)果繪制成表格，用于后續(xù)的觀察分析。

4.5.2 隧道監(jiān)測

既有線技術(shù)是一項施工技術(shù)，為保證整體施工質(zhì)量與施工效率，管理人員應使用信息技術(shù)制定出整體監(jiān)測方案，對暗挖隧道整體實行監(jiān)測，擺脫時間與空間的限制，提高實際監(jiān)測頻率和施工質(zhì)量。

4.5.3 監(jiān)測數(shù)據(jù)整理分析

在監(jiān)測過程中，施工人員應及時處理監(jiān)測數(shù)據(jù)，便于后續(xù)工作順利開展，具體整理分析流程如下：

（1）施工人員應及時將監(jiān)測數(shù)據(jù)繪制成相關(guān)圖形，比如變形/位移動態(tài)曲線、變形速度時間曲線等，便于施工人員及時對其進行修復。每次監(jiān)測工作結(jié)束后，施工人員應回顧監(jiān)測過程，整理記錄工作流程。

（2）完成原始數(shù)據(jù)的核實后，施工人員可以將其當做計算數(shù)據(jù)，借助計算結(jié)果繪制相關(guān)曲線，方便施工人員查閱使用。

（3）對所繪制曲線進行綜合分析，判斷支護結(jié)構(gòu)的實際狀態(tài)，分析其發(fā)展趨勢，優(yōu)化工作計劃。

4.6 全斷面袖閥管注漿加固地層

暗挖隧道過程中，對于不同的施工位置，施工人員需要選擇不同的施工方法。例如：對全斷面進行地層加固，可采用袖閥管注漿法。袖閥管由PVC外管、鍍鋅注漿內(nèi)管、橡皮套等多部分組成，其只能向管外排漿，無法完成管內(nèi)返漿，屬于單向閉合裝置。在實際注漿過程中，需根據(jù)現(xiàn)場實際情況控制注漿量與注漿次數(shù)。需要注意的是，進行注漿時，施工人員需要嚴格控制施工壓力，以確保袖閥管穩(wěn)定運行。如果施工現(xiàn)場受某些特殊因素限制，施工人員可以使用定向斜孔注漿法，完成土體加固。

5 結(jié)語

在砂卵石地層暗挖隧道施工過程中，使用近距離下穿技術(shù)與既有線施工技術(shù)的目的在于保證施工效率與施工質(zhì)量。但由于這兩項技術(shù)較為復雜，實際施工容易受外界因素干擾，因此，要求施工人員使用技術(shù)時，一定要考慮施工現(xiàn)場實際環(huán)境，嚴格遵守相關(guān)施工流程，根據(jù)實際情況調(diào)整施工方案，以保證施工順利完成。