張玉印

【摘 要】 淺埋隧道圍巖自身承載能力很差，沉降控制難，影響因素多，施工中存在的問(wèn)題多，結(jié)合云桂鐵路新蓮隧道撈魚河段施工案例，為解決施工中存在的問(wèn)題，運(yùn)用“淺埋暗挖”的理念，變明挖為暗挖，優(yōu)化施工方法，有效規(guī)避了外界影響因素，取得了較好的效果。

【關(guān)鍵詞】 淺埋暗挖 ?施工方法 ?措施

隨著鐵路建設(shè)技術(shù)的發(fā)展，施工難度越來(lái)越大，施工協(xié)調(diào)難度大，施工過(guò)程中會(huì)遇到種種影響，如何在施工中處理影響問(wèn)題，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，優(yōu)化施工方法，有效規(guī)避影響因素顯得意義重大。

1 工程概況

新蓮隧道為雙線隧道，風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)高，工期緊，進(jìn)口里程D2K720+757，出口里程D2K733+600，全長(zhǎng)12843米，其中DK732+170～DK732+310下穿撈魚河，拱頂埋深4.5m～6.5m，開(kāi)挖斷面高12米，寬14.5米。

2 明挖施工方法

設(shè)計(jì)建議DK732+170～DK732+310段正洞采用明挖法施工，襯砌采用V級(jí)抗震I型明洞襯砌，采用全包防水，襯砌拱墻、仰拱設(shè)置全環(huán)防水板。

3 明挖施工方法的影響

撈魚河位于昆明市呈貢新區(qū)，屬國(guó)家重點(diǎn)水源保護(hù)區(qū)，水務(wù)和環(huán)保局均不同意明挖施工。地表植被主要為苗圃（約2萬(wàn)多株），賠償費(fèi)用無(wú)法達(dá)成一致，施工無(wú)法進(jìn)行。地表管線密集，臨時(shí)改移或加強(qiáng)防護(hù)等手段得不到產(chǎn)權(quán)單位的認(rèn)可，施工協(xié)調(diào)難度大，嚴(yán)重影響施工。

4 暗挖施工方法的風(fēng)險(xiǎn)

風(fēng)險(xiǎn)分析：通過(guò)對(duì)新蓮隧道下穿撈魚段的設(shè)計(jì)資料、地質(zhì)資料及施工條件進(jìn)行分析，該段隧道施工的變形控制直接影響施工安全，其變形表現(xiàn)在三個(gè)方面：①超前預(yù)支護(hù)和預(yù)加固措施不完善，開(kāi)挖引起的地層應(yīng)力的改變，引發(fā)地表開(kāi)裂變形，地表構(gòu)筑物的破壞;②開(kāi)挖施工支護(hù)選擇不合理，造成坍塌變形;③二次襯砌未及時(shí)施作引發(fā)初期支護(hù)變形，造成坍塌變形。

5 施工方法及措施

適用淺埋隧道施工較多，應(yīng)綜合考慮現(xiàn)場(chǎng)條件，選擇最安全、最經(jīng)濟(jì)的施工方案。施工遵循“管超前、嚴(yán)注漿、短進(jìn)尺、強(qiáng)支護(hù)、早封閉、勤量測(cè)”的方針，重點(diǎn)應(yīng)對(duì)防坍塌、地表沉降，快速通過(guò)的理念。

5.1 施工安排

撈魚河屬流量隨季節(jié)性變化，施工安排在旱季施工。加快各循環(huán)的時(shí)間，盡量縮短沉降變形的時(shí)間，避免初期支護(hù)變形，做到二襯緊跟施工。

5.2 超前預(yù)支護(hù)措施

隧道穿越段處于水源保護(hù)區(qū)，環(huán)境要求較高，地表加固措施不可行，采用洞內(nèi)加固措施。采用中管棚配合小導(dǎo)管進(jìn)行超前加固，充分發(fā)揮中管棚的剛度及小導(dǎo)管施作便捷的特點(diǎn)，現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證加固的范圍為開(kāi)挖輪廓線外形成厚度為0.5～1的加固層，施作時(shí)間較短，注漿采用雙液漿，能快速加固圍巖，對(duì)水源和苗木的污染小，有效控制地表沉降。

5.3 監(jiān)測(cè)預(yù)警

淺埋暗挖隧道監(jiān)測(cè)重點(diǎn)為隧道內(nèi)變形觀測(cè)、地表沉降觀測(cè)和結(jié)構(gòu)物的變形觀測(cè)。地表沉降量測(cè)點(diǎn)縱向間距為3m，橫向間距為3m，觀測(cè)范圍為隧道左右各30米。結(jié)構(gòu)物變形量測(cè)點(diǎn)設(shè)在結(jié)構(gòu)物的底部，間距為3m，觀測(cè)范圍為隧道左右各30米。洞內(nèi)監(jiān)控量測(cè)斷面間距按3m布設(shè)（確保于地表沉降觀測(cè)在同一斷面上），水平收斂量測(cè)斷面共3條測(cè)線，拱頂沉降點(diǎn)布置于隧道中線上。

