淺談隧道洞身淺埋段施工技術(shù)

■章勝華 ■中鐵二十四局集團(tuán)公司新余有限公司，江西 新余 338025

1 工程概況與施工重點(diǎn)

1.1 工程概況

圖1 淺埋段縱斷面圖

歇嶺隧道位于浙江省衢州市開化縣楊林鎮(zhèn)境內(nèi)，全長996m，進(jìn)、出口里程分別為 DK228 +308、DK229+304。隧道洞身淺埋段起點(diǎn)里程 DK229 +199，終 點(diǎn) 里 程DK229 +225，總長度26m，地表有一沖溝通過，雨季水流量較大，該段隧道埋深最淺處結(jié)構(gòu)頂面露出地面約3.3m。洞身淺埋段縱斷面圖如圖1。

1.2 施工重點(diǎn)

該淺埋段埋深最淺處已露出地表，淺埋段邊坡陡，穩(wěn)定性差，容易引發(fā)塌方、落石，影響施工安全;該淺埋段位置處于半山山谷處，便道修筑極為困難且將投入巨大。為此本段施工難度大，任務(wù)艱巨，要加強(qiáng)施工措施，保證安全順利通過淺埋段。

2 洞身淺埋段施工措施確定與解析

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，結(jié)合歇嶺隧道洞身淺埋的實(shí)際情況，施工主要分三個(gè)階段進(jìn)行:(1)地表處理。清理地表，按照設(shè)計(jì)要求對邊坡進(jìn)行處理，防止邊坡坍塌落石。(2)護(hù)拱施做及回填。為保證正洞開挖安全設(shè)置護(hù)拱，護(hù)拱施工大大增加施工安全性。(3)三臺階臨時(shí)仰拱法開挖支護(hù)。根據(jù)歇嶺隧道洞身的淺埋特點(diǎn)，須做到弱爆破、短進(jìn)尺、強(qiáng)支護(hù)、早封閉。因此，結(jié)合實(shí)際，該段采用三臺階臨時(shí)仰拱法施工是合理選擇。

3 施工措施的實(shí)施與施工過程

3.1 地表處理

(1)清理施工位置植被及亂石，并對邊坡危石進(jìn)行排險(xiǎn);(2)在淺埋段施工位置周邊施作截水天溝，并引至原沖溝下游，使排水系統(tǒng)成為一個(gè)整體;(3)明暗交界處刷坡及防護(hù):按設(shè)計(jì)坡率對兩端明暗交界位置刷坡，采用錨噴網(wǎng)進(jìn)行防護(hù);(4)洞身上部開挖及防護(hù):按設(shè)計(jì)坡率及放線位置分層向下開挖及防護(hù)，至護(hù)拱拱腳擴(kuò)大基礎(chǔ)位置;線路前進(jìn)方向右側(cè)采用錨噴網(wǎng)進(jìn)行初步防護(hù)，因處于偏壓段，按設(shè)計(jì)再施作錨索加強(qiáng)防護(hù)。

3.2 護(hù)拱施做及回填

(1)在明暗交界進(jìn)洞位置按照導(dǎo)向墻放樣中線及設(shè)計(jì)參數(shù)施作導(dǎo)向墻，并打設(shè)洞口長管棚;(2)施作護(hù)拱拱腳擴(kuò)大基礎(chǔ)，基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土澆筑而成。(3)在護(hù)拱段對初支支護(hù)拱架(I22 鋼架，間距0.6m/榀)重新進(jìn)行分節(jié)，使兩側(cè)連接板剛好位于擴(kuò)大基礎(chǔ)位置，由Φ22 連接鋼筋按縱向布設(shè)連接牢固，在拱腳位置預(yù)埋鎖腳鋼管;噴射25cm 厚C25 混凝土，以作為護(hù)拱內(nèi)模，(4)施作護(hù)拱外模骨架鋼架(I18 工字鋼，間距1m/榀)，拱腳落于擴(kuò)大基礎(chǔ)上，鋼架由Φ22 鋼筋縱向連接牢固;施作護(hù)拱骨架及鋼筋，鋪設(shè)木模板、護(hù)拱澆筑完成;一次性澆筑DK228 +199～DK228 +220 段護(hù)拱(40cm 厚C30 鋼筋混凝土，保護(hù)層厚5cm)。(5)采用土石分層回填及夯實(shí)，回填至拱頂以上50cm，并依據(jù)利于排水原則設(shè)置橫坡;(6)鋪設(shè)30cm 厚C25 素混凝土隔水層;(7)施作45cm厚粘土層，以防止地表水下滲;(8)在回填面位置上側(cè)順著原沖溝施作階梯型排水溝，采用25cm 厚C20 混凝土現(xiàn)澆。

