摘要 文章針對(duì)成達(dá)萬(wàn)高速鐵路雷鋒山隧道出口倒懸強(qiáng)風(fēng)化砂巖體復(fù)雜地質(zhì)情況及近接工程的不利影響，首先根據(jù)危巖體崩落軌跡分析結(jié)果展開(kāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，提出危巖體施工防護(hù)措施；其次結(jié)合與雷鋒山隧道并行的西渝鐵路隧道近接工程，分析了雷鋒山隧道出口入洞工程存在的“陡、危、狹、險(xiǎn)”施工難點(diǎn)，提出隧道出口洞頂仰坡防護(hù)施工方案和3種出口入洞施工方案，并從工期、施工風(fēng)險(xiǎn)控制、經(jīng)濟(jì)成本等方面比較了三種入洞施工方案的優(yōu)缺點(diǎn)；最終推薦選擇在出口線路左側(cè)增設(shè)出口斜井進(jìn)洞施工方案，有效控制了施工風(fēng)險(xiǎn)并保證了施工工期，為隧道順利貫通提供了有力保障。

關(guān)鍵詞 近接工程；高鐵隧道；復(fù)雜仰坡；進(jìn)洞施工

中圖分類號(hào) U445 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2024）07-0091-03

0 引言

鐵路隧道高懸洞口安全進(jìn)洞施工一直是鐵路工程施工中的難點(diǎn)問(wèn)題，隨著我國(guó)鐵路工程建設(shè)向復(fù)雜艱險(xiǎn)地區(qū)推進(jìn)，解決高懸洞口進(jìn)洞施工的工程經(jīng)驗(yàn)正在不斷積累。王金剛、萬(wàn)炳宏提出建立隧道進(jìn)洞綜合施工體系解決高懸洞口、高寒凍土洞口隧道進(jìn)洞施工難題[1-2]；胡哲釧、于進(jìn)泉等研究了高陡邊坡隧道進(jìn)洞施工的邊仰坡防護(hù)技術(shù)，從洞口邊坡的穩(wěn)定性計(jì)算方法、高陡仰坡防護(hù)措施、隧道邊仰坡危巖體風(fēng)險(xiǎn)源識(shí)別等方面，進(jìn)行了隧道安全進(jìn)洞的有益嘗試[3-4]；在近接工程研究方面，范文昊、袁鵬等研究了新建隧道施工對(duì)既有隧道、既有基坑、既有橋梁樁基的影響[5-6]，張超、陳仁朋等分別基于離心模型試驗(yàn)和數(shù)字孿生試驗(yàn)研究了近接工程建設(shè)荷載的確定方法[7-8]。在近接工程不利影響下隧道高懸洞口的進(jìn)洞施工技術(shù)及邊仰坡防護(hù)技術(shù)方面的研究尚需進(jìn)一步展開(kāi)。該文結(jié)合成達(dá)萬(wàn)高速鐵路雷鋒山隧道展開(kāi)研究，考慮西渝鐵路隧道近接工程的不利影響，提出雷鋒山隧道出口復(fù)雜仰坡進(jìn)洞施工方案及洞頂仰坡防護(hù)施工方案。

1 項(xiàng)目概況

成達(dá)萬(wàn)高速鐵路雷鋒山隧道為單洞雙線隧道，隧道位于達(dá)縣—大竹向斜的東翼近核部，兩側(cè)為典型的背斜成山、向斜成谷的構(gòu)造地貌，斜坡寬緩，峰巒層疊，屬川東平行嶺谷之中低山區(qū)與丘陵區(qū)過(guò)渡帶；隧道出口端位于墩子河右岸，整體坡度約35 °～50 °，為陡斜坡；中部地段以緩斜坡和緩平臺(tái)交錯(cuò)形成，坡度約10 °～30 °，起伏較大；中部緩坡及山頂槽谷局部地段開(kāi)辟為農(nóng)田，坡體兩側(cè)橫向溪溝較發(fā)育，兩側(cè)斜坡植被以灌木為主。與雷鋒山隧道并行的西渝鐵路隧道為大地坪隧道，兩隧道中線間距為56～77 m，洞身爆破施工時(shí)存在相互影響，大地坪隧道軌面標(biāo)高略高于雷鋒山隧道，其中進(jìn)口高差為2.224 m，出口高差為6.13 m，兩隧道的洞口便道、場(chǎng)地規(guī)劃及防護(hù)工程施工等存在交叉影響。

