隧道淺埋關鍵施工技術分析

劉崇前

摘要：在我國的鐵路建設中，隧道的施工建設在整個工程項目中占據著非常重要的地位，而隧道的淺埋施工是施工的重點。文章根據工程實例，分析了隧道淺埋施工中的關鍵技術，為以后的施工提供了相應的借鑒。

關鍵詞：淺埋隧道；關鍵施工技術；鐵路建設；工程項目；隧道工程 文獻標識碼：A

中圖分類號：U455 文章編號：1009-2374（2017）05-0158-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.05.076

京福閩贛鐵路Ⅳ標上梅隧道DK567+075～DK567+300為淺埋段，上梅隧道全長3824.5m，Ⅴ級圍巖占全隧36%，Ⅳ級圍巖占全隧24%，Ⅲ級圍巖占全隧40%，無Ⅱ級圍巖。其中DK567+075～DK567+300淺埋段成“V”字型沖溝，坡面陡峻，自然坡度約30°左右。且該段為淺埋、軟弱、富水圍巖，地質復雜，最小埋深3.6m，最大埋深13m，主要巖性為全風化云母石英片巖，遇水易坍塌，地下水發育，上升泉較多，地表為灌溉水田，坡面植被較為發育，該段也為全段的控制性工程之一。

1 施工難點分析

本隧道長且埋深淺，隧道開挖后容易出現坍塌。該隧道是本標段的重點，工程的工期更是本標段控制的難點，而其中的軟流塑狀淤泥質黏土是控制中的難點，因為其具有高靈敏度、高壓縮性以及強度低和容易蠕動的特點，在開挖之后穩定性較差，造成地面坍塌、沉降，所以在軟流塑地層暗挖隧道施工難點主要表現為：（1）在施工中，由于土體中存在地下水，因此容易出現地下水流失；（2）地面出現坍塌、沉降，對施工產生影響；（3）因地質不穩定性，隧道上層覆土薄（僅3.6m），不能形成有效的承載拱，嚴重時可能出現涌泥的現象，使施工無法正常地進行。

在本段施工過程中進度緩慢，施工周期性長，給隧道施工帶來了較大的困難，如何快速、安全通過淺埋、軟弱、富水圍巖隧道是本工程攻關的重難點之一。

2 淺埋段施工方法

2.1 淺埋段施工前的準備

在進行淺埋段的施工前，所有參與施工的相關部門人員必須對其地貌、地物等進行實地的勘查，將所出的結果與設計圖紙進行相應的比對，將存在的相應技術問題解決處理，組織測量人員對該淺埋段進行地形測繪，繪制地形圖，并且對參加的施工人員進行技術交底和培訓。

2.2 隧道洞外施工

2.2.1 清表。通過施工放樣，對DK567+075～DK567+180段采用地表注漿加固措施，對DK567+075～DK567+180段挖除不小于30cm保護土層，清除地表耕植土、植被草皮、淤泥等雜質，當原始地面坡度陡于1∶5時，地表應開挖臺階，臺階寬度不得小于1m。

2.2.2 地表注漿。DK567+075～DK567+180段采用地表注漿加固措施，在隧道地表進行垂直方向鉆孔和分層注漿，采用單液漿或雙液漿，加固寬度為隧道左右邊墻外各5m。加固深度分兩種情況：（1）對隧道范圍內加固到拱圈外0.5m；（2）隧道外加固至強風化層以下不小于1m，注漿采用袖閥管分段后退式注漿。

2.3 隧道洞內施工

施工項目組在其施工中必須保持“管超前、嚴注漿、短進尺、強支護、早封閉、勤量測”的十八字施工方針原則。

2.3.1 開挖。DK567+075～DK567+300段采用CD法施工。

第一，施工工藝。（1）施工前做好各項施工準備，對洞口進行測量放線并做好超前地質預報；（2）六步CD法開挖，左右部的臺階高度應根據地質情況、隧道斷面大小和施工設備確定。每側按兩部或三部臺階開挖，開挖后應及時支護，兩側先后距離保持10～20m，上下斷面距離應保持3～5m；（3）各部開挖時，相臨部位的噴混凝土強度達設計強度的70%以上；（4）先行側中隔壁應設置為向外的弧形；（5）中隔壁在澆筑仰拱前逐段拆除。拆除長度應根據量測結果確定，不宜大于15m。臨時支護拆除后應及時施作仰拱和二次襯砌；（6）特殊情況下可將中隔壁澆筑在仰拱中，待鋪設防水板時再割斷。

第二，輔助施工方法。超前雙層小導管施工：（1）小導管采用Φ50無縫熱扎鋼管制成，在前部鉆注漿孔，孔徑10mm，孔間距15cm，呈梅花形布置，前端加工成錐形，尾部不鉆孔長度不小于30cm，作為止漿段；（2）為保證小導管的支護效果減小小導管的外插角，可在小導管架設后再架立型鋼鋼架，也可采用一榀格柵鋼架替代需開孔的型鋼鋼架，鋼管尾部應與鋼架焊接。

