京福鐵路客運(yùn)專線閩清隧道施工組織設(shè)計(jì)

陳思明

(中鐵南方投資發(fā)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(shè)計(jì)起訖里程為DK745+065～DK755+596，隧道全長(zhǎng)10 531 m。隧道最大埋深968 m。閩清隧道是本標(biāo)段的主要控制工程之一，同時(shí)又是本標(biāo)段的重點(diǎn)工程。擬安排3個(gè)隧道作業(yè)隊(duì)，分別負(fù)責(zé)隧道進(jìn)口、桔林斜井和隧道出口及出口平導(dǎo)的施工。

1.1 工程地質(zhì)

閩清隧道在區(qū)域地質(zhì)上屬于華南地層大區(qū)東南地層區(qū)沿海地層分區(qū)閩東地層小區(qū)，位于閩東火山斷坳帶的壽寧—華安火山基地?cái)嗦П倍?，福建東部重力梯度帶上。工作區(qū)的西南側(cè)為北北西向的順昌—閩清斷裂帶，西側(cè)為南北向浦城—嵩口斷裂帶。區(qū)內(nèi)構(gòu)造簡(jiǎn)單，發(fā)育有脆性斷層，褶皺不發(fā)育。

1.2 水文地質(zhì)

地表水系屬于閩江流域，以四維山—五頭羊?yàn)榉炙畮X，東西兩側(cè)分別為安仁溪、古田溪支流。旱季河流量小，雨季流量增大數(shù)倍～數(shù)十倍。地表水受大氣降水補(bǔ)給，向兩側(cè)坡腳排泄?，F(xiàn)有五頭羊水庫(kù)，位于隧道線路DK750+400～DK750+900右側(cè)約285 m。該水庫(kù)與F4斷層可能存在水力聯(lián)系。地下水類型有孔隙水、基巖裂隙水、構(gòu)造裂隙水，均受大氣降水補(bǔ)給。孔隙水主要分布于時(shí)坪、四寶、五頭羊水庫(kù)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(bǔ)給、徑流和排泄條件受地形、地貌巖性和地質(zhì)構(gòu)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(bǔ)給、徑流區(qū)，河谷地帶為其排泄區(qū)。

1.3 工程重難點(diǎn)

隧道全長(zhǎng)10 531 m，隧道最大埋深約968 m，為全線重點(diǎn)隧道工程之一。隧道設(shè)桔林斜井一座、出口平導(dǎo)一座。斜井采用無(wú)軌運(yùn)輸雙車道斷面，綜合坡度為6.36%，斜長(zhǎng)1 979.26 m;平導(dǎo)采用無(wú)軌運(yùn)輸單車道+錯(cuò)車道斷面，洞身坡度與正線一致，為0.9%，平導(dǎo)長(zhǎng)2 138m，平導(dǎo)除與正洞交點(diǎn)處外，另設(shè)2處橫通道，均為輔助通道，橫通道采用無(wú)軌運(yùn)輸單車道斷面。1)不良地質(zhì)段的預(yù)報(bào)，防止災(zāi)害性事故發(fā)生，是本工程的難點(diǎn)。2)進(jìn)度壓力大，安全風(fēng)險(xiǎn)高，安全快速施工是本工程的難點(diǎn)。3)巖爆是洞內(nèi)高地應(yīng)力引起的巖石脆性破壞。預(yù)測(cè)隧道開挖過程中將產(chǎn)生巖爆，其強(qiáng)烈程度以輕微巖爆為主，預(yù)防是本工程的重點(diǎn)。4)為滿足高速鐵路工程結(jié)構(gòu)耐久性要求，結(jié)構(gòu)物采用高性能耐久性混凝土。對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)耐久性提出了嚴(yán)格要求，是本工程難點(diǎn)。

2 總體施工組織安排

閩清隧道分為進(jìn)口、桔林斜井、出口、出口平導(dǎo)四個(gè)工點(diǎn)，進(jìn)口承擔(dān)主洞2 088m施工，斜井承擔(dān)斜井1 979.26 m和主洞4 077 m施工，出口及出口平導(dǎo)承擔(dān)平導(dǎo)2 138 m和主洞4 366 m施工。

2.1 圍巖開挖循環(huán)時(shí)間表

隧道按噴錨構(gòu)筑法原理組織施工，Ⅴ級(jí)圍巖采用三臺(tái)階臨時(shí)仰拱法施工，Ⅳ級(jí)圍巖采用三臺(tái)階法施工，Ⅲ級(jí)圍巖采用臺(tái)階法施工，Ⅱ級(jí)圍巖采用全斷面法施工。洞內(nèi)運(yùn)輸采用無(wú)軌運(yùn)輸方式，正裝側(cè)卸式裝載機(jī)配合自卸汽車出碴。隧道開挖采用光面爆破，嚴(yán)格控制超欠挖，初期支護(hù)噴射混凝土采用濕噴工藝。隧道各級(jí)圍巖開挖循環(huán)時(shí)間表見表1。