2 洞口施工風(fēng)險(xiǎn)分析

雷鋒山隧道出口洞口施工存在陡（洞口地形地貌復(fù)雜）、危（危巖落石）、狹（洞口場(chǎng)地受限）、險(xiǎn)（施工便道安全風(fēng)險(xiǎn)大）的特點(diǎn)，同時(shí)與西渝鐵路大地坪隧道出口最短距離僅56 m，存在近接工程相互影響的問(wèn)題，在計(jì)劃工期內(nèi)完成洞口施工面臨挑戰(zhàn)。

2.1 洞口地形地貌復(fù)雜——“陡”“?！?/p>

出口為高端洞口，位于墩子河右岸，陡斜坡，洞外與橋梁相連，懸崖下方為河流，高差約35 m。山坡中部有兩層直立巖層，位于洞頂和洞底處，類似于“夾心餅干”結(jié)構(gòu)，起伏較大。斜坡植被以灌木為主，坡體兩側(cè)橫向溪溝較發(fā)育。出口邊仰坡上方危巖落石發(fā)育，巖性為弱風(fēng)化侏羅系上統(tǒng)遂寧組中厚層狀砂巖，落石體積一般在1.08～49.5 m3，累計(jì)體積約258 m3。

2.2 洞口場(chǎng)地受限——“狹”

洞口可用的施工場(chǎng)地約為16 m×21.3 m，約341 m2，場(chǎng)地受限，只能滿足物流通道，其余基本設(shè)施沒(méi)有布置的空間，且明洞無(wú)法提前施作，需待貫通實(shí)施。

2.3 施工便道安全風(fēng)險(xiǎn)大——“險(xiǎn)”

進(jìn)洞便道由在建的村道引入，跨過(guò)下方河流后，沿山坡走向，呈“之”字形展線實(shí)施施工便道至洞口仰拱填充頂面處。因山坡的地形地貌復(fù)雜，施工便道邊坡陡，刷坡高度達(dá)20 m以上，且危巖發(fā)育，便道的安全風(fēng)險(xiǎn)大。

2.4 近接工程影響

與雷鋒山隧道并行的西渝鐵路大地坪隧道，兩隧道中線間距為56～77 m，洞身爆破施工時(shí)存在相互影響；大地坪隧道軌面標(biāo)高略高于雷鋒山隧道，其中進(jìn)口高差為2.224 m，出口高差為6.13 m，兩隧道的洞口便道、場(chǎng)地規(guī)劃及防護(hù)工程施工等存在交叉影響，如圖1所示。

擬建施工便道沿山坡走向，呈“之”字形進(jìn)行展線實(shí)施至洞口仰拱填充頂面，將兩次下穿擬建的西渝鐵路橋梁，兩者平面關(guān)系如圖2所示。

圖2表明，擬建的西渝鐵路橋梁的0#橋臺(tái)和1#橋墩位于施工便道的上邊坡側(cè)，因山體邊坡比較陡，進(jìn)行施工便道的刷坡防護(hù)時(shí)，將影響橋墩及橋臺(tái)的結(jié)構(gòu)安全性。西渝鐵路大地坪隧道的出口也位于施工便道的上邊坡處，便道的刷坡防護(hù)將影響隧道洞口基底的結(jié)構(gòu)安全性。因此，從西渝鐵路橋梁及隧道洞口的結(jié)構(gòu)安全方面來(lái)看，橋臺(tái)下的山體邊坡不適宜修建施工便道。

3 隧道出口地質(zhì)災(zāi)害分析

現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，雷鋒山隧道出口上部坡體為多級(jí)折線坡型，隧道出口洞身及底部向下約15 m范圍內(nèi)為弱風(fēng)化泥巖，泥巖帶坐落于厚約24 m砂巖帶上；隧道出口頂部上方約13 m范圍為一處弱風(fēng)化砂巖帶，砂巖帶上方覆蓋約25 m厚弱～中風(fēng)化泥巖層，表層覆蓋粉質(zhì)性黏土，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)較為嚴(yán)重風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)為洞頂上方裸露砂巖帶。該段砂巖帶為弱風(fēng)化，整體產(chǎn)狀呈反傾狀態(tài)，傾角平緩近水平，裸露巖體底部存在不同程度部落脫空，巖體表面及底部呈現(xiàn)不同程度的碎裂、掉塊現(xiàn)象。近隧道線路左側(cè)，出現(xiàn)過(guò)大體量巖體崩落現(xiàn)象，崩落危巖體（約10～15 m3）墜于溝底，整體性較好，弱風(fēng)化。

