寧安鐵路鐘鳴二號隧道安全貫通技術分析

任國強

中交隧道工程局有限公司 244121

寧安鐵路鐘鳴二號隧道安全貫通技術分析

任國強

中交隧道工程局有限公司 244121

新建寧安鐵路NASZ-5標段鐘鳴2#隧道，為Ⅴ級圍巖淺埋偏壓隧道，系寧安鐵路高風險等級隧道。嚴格按照高鐵隧道施工規范，采取隧道加強支護，和各種保護措施，控制開挖各步紅線距離確保安全、順利貫通。

寧安鐵路鐘鳴二號隧道；紅線控制；隧道安全；隧道貫通

1 概述

新建寧安鐵路NASZ-5標段鐘鳴2#隧道起訖里程DK140+830-DK141+628，隧道全長798m。位于縱向i=-0.8%的單向縱坡上，為Ⅴ級圍巖淺埋偏壓隧道，經專家評估為寧安鐵路高風險等級隧道。

2 地質情況

隧道位于長江沖積平原丘陵地段，該地區所在地區地貌主要為剝蝕丘陵、崗地、河流一級階地及沖積平原區。丘陵區地形起伏較大，自然坡度在15°～30°之間，植被發育，樹木茂盛；丘間谷地一般呈狹長狀，但地形較平坦，目前剩余暗挖段埋深在12m～14m范圍內。

沿隧道洞身出露地層主要為第四系、侏羅系、三迭系沉積巖，各地層分述如下:

（1）第四系地層（Q）

表層Q[2](fgl):粉質黏土夾碎石，硬塑，褐黃色，厚約0～10m。

（2）侏羅系（J）

下伏J[3]k凝灰巖，灰白色～青灰色，全風化～弱風化。全風化呈土狀，厚約10m；強風化層節理裂隙發育，巖芯破碎呈碎塊狀，厚約4m，其下弱風化。

（3）三迭系（T）

下伏T[3]h泥質砂巖，棕紅色～紫紅色，全風化～弱風化。全風化呈土狀，厚約3m～20m，；強風化，節理裂隙發育，厚約3m；其下弱風化，泥質含量較少，巖體較完整，巖層產狀1230∠280。

3 貫通施工技術控制

3.1 鐘鳴2#隧道開挖工法及目前施工情況

隧道采用CRD法開挖，開挖工法圖如圖1。

圖1

隧道進、出口兩個作業面進行施工，目前隧道進口開挖掌子面里程為DK141+408，隧道出口開挖掌子面里程為DK141+431，綜合地質情況，隧道出口停止開挖，由進口單側施工進行貫通，貫通里程為DK141+431。

為確保施工安全，隧道從進口端單側掘進，符合規范要求，鐘鳴2#隧道進口端施工任務主要為:開挖、初期支護、二次襯砌等工序循環作業；鐘鳴2#隧道出口端施工任務為:掌子面停止開挖，主要為仰拱、填充及二襯向掌子面跟進；暗洞剩余6m為貫通段，進口端和出口端都跟進至要求里程后，方可進行剩余暗洞開挖。

3.2 鐘鳴2#隧道出口端施工技術措施

1）禁止對掌子面開挖，并對DK141+431掌子面重新加設單層超前小導管后進行掛網+噴射混凝土封閉，鋼筋網片采用φ8，20cm×20cm，噴砼厚度20cm，噴砼標號為C20。

2）仰拱、填充及二襯繼續向掌子面跟進，仰拱和填充施工至里程DK141+445，距離掌子面14米，二襯施工至DK141+445，距離掌子面14米，距離符合要求。

3）剩余暗洞開挖、襯砌由進口貫通后完成。

3.3 鐘鳴2#隧道進口端施工準備

1）暗洞開挖采用CRD法(各部布距按照掌子面距仰拱填充距離自行調整)，初支鋼架間距加密至50cm，因隧道圍巖為粗圓礫土層，孤石、漂石較多，考慮到開挖過程中人員安全，中臺階左側和中臺階右側分兩次開挖。

