京福鐵路客運專線閩清隧道施工組織設計

陳思明

(中鐵南方投資發展有限公司，廣東深圳 518000)

1 工程概述

閩清隧道為雙線隧道，正洞設計起訖里程為DK745+065～DK755+596，隧道全長10 531 m。隧道最大埋深968 m。閩清隧道是本標段的主要控制工程之一，同時又是本標段的重點工程。擬安排3個隧道作業隊，分別負責隧道進口、桔林斜井和隧道出口及出口平導的施工。

1.1 工程地質

閩清隧道在區域地質上屬于華南地層大區東南地層區沿海地層分區閩東地層小區，位于閩東火山斷坳帶的壽寧—華安火山基地斷隆帶北段，福建東部重力梯度帶上。工作區的西南側為北北西向的順昌—閩清斷裂帶，西側為南北向浦城—嵩口斷裂帶。區內構造簡單，發育有脆性斷層，褶皺不發育。

1.2 水文地質

地表水系屬于閩江流域，以四維山—五頭羊為分水嶺，東西兩側分別為安仁溪、古田溪支流。旱季河流量小，雨季流量增大數倍～數十倍。地表水受大氣降水補給，向兩側坡腳排泄。現有五頭羊水庫，位于隧道線路DK750+400～DK750+900右側約285 m。該水庫與F4斷層可能存在水力聯系。地下水類型有孔隙水、基巖裂隙水、構造裂隙水，均受大氣降水補給。孔隙水主要分布于時坪、四寶、五頭羊水庫一帶的山間谷地、洼地的沖洪積砂礫、卵石土空隙中，透水性好;裂隙水分布于巖石的裂隙中。地下水的補給、徑流和排泄條件受地形、地貌巖性和地質構造控制。宏觀上看，地下水的徑流方向基本與地表水一致，斜坡洼地地帶為地下水的補給、徑流區，河谷地帶為其排泄區。

1.3 工程重難點

隧道全長10 531 m，隧道最大埋深約968 m，為全線重點隧道工程之一。隧道設桔林斜井一座、出口平導一座。斜井采用無軌運輸雙車道斷面，綜合坡度為6.36%，斜長1 979.26 m;平導采用無軌運輸單車道+錯車道斷面，洞身坡度與正線一致，為0.9%，平導長2 138m，平導除與正洞交點處外，另設2處橫通道，均為輔助通道，橫通道采用無軌運輸單車道斷面。1)不良地質段的預報，防止災害性事故發生，是本工程的難點。2)進度壓力大，安全風險高，安全快速施工是本工程的難點。3)巖爆是洞內高地應力引起的巖石脆性破壞。預測隧道開挖過程中將產生巖爆，其強烈程度以輕微巖爆為主，預防是本工程的重點。4)為滿足高速鐵路工程結構耐久性要求，結構物采用高性能耐久性混凝土。對混凝土結構耐久性提出了嚴格要求，是本工程難點。

2 總體施工組織安排

閩清隧道分為進口、桔林斜井、出口、出口平導四個工點，進口承擔主洞2 088m施工，斜井承擔斜井1 979.26 m和主洞4 077 m施工，出口及出口平導承擔平導2 138 m和主洞4 366 m施工。

2.1 圍巖開挖循環時間表

隧道按噴錨構筑法原理組織施工，Ⅴ級圍巖采用三臺階臨時仰拱法施工，Ⅳ級圍巖采用三臺階法施工，Ⅲ級圍巖采用臺階法施工，Ⅱ級圍巖采用全斷面法施工。洞內運輸采用無軌運輸方式，正裝側卸式裝載機配合自卸汽車出碴。隧道開挖采用光面爆破，嚴格控制超欠挖，初期支護噴射混凝土采用濕噴工藝。隧道各級圍巖開挖循環時間表見表1。