為了揭示巖體崩落的危害，選取6 m3危巖體進(jìn)行軌跡分析，分別位于隧道出口左側(cè)30 m和右側(cè)30 m、35 m、50 m，其落石軌跡、沖擊能量、彈跳高度及沖擊速度分析結(jié)果表明，該工點(diǎn)主要風(fēng)險(xiǎn)源為隧道出口頂部砂巖帶，落石沿線路軸線左右兩側(cè)30 m范圍形成一處三角沖擊區(qū)，可能造成的危險(xiǎn)性較大，需要開(kāi)展危巖體專項(xiàng)調(diào)查及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，并提出針對(duì)性防護(hù)補(bǔ)強(qiáng)措施：

（1）洞頂仰坡進(jìn)行放坡打刷。

（2）刷坡后危巖帶所在坡面采用錨桿（索）框格梁防護(hù)結(jié)構(gòu)。

（3）根據(jù)刷坡后的地形，選取適當(dāng)位置布設(shè)一道被動(dòng)防護(hù)網(wǎng)。

4 進(jìn)洞方案比選

根據(jù)隧道洞口工程設(shè)計(jì)及洞口地形地貌及現(xiàn)場(chǎng)踏勘情況，隧道出口主要難點(diǎn)工程為洞頂仰坡防護(hù)施工方案和進(jìn)洞施工方案。由于洞頂為直立巖，需進(jìn)行刷坡防護(hù)，洞頂邊仰坡防護(hù)施工方案在線路左側(cè)沿施家洞水庫(kù)泄洪河道山坡，即距線路200 m處修建施工便道，引至隧道洞頂，完成洞口危石、邊仰坡開(kāi)挖及防護(hù)施工，刷坡高度約32 m。

進(jìn)洞（包含便道）施工方案是該文研究的重點(diǎn)問(wèn)題，比較了三種進(jìn)洞方案：方案1在線路右側(cè)沿山體走向放坡修建施工便道至出口進(jìn)洞；方案2在線路左側(cè)沿河道修建施工便道至出口進(jìn)洞；方案3在出口線路左側(cè)增設(shè)出口斜井進(jìn)洞。

4.1 右側(cè)“之”字形便道進(jìn)洞方案

方案1在線路右側(cè)沿山體走向放坡修建施工便道至出口進(jìn)洞。由施家洞大橋橋下在建的村道引入，跨過(guò)下方河流后，沿山坡走向，呈“之”字形進(jìn)行展線實(shí)施施工便道至洞口仰拱填充頂面處。施工便道貫通后，進(jìn)行洞頂仰坡防護(hù)施工，完成洞口危石清理、截排水措施、邊仰坡開(kāi)挖及防護(hù)、橋臺(tái)、洞口管棚等工程，隨后進(jìn)行暗洞掘進(jìn)，待隧道貫通后再施作明洞和洞門。方案1新建便道0.6 km，改擴(kuò)建便道2.5 km，利用便道6 km，新建長(zhǎng)約45 m的棧橋1座，新建便道的挖方約19 000 m3。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況分析，方案1主要存在以下難點(diǎn)：

（1）山坡施工便道對(duì)西渝鐵路大地坪隧道出口有安全風(fēng)險(xiǎn)影響，且兩者交叉施工干擾大。西渝鐵路大地坪隧道出口位于設(shè)計(jì)施工便道的上方，施工便道刷坡將影響西渝鐵路隧道洞口的穩(wěn)定性，且與洞口場(chǎng)地布置有很大的交叉影響。

（2）洞口山坡的灌木清理后，山坡上存在大量危石，且在半腰存在直立巖，刷坡高度大，因此便道安全風(fēng)險(xiǎn)非常大，防護(hù)量大。

（3）便道土石方開(kāi)挖量大，且污染下方河道，對(duì)山體生態(tài)破壞較嚴(yán)重。

因此，綜合考慮對(duì)西渝鐵路大坪山隧道的安全、便道施工的安全風(fēng)險(xiǎn)和生態(tài)環(huán)保破壞的影響，擬不建議雷鋒山隧道出口采用方案1進(jìn)洞。

4.2 左側(cè)放坡便道進(jìn)洞方案

方案2在線路左側(cè)沿河道修建施工便道至出口進(jìn)洞。在線路左側(cè)沿施家洞水庫(kù)泄洪河道山坡，從上向下刷坡修建施工便道，引至隧道出口仰拱填充頂面。便道規(guī)劃長(zhǎng)度320 m，局部最大坡度10%，路面寬度6 m?？可絺?cè)邊坡按坡率1∶0.75進(jìn)行放坡，邊坡采用C25噴錨防護(hù)。施工便道貫通后，進(jìn)行洞頂仰坡防護(hù)施工，完成洞口危石清理、截排水措施、邊仰坡開(kāi)挖及防護(hù)、橋臺(tái)、洞口管棚等工程。方案2新建便道長(zhǎng)度0.55 km，改擴(kuò)建便道1.3 km，新建便道的挖方約19 000 m3。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，方案2主要存在以下難點(diǎn)：

