前文村隧道淺埋段施工技術研究

陸 方 訓

(中鐵十四局集團第二工程有限公司，山東 濟南 250000)

1 工程概況

山西中南部鐵路通道是目前我國單軸最重的重載鐵路，其中前文村1號隧道位于山東省臨沂市沂水縣，隧道連接前文村一村西北山坡與下肖家溝村東南山坡。隧道里程為DK1140+877～DK1141+129，全長252 m。隧址區穿越低山丘陵地區，丘坡自然坡度較陡，進口自然坡腳一般為30°，出口自然坡角一般為27°。最大埋深36.3 m。

根據現場調繪，隧道工程范圍內地層巖性主要為粉質黏土、粗礫砂等。隧址區圍巖分級如表1所示。

表1 前文村1號隧道圍巖分級

由于隧址區地質條件復雜，地質調繪發現多處溶蝕現象發育，隧址區不良地質主要是巖溶，發現隧址區地表灰巖溶隙、溶槽、溶溝等溶蝕現象發育，隧道存在突泥突水的風險，同時由于花崗片麻巖存在差異風化，局部巖體較破碎，施工過程中應加強超前地質預報工作。

2 隧道支護措施

隧道各里程段地質條件、支護措施及施工方法如表2所示。長管棚主要用于洞身斷層帶或淺埋偏壓地段。

3 淺埋段超前支護施工工藝

3.1 洞口大管棚超前支護施工

隧道洞口淺埋段超前支護采用拱部180°范圍φ108熱軋無縫鋼花管超前長管棚注漿預支護，鋼花管壁厚6 mm。初期支護采用型鋼鋼架加強。隧道洞口長管棚超前支護示意圖見圖1。管棚環向間距為40 cm，外插角為1°～3°。鋼花管上鉆13 mm左右的注漿孔，沿管棚縱向孔間距約15 mm，梅花形布置，同時留出1 m左右的止漿段。洞口長管棚施工工藝流程見圖2。鋼管的徑向和環向施工誤差應分別不超過20 cm和10 cm。

表2 隧道襯砌支護情況說明表

3.2 洞身段超前長管棚施工

洞身斷層帶或淺埋偏壓地段超前支護采用拱部180°范圍φ89熱軋無縫鋼管進行超前長管棚注漿預支護，鋼花管壁厚5 mm。管棚從型鋼鋼架腹板開圓孔穿過進行安裝，或采用一榀格柵鋼架梁代替需要穿孔的型鋼鋼架。管棚環向間距為40 cm，外插角小于12°。鋼花管上鉆13 mm左右的注漿孔，留出1.5 m左右的止漿段。檢查孔采用無縫鋼管。注漿材料為水泥漿、水泥砂漿或雙液漿。水泥漿液水灰比為1∶1(重量比)，注漿壓力為1 MPa左右。鋼管的徑向和環向施工誤差應分別不超過20 cm和10 cm。

3.3 超前小導管施工

在本工程中，超前小導管同樣采用φ42熱軋無縫鋼花管，小導管施工工藝流程見圖3，施工前在小導管的管壁上鉆孔，縱向間距約15 cm，孔徑約7 mm。錨桿注漿前應先噴射不小于5 cm的噴射混凝土作為止漿墻。

3.4 超前錨桿施工工藝與方法

超前錨桿采用φ25中空注漿錨桿，施工工藝流程見圖4。

4 淺埋段三臺階臨時仰拱法施工工藝

前文村隧道洞身Ⅴ級圍巖淺埋或偏壓段自承能力差，且地質情況復雜，技術標準要求高，無法采用常規的三臺階開挖方法，因此采用三臺階臨時仰拱法施工。洞身Ⅳ級圍巖采用臺階法施工，Ⅴ級圍巖采用三臺階法施工。

5 結語

前文村隧道淺埋段圍巖自承能力差，且地質情況復雜，技術標準要求高，無法采用常規的三臺階開挖方法，對隧道施工及支護方法提出了挑戰。

目前，前文村隧道采用文中所述的超前管棚注漿與支護、超前小導管、超前錨桿和三臺階臨時仰拱法施工工藝及方法，通過加強超前地質預測預報和監控量測工作，取得了預期的工程效果，驗證了文中所述施工工藝的合理性和有效性，可為以后隧道淺埋軟弱圍巖地段的施工提供一定的參考價值。

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