5.4 開(kāi)挖施工工藝的選擇

①地質(zhì)條件：隧道拱部穿越洪積層松軟土和細(xì)圓礫土，巖性軟，自穩(wěn)性差，其余部分穿越玄武巖弱～強(qiáng)風(fēng)化層，巖體整體性差，自穩(wěn)性一般，有一定的承載能力。②開(kāi)挖措施：淺埋段施工方法有：中隔墻法（CRD）法、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法、臺(tái)階法加臨時(shí)仰拱。

（1）CRD法施工適用于大跨度、軟弱圍巖隧道分部開(kāi)挖的施工方法的一種。CRD法一般分6部施工。各部開(kāi)挖及支護(hù)自上而下步步成環(huán)，及時(shí)封閉，成環(huán)時(shí)間短，有效的減少收斂變形和下沉，在控制地面沉降和土體水平位移等方面優(yōu)于其他工法，但拆除中隔壁時(shí)風(fēng)險(xiǎn)較大;工序繁雜，施工速度較慢，費(fèi)用高。（2）雙側(cè)壁導(dǎo)坑法一般將斷面分成四塊，充分利用側(cè)壁導(dǎo)坑臨時(shí)支撐的作用，導(dǎo)坑寬度不宜超過(guò)斷面最大跨度的三分之一，高度以到起拱線為宜，在開(kāi)挖導(dǎo)坑時(shí)，盡量減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)，周邊輪廓圓順，避免應(yīng)力集中，減少圍巖變形，但施工中應(yīng)建立整套圍巖支護(hù)結(jié)構(gòu)監(jiān)控量測(cè)系統(tǒng)，進(jìn)行信息化施工管理，隨時(shí)掌握施工過(guò)程的動(dòng)態(tài)變化，合理安排，及時(shí)調(diào)整施工工藝。雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工擾動(dòng)大，封閉的時(shí)間長(zhǎng)，速度較慢，成本較高。臺(tái)階法加臨時(shí)仰拱施工是將大斷面劃分成三個(gè)小單元進(jìn)行開(kāi)挖，縮小開(kāi)挖斷面;采用臨時(shí)仰拱使每個(gè)小單元及時(shí)封閉成環(huán)，形成環(huán)向受力，有效地發(fā)揮初期支護(hù)整體受力效果，有效阻止支護(hù)結(jié)構(gòu)變形。（3）臺(tái)階法加臨時(shí)仰拱施工臨時(shí)支護(hù)措施少，擾動(dòng)小，施工中間變形幾乎不能完全阻止，但速度快，成本底。（4）結(jié)合地質(zhì)條件與施工措施間相互作用，對(duì)暗挖施工方法進(jìn)行優(yōu)化。

隧道拱部為松軟土，自穩(wěn)性較差，圍巖的變形和地表沉降風(fēng)險(xiǎn)較大，可考慮CRD法的優(yōu)點(diǎn)。采用人工開(kāi)挖的方法減小圍巖的擾動(dòng)，在超前支護(hù)的保護(hù)下，快速進(jìn)行支護(hù)，封閉開(kāi)挖面。隧道拱部以下穿越玄武巖弱～強(qiáng)風(fēng)化層，自穩(wěn)性較好圍巖的變形和地表沉降風(fēng)險(xiǎn)較小，可考慮臺(tái)階法加臨時(shí)仰拱法的優(yōu)點(diǎn)。機(jī)械配合人工開(kāi)挖，利用圍巖自穩(wěn)性在該處施作臨時(shí)仰拱，根據(jù)量測(cè)數(shù)據(jù)加設(shè)臨時(shí)豎撐，使初期支護(hù)及時(shí)成環(huán)，防止變形。經(jīng)量測(cè)， 新蓮隧道下穿撈魚段拱頂日下沉最大值為1.6mm/d，最小值為0.3mm/d;水平收斂日最大值為2.8mm/d，最小值為1.3mm/d; 累計(jì)沉降量最大值為40mm。累計(jì)收斂最大值為72mm。從以上數(shù)據(jù)分析可知，該段圍巖變形穩(wěn)定、無(wú)異常。

采用以上施工措施，新蓮隧道下穿撈魚段施工避開(kāi)雨季，共施工3個(gè)月，施工期間未發(fā)生安全和質(zhì)量問(wèn)題。

6 效果分析

通過(guò)明挖改暗挖淺埋暗挖隧道施工采用多種輔助工法，超前支護(hù)，加固圍巖，改善部分圍巖的自承能力，不同的開(kāi)挖方法及時(shí)支護(hù)、封閉成環(huán)，使其與圍巖共同作用形成聯(lián)合支護(hù)體系;在施工過(guò)程中應(yīng)用監(jiān)控量測(cè)、信息反饋和優(yōu)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)少沉降、安全施工，并形成多種綜合配套技術(shù)。

7 結(jié)論

新蓮隧道下穿撈魚河段明挖施工較安全，施工速度較快，但受外界種種因素的影響無(wú)法實(shí)施，淺埋暗挖適用于松軟地層施工，與明挖法相比，具有拆遷少、占地少，不擾民、不干擾交通，施工靈活方便，有多種斷面形式適用不同的地層，解決了沉降問(wèn)題，達(dá)到安全生產(chǎn)和連續(xù)施工的目的。

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