表1 隧道各級(jí)圍巖開挖循環(huán)時(shí)間表

2.2 閩清隧道施工任務(wù)劃分及工期計(jì)劃表

閩清隧道施工任務(wù)劃分及工期計(jì)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(shí)施作排水系統(tǒng)。隧道洞門土石方開挖與洞口路基土石方開挖同時(shí)施工。按照設(shè)計(jì)放坡開挖洞口及洞口路基土石方，及時(shí)清刷路基邊坡、洞口仰坡至設(shè)計(jì)位置;其次根據(jù)開挖后的實(shí)際地質(zhì)情況結(jié)合設(shè)計(jì)及時(shí)進(jìn)行仰坡及邊坡的加固;松軟地層開挖邊、仰坡時(shí)，加強(qiáng)防護(hù)、隨時(shí)監(jiān)測(cè)、檢查山坡的穩(wěn)定情況。

表2 閩清隧道施工任務(wù)劃分及工期計(jì)劃表

3.2 暗洞進(jìn)洞方案

洞口段Ⅴ級(jí)圍巖均采用明挖法施工，洞口仰坡按設(shè)計(jì)要求加固完成后，在洞口采用φ108長(zhǎng)管棚進(jìn)行超前支護(hù)，三臺(tái)階臨時(shí)仰拱法開挖進(jìn)洞;首先施工導(dǎo)向墻，注意預(yù)留管棚孔口定位管的位置準(zhǔn)確，導(dǎo)向墻施工完成后，采用管棚鉆機(jī)鉆孔，人工配合鉆機(jī)頂進(jìn)安裝φ108大管棚進(jìn)行超前支護(hù)。完成長(zhǎng)管棚施工后，在長(zhǎng)管棚支護(hù)環(huán)的保護(hù)下，根據(jù)圍巖地質(zhì)級(jí)別確定的開挖方法進(jìn)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(huán)形土體并預(yù)留核心土，當(dāng)掘進(jìn)達(dá)到0.6 m時(shí)，再安裝一榀鋼架，并按設(shè)計(jì)噴射混凝土和施作系統(tǒng)錨桿，以確保洞口穩(wěn)定。在上半斷面開挖進(jìn)入穩(wěn)定后，下部開始落底跟進(jìn)，錨桿、鋼架、網(wǎng)噴混凝土緊跟。

3.3 超前支護(hù)和初期支護(hù)方案

洞口超前支護(hù)采用φ108大管棚，洞身段超前支護(hù)采用φ42超前小導(dǎo)管，初期支護(hù)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(wǎng)。

初期支護(hù)和臨時(shí)支護(hù)采用濕噴混凝土，鋼格柵、型鋼、鋼筋網(wǎng)等構(gòu)件由洞外加工成半成品，經(jīng)洞外檢驗(yàn)后現(xiàn)場(chǎng)安裝定位，按規(guī)范搭接。超前支護(hù)采用大管棚、超前小導(dǎo)管。

3.4 襯砌施工方案

隧道襯砌采用12 m長(zhǎng)穿行式液壓模板襯砌臺(tái)車，閩清隧道進(jìn)出、口各配置1臺(tái)襯砌臺(tái)車，斜井正洞配置2臺(tái)襯砌臺(tái)車，平導(dǎo)正洞配置1臺(tái)襯砌臺(tái)車;混凝土由帶電子計(jì)量的拌合站集中拌制，6 m3混凝土罐車運(yùn)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(zhǎng)度控制在12 m以內(nèi)，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(shè)移動(dòng)式棧橋進(jìn)行施工，一次施工的長(zhǎng)度為12 m。

第一步:棧橋安裝就緒，允許各種車輛通過，準(zhǔn)備橋下仰拱作業(yè)。第二步:橋下仰拱作業(yè)，各種車輛正常通過，橋上橋下互不干擾。第三步:仰拱施工結(jié)束，坡橋在液壓油缸作業(yè)下升起，離開地面，同時(shí)行走輪下降，行走輪接地后油缸繼續(xù)伸長(zhǎng)，行走輪逐漸將整個(gè)棧橋撐起。第四步:啟動(dòng)行走電機(jī)，行走輪旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)棧橋向前移動(dòng)，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(dāng)棧橋完全由棧橋橋墩支撐時(shí)停止，此時(shí)放下坡橋，完成棧橋準(zhǔn)備工作。

4 結(jié)語(yǔ)

閩清隧道工程進(jìn)展始終按照施工組織工期要求按計(jì)劃推進(jìn)，通過設(shè)計(jì)階段施工組織方案優(yōu)化，使設(shè)計(jì)與施工形成了有機(jī)結(jié)合，增強(qiáng)了施工組織方案的科學(xué)性、合理性。推行長(zhǎng)大隧道快速施工技術(shù)和動(dòng)態(tài)調(diào)整，保證了太行山隧道的建設(shè)總工期。

［1］鐵建設(shè)［2005］160號(hào)，客運(yùn)專線隧道工程施工質(zhì)量驗(yàn)收暫行標(biāo)準(zhǔn)［S］.

［2］鐵建設(shè)［2005］157號(hào)，鐵路混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)暫行規(guī)定［S］.

［3］王志堅(jiān)，信本煥.烏鞘嶺隧道建設(shè)管理要點(diǎn)簡(jiǎn)析［J］.鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2005(9):37-38.

［4］董銀勤.烏鞘嶺隧道動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)施工圖的形成與管理［J］.鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2005(9):40-41.