表1 隧道各級圍巖開挖循環時間表

2.2 閩清隧道施工任務劃分及工期計劃表

閩清隧道施工任務劃分及工期計劃表見表2。

3 隧道快速施工方案

3.1 洞口路基及邊仰坡加固

土石方開挖之前，先行施作洞頂截水溝，及時施作排水系統。隧道洞門土石方開挖與洞口路基土石方開挖同時施工。按照設計放坡開挖洞口及洞口路基土石方，及時清刷路基邊坡、洞口仰坡至設計位置;其次根據開挖后的實際地質情況結合設計及時進行仰坡及邊坡的加固;松軟地層開挖邊、仰坡時，加強防護、隨時監測、檢查山坡的穩定情況。

表2 閩清隧道施工任務劃分及工期計劃表

3.2 暗洞進洞方案

洞口段Ⅴ級圍巖均采用明挖法施工，洞口仰坡按設計要求加固完成后，在洞口采用φ108長管棚進行超前支護，三臺階臨時仰拱法開挖進洞;首先施工導向墻，注意預留管棚孔口定位管的位置準確，導向墻施工完成后，采用管棚鉆機鉆孔，人工配合鉆機頂進安裝φ108大管棚進行超前支護。完成長管棚施工后，在長管棚支護環的保護下，根據圍巖地質級別確定的開挖方法進行暗洞洞身開挖施工。在洞口處先安裝一榀上半斷面鋼架，開挖上半斷面環形土體并預留核心土，當掘進達到0.6 m時，再安裝一榀鋼架，并按設計噴射混凝土和施作系統錨桿，以確保洞口穩定。在上半斷面開挖進入穩定后，下部開始落底跟進，錨桿、鋼架、網噴混凝土緊跟。

3.3 超前支護和初期支護方案

洞口超前支護采用φ108大管棚，洞身段超前支護采用φ42超前小導管，初期支護采用型鋼(或格柵)鋼架，組合中空注漿錨桿、砂漿錨桿、噴射混凝土和鋼筋網。

初期支護和臨時支護采用濕噴混凝土，鋼格柵、型鋼、鋼筋網等構件由洞外加工成半成品，經洞外檢驗后現場安裝定位，按規范搭接。超前支護采用大管棚、超前小導管。

3.4 襯砌施工方案

隧道襯砌采用12 m長穿行式液壓模板襯砌臺車，閩清隧道進出、口各配置1臺襯砌臺車，斜井正洞配置2臺襯砌臺車，平導正洞配置1臺襯砌臺車;混凝土由帶電子計量的拌合站集中拌制，6 m3混凝土罐車運輸，HBT60B混凝土輸送泵泵送入模。仰拱超前洞身襯砌30 m施工，采取搭棧橋(Ⅰ20工字鋼焊拼見圖1)縱向分段一次性澆灌，每次澆筑長度控制在12 m以內，仰拱和仰拱填充分開施工。

圖1 Ⅰ20工字鋼焊拼

仰拱、填充采用搭設移動式棧橋進行施工，一次施工的長度為12 m。

第一步:棧橋安裝就緒，允許各種車輛通過，準備橋下仰拱作業。第二步:橋下仰拱作業，各種車輛正常通過，橋上橋下互不干擾。第三步:仰拱施工結束，坡橋在液壓油缸作業下升起，離開地面，同時行走輪下降，行走輪接地后油缸繼續伸長，行走輪逐漸將整個棧橋撐起。第四步:啟動行走電機，行走輪旋轉，帶動棧橋向前移動，棧橋行走12 m。第五步:棧橋行走到位后，行走輪支撐油缸收縮，當棧橋完全由棧橋橋墩支撐時停止，此時放下坡橋，完成棧橋準備工作。

4 結語

閩清隧道工程進展始終按照施工組織工期要求按計劃推進，通過設計階段施工組織方案優化，使設計與施工形成了有機結合，增強了施工組織方案的科學性、合理性。推行長大隧道快速施工技術和動態調整，保證了太行山隧道的建設總工期。

［1］鐵建設［2005］160號，客運專線隧道工程施工質量驗收暫行標準［S］.

［2］鐵建設［2005］157號，鐵路混凝土結構耐久性設計暫行規定［S］.

［3］王志堅，信本煥.烏鞘嶺隧道建設管理要點簡析［J］.鐵道標準設計，2005(9):37-38.

［4］董銀勤.烏鞘嶺隧道動態設計施工圖的形成與管理［J］.鐵道標準設計，2005(9):40-41.