（1）方案2從上向下進(jìn)行刷坡修建便道進(jìn)洞，便道最大挖方高度約為39 m，便道坡度大，施工安全風(fēng)險(xiǎn)大，防護(hù)量大。

（2）修建便道須把洞頂上方左側(cè)的直立砂巖層全部清除，影響其整體穩(wěn)定性，對(duì)隧道安全存在一定風(fēng)險(xiǎn)。

（3）便道土石方開(kāi)挖量大，且污染下方河道，對(duì)山體生態(tài)破壞較嚴(yán)重。

（4）洞口位于懸崖半腰，布局場(chǎng)地受限。

因此，綜合考慮便道開(kāi)挖的施工安全風(fēng)險(xiǎn)、隧道洞頂?shù)陌踩€(wěn)定性、高邊坡防護(hù)和生態(tài)環(huán)保破壞的影響，擬不建議雷鋒山隧道出口采用方案2進(jìn)洞。

4.3 左側(cè)增設(shè)出口斜井進(jìn)洞方案

方案3在出口線路左側(cè)增設(shè)出口斜井進(jìn)洞。在線路左側(cè)約176 m處新增一斜井，斜井長(zhǎng)約195 m，綜合坡度約10.87%，與正洞交于DK111+168，交點(diǎn)內(nèi)軌頂面標(biāo)高為328.603 m，交匯夾角90 °，斜井洞口高程約349.288 m，洞口位于緩坡位置，洞口邊仰坡防護(hù)與方案1相同。斜井進(jìn)入正洞后，分兩個(gè)作業(yè)面進(jìn)行暗洞掘進(jìn)，小里程作業(yè)面往進(jìn)口施工至貫通里程，大里程作業(yè)面往出口施工。出口的刷坡、管棚、橋臺(tái)等工程平行施工，待隧道貫通后施作明洞及洞門。方案3新建便道0.36 km，新增斜井195 m。

主要優(yōu)點(diǎn)：

（1）出口的邊仰坡、橋臺(tái)工程可平行作業(yè)。

（2）對(duì)出口的山體破壞小，利于洞口圍巖穩(wěn)定，減小了對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響。

（3）斜井洞口場(chǎng)地較開(kāi)闊。

（4）進(jìn)正洞時(shí)間快，隧道貫通工期能提前，有工期糾偏的空間。

方案3的缺點(diǎn)及難點(diǎn)：

（1）需變更原設(shè)計(jì)方案增加斜井。

（2）斜井的軟巖挑頂施工存在一定風(fēng)險(xiǎn)。

（3）斜井進(jìn)入正洞后，洞身反坡施工距離較長(zhǎng)。

（4）進(jìn)口工程量大，進(jìn)入正洞施工的日期存在不可控因素，需進(jìn)一步對(duì)進(jìn)口工期進(jìn)行分析。

（5）隧道洞身的不良地質(zhì)，即淺埋段、下穿既有建筑和水塘（溝）、穿越多處裂隙發(fā)育帶（含水）等，對(duì)隧道進(jìn)度有影響。

通過(guò)三套施工方案的優(yōu)缺點(diǎn)及施工難點(diǎn)對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，方案1和方案2均因安全風(fēng)險(xiǎn)等影響無(wú)法進(jìn)行出口進(jìn)洞，擬建議選用方案3，即在出口線路左側(cè)新增斜井方案。

5 結(jié)語(yǔ)

該文綜合考慮近接工程大地坪隧道的影響，研究了雷鋒山隧道出口復(fù)雜仰坡進(jìn)洞施工技術(shù)。主要結(jié)論：

（1）雷鋒山隧道出口施工的主要風(fēng)險(xiǎn)源為隧道出口頂部砂巖帶，需要對(duì)危巖體進(jìn)行專項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估并提出針對(duì)性防護(hù)補(bǔ)強(qiáng)措施。

（2）雷鋒山隧道進(jìn)洞施工存在“陡”“?！薄蔼M”“險(xiǎn)”的特點(diǎn)，同時(shí)，與西渝鐵路大地坪隧道出口存在近接工程相互影響的問(wèn)題，需要優(yōu)化進(jìn)洞施工方案以保證在計(jì)劃工期內(nèi)完成洞口施工。

（3）雷鋒山隧道出口線路左側(cè)增設(shè)出口斜井進(jìn)洞施工方案具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，既減小了進(jìn)洞施工對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響，又有利于洞口圍巖穩(wěn)定，還保證了雷鋒山隧道貫通的工期。

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