第三，增設加強支護項目。（1）加強鎖腳鋼管：于A、B單元鋼架腳原設計鎖腳位置往上1.2m左右各增加一道鎖腳鋼管，鎖腳鋼管為雙管U型布置，鎖腳鋼管必須注漿；（2）加強鋼拱架腳支撐：于雙側A、B單元鋼架腳墊木板，并確保木板墊于硬巖上。

2.3.2 洞身初期支護。

第一，在不同的開挖方法下，支護參數不同，主要支護的施工方法相同。初期支護施工工序流程為：開挖后初噴砼→系統支護（錨桿、鋼筋網、格柵鋼架）施工→復噴砼至設計厚度→輔助支護措施（超前錨桿、超前小導管注漿、徑向注漿）。

第二，局部加密鋼架：處理下沉段時，于每段開挖鑿口處加密一榀鋼架；于每段管棚施工口處同時加密一榀鋼架，加密間距對中距離為35cm。

第三，初期支護后增設小導管注漿：待A或者B單元初期支護噴錨完成后，于A或B單元兩側鋼架腳向上往縱向布設3排Φ50小導管，間距為1.2m×1.2m，梅花形布置，小導管長度為L=4m，小導管斜向下打設，角度為25°～30°，小導管注1∶1水泥漿，往大里程新開挖段也應增設上述內容。

第四，噴射混凝土施工。在開挖找頂、撬幫施工完成后，馬上對圍巖進行初噴封閉，把圍巖的自穩能力充分發揮出來。在地下水不發育地段，進行噴砼作業采用濕噴機，圍巖在開挖后先對巖體進行初噴，厚度為6cm，鋼筋及鋼筋網安裝后再進行復噴至設計厚度28cm。

第五，砂漿錨桿。在邊墻部位設置砂漿錨桿，而施工時采用臺車配合風鉆進行鉆孔，機械配合人工安裝錨桿，水泥砂漿終凝后安設孔口墊板，錨桿長4.5m，間距按1.5m×1.5m梅花型布置。

第六，中空注漿錨桿。一般是開挖斷面的拱部及圍巖較差地段進行中空注漿錨桿，而在拱墻部分地段的超前支護也會使用超前中空注漿錨桿，采用錨桿長4.5m，間距按1.2m×1.2m梅花型的布置。

第七，鋼筋網的鋪設。在鋼筋投入使用前，必須進行除銹并試驗合格才可以，在施工洞外時，進行鋼筋分片制作，搭接長度為1～2個的網格，在人工鋪設貼近地面的巖面情況下，要將錨桿與鋼架綁扎連接點焊接牢固。在鋼筋網和鋼架綁扎時，要綁在靠近巖面的一側，以保證整體結構受力的平衡，采用HPB300Φ8鋼筋作為鋼筋網片來進行制作，網格間距為20cm×20cm，鋼筋網噴混凝土的保護層厚度不小于2cm。

第八，鋼架的施工。鋼架的焊接施工時，要根據當時設計的尺寸在洞外下料進行分節焊接，在施工制作時要根據設計圖紙的要求進行嚴格的施工，以確保工程的達標，在焊接的過程中，每節兩端均要焊連接板，節點之間可以用螺栓連接牢靠，鋼架要根據設計要求進行安裝，安裝的尺寸必須在允許的偏差內（橫向和高程為±5cm，垂直度±2°）。安裝后利用鎖腳錨管定位，兩排鋼架間用Φ22鋼筋拉桿縱向連接牢固，以便形成整體受力結構。鋼架采用HW175型鋼加工，在鋼筋加工棚統一制作冷彎成型，鋼架間距調整為0.5m/榀。

2.3.3 混凝土襯砌施工。隧道二次混凝土襯砌采用大模板自行式液壓襯砌臺車，襯砌臺車根據隧道斷面尺寸加工而成。襯砌臺車采用經緯儀與水平儀定位，現場設工程試驗室，配備試驗技術人員和試驗設備，負責各種原材料及混凝土的試驗工作，確保混凝土襯砌內實外美，斷面尺寸準確無誤，一次達標。

3 圍巖的量測

根據新奧法施工原理，監控量測是隧道開挖的重要環節，對隧道圍巖監控量測的目的是：（1）掌握圍巖動態，對圍巖穩定性做出評價；（2）確定支護形式，支護參數和支護時間；（3）了解支護結構、受力狀態和應力分布；（4）評價支護結構的合理性和安全性。圍巖量測布置拱頂沉降觀測樁、水平收斂觀測樁及地表沉降觀測樁，布置斷面間距5m，洞內觀測斷面與地表觀測樁斷面為同一里程斷面觀測頻率參照圍巖量測規范要求執行。在施工中，我們通過對圍巖周邊收斂量測、拱頂下沉量測數據的分析，發現局部地段變形較快，并出現細小裂縫，通過及時修改支護參數，采取了加強支護措施，并及時施做仰拱，有效避免了安全事故的發生。

4 結語

總之，在鐵路的淺埋段建設中要根據施工程項目的具體實際情況，采用合理有效的施工方案進行施工，落實每個工序，以保證項目的工程質量。

參考文獻

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（責任編輯：小 燕）