2）暗洞剩余6m時，掌子面加設雙層超前小導管，后續初支鋼架逐榀設置單層超前小導管。同時掌子面禁止開挖。

3）跟進仰拱和二襯施工，仰拱及填充施工至里程DK141+405，距離出口仰拱及填充（DK141+445）40m，距離貫通點（DK141+431）26m，二襯施工至里程DK141+377，距離出口二襯里程（DK141+445）68m。在仰拱待進出口端都達到要求里程后，方可進行最好6m貫通段開挖。

3.4 貫通前各工序施工里程要求及紅線距離

高速鐵路施工規范要求:V級圍巖開挖施工仰拱距離掌子面不得大于40m，二襯距離掌子面不得大于70m。貫通前，開挖兩端仰拱距離不得大于40m，二襯距離不得大于70m。以此紅線作為控制標準。

3.5 施工工藝要求

3.5.1 開挖及初期支護施工

暗洞段采用CRD法開挖，鋼架間距加密至0.5m，臨時鋼架采用I18工字鋼，在每步臺階底部設置I18臨時仰拱并噴射18cm厚封底混凝土，掌子面封閉混凝土厚8cm。

暗洞段內每節段鋼架設4根φ50壁厚5mm，L=5m鎖腳錨桿，每隔3m設置一環φ50壁厚5mm，L=5m雙層超前小導管。

3.5.2 超前小導管施工

1）設計參數:

雙層超前小導管配合型鋼鋼架使用，應用于隧道Ⅴ級圍巖拱部超前注漿預支護，其縱向搭接長度不小于1.5m。

雙層超前小導管設計參數:

①超前導管規格:Φ50鋼花管，長度5.0m，壁厚5mm；

②小導管環向間距30cm，縱向間距3.0m；

③傾角:第一層小導管外插角5°～10°，第二層小導管外插角40°，可根據實際情況調整；

④注漿材料:水泥漿液（水灰比:1:1）；

⑤設置范圍:拱部范圍。

隧道貫通時，超前小導管作用很明顯。

4 應急措施

①隧道發生塌方，應及時迅速處理，處理前必須詳細觀測塌方范圍、形狀、塌穴的地質構造，了解塌方發生原因和地下水活動的情況，制定處理方案。

②塌方中如有人員傷亡，立即打120或與當地醫院聯系。

③處理塌方應先加固未塌方地段，防止其繼續發展

a.小塌方，縱向延伸不長，坍穴不高，可利用坍塌間隙時間，首先加固坍體兩端洞身，并抓緊噴射砼或噴錨聯合支護封閉坍塌頂部，再清碴，也可在坍碴上架設臨時支撐，撐穩頂部，再邊清碴邊換正式支撐。

b.大塌方，坍穴高、坍碴數量大，在加固兩端洞身后，暫不處理坍穴頂部、不清碴，可采用先護后挖法，于坍碴內挖掘小導坑穿過，再根據圍巖情況進行施工，當坍方仍有發展，可用復式導坑挖通過坍體上方，先將頂部情況摸清并妥善處理后再進行下部施工。

④塌方冒頂，在處理前應支護陷穴口，地質極差時，在陷穴口附近地面先打設地表錨桿，洞內采用管棚支護和鋼架支撐。在上下導坑法施工中如上導發生坍方，應先加固下導支撐，防止坍體壓垮中層。

⑤采取“四不放過”的原則處理事故。

5 結語

鐘鳴二號隧道最終順利貫通。鐘鳴二號隧道地質情況復雜，而且淺埋，屬高風險隧道，開挖過程中遇到很多困難，為了保證在最后貫通不出問題，我們做出很大的努力，在做出以上措施的同時，管理人員也付出了大量的心血。希望能為類似隧道貫通作為參考。

[1] 高速鐵路隧道工程施工質量驗收標準（鐵建設[2010]241號）

[2] 鐵路隧道工程施工技術指南（鐵建設[2010]241號）

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.13.020

任國強（ 1981-），男，中交隧道工程局有限公司，助理工程師。