3.3 三臺階臨時(shí)仰拱法施工

(1)三臺階臨時(shí)仰拱法臨時(shí)支護(hù):a.臨時(shí)鋼架采用熱軋輕型工字鋼，臨時(shí)支護(hù)鋼架與洞身鋼架以螺栓連接，洞身鋼架架設(shè)后在相應(yīng)位置焊接預(yù)置鋼板并預(yù)置螺栓，以便臨時(shí)鋼架連接，連接鋼板尺寸根據(jù)各接頭相應(yīng)調(diào)整，接頭處焊接縫高度應(yīng)嚴(yán)格按照鋼結(jié)構(gòu)的有關(guān)要求進(jìn)行，焊縫高度不小于6mm。b.臨時(shí)鋼架均采用I18 鋼架，每榀鋼架間距與主洞洞身鋼架一致。噴混凝土采用C25，臨時(shí)封底厚10cm，鋼架尺寸及數(shù)量均按中心線計(jì)算。c.相鄰鋼架采用Φ22 鋼筋連接，環(huán)向間距0.6m，鋼架與初噴混凝土間要求密切牢固。d.臨時(shí)支護(hù)鋼架與初期支護(hù)鋼架連接接頭尺寸根據(jù)現(xiàn)場施工情況相應(yīng)調(diào)整，以保證鋼架連接順暢，牢固。

(2)三臺階臨時(shí)仰拱法施工工藝:三臺階臨時(shí)仰拱法施工工藝流程見圖1;三臺階臨時(shí)仰拱法工序橫斷面示意圖見圖2;三臺階臨時(shí)仰拱法工法工序平面示意圖見圖3。

(3)開挖1 部臺階。

(4)施作1 部洞身結(jié)構(gòu)的初期支護(hù)，及初噴4cm 混凝土，架立鋼架，并設(shè)鎖腳鋼管。

(5)底部鋪設(shè)I18 輕型工字鋼，噴10cm 混凝土，施作臨時(shí)仰拱，必要時(shí)封閉掌子面。鉆設(shè)系統(tǒng)錨桿后復(fù)噴混凝土至設(shè)計(jì)厚度。

(6)上臺階施工至適當(dāng)距離后，開挖2 部臺階，導(dǎo)坑周邊部分初噴4cm 厚混凝土，接長鋼架并設(shè)鎖腳錨桿，施作洞身結(jié)構(gòu)的初期支護(hù)及封底，可參見工序1 進(jìn)行。

(7)開挖3 部臺階，及時(shí)封閉初期支護(hù)，可參見工序2 進(jìn)行。

(8)灌筑該段內(nèi)Ⅳ部仰拱。

(9)灌筑該段內(nèi)Ⅴ部隧底填充。

(10)利用襯砌模板臺車一次性灌筑Ⅳ部二次襯砌(拱墻襯砌一次施作)。

圖1 三臺階臨時(shí)仰拱法施工工藝流程圖

圖2 三臺階臨時(shí)仰拱法工序橫斷面示意圖

圖3 三臺階臨時(shí)仰拱法工法工序平面示意圖

4 監(jiān)控措施與安全防范

(1)隧道洞身淺埋段的拱頂、兩側(cè)拱腰及邊墻共設(shè)置5 個(gè)監(jiān)測點(diǎn)，每5m 一個(gè)斷面(注:非淺埋段每10m 一個(gè)斷面，此淺埋段所有加強(qiáng))，專人負(fù)責(zé)對檢測點(diǎn)的位移情況進(jìn)行監(jiān)測，并做好監(jiān)測點(diǎn)位移量的記錄。對每個(gè)監(jiān)測點(diǎn)位移量應(yīng)用統(tǒng)計(jì)技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，隨時(shí)掌握圍巖的變化趨勢。

(2)施工過程采用鉆打超前地質(zhì)勘測孔的方法，對隧道開挖掘進(jìn)前方的地質(zhì)圍巖狀況進(jìn)行預(yù)探預(yù)測。根據(jù)該淺埋段的地質(zhì)情況，超前地質(zhì)勘探孔的孔深不小于5m。做好超前地質(zhì)勘探過程記錄，通過預(yù)測情況，進(jìn)行地質(zhì)分析，為后續(xù)的開挖對策做好準(zhǔn)備。

(3)歇嶺隧道洞身淺埋段施工時(shí)，現(xiàn)志作業(yè)班組及值班安全人員均加強(qiáng)對初期支護(hù)情況的巡視檢查，發(fā)現(xiàn)支護(hù)體如有開裂或不尋常情況須立即撤出作業(yè)人員并及時(shí)上報(bào)。

5 施工總結(jié)

歇嶺隧道DK229 +199～DK229 +225 段施工已經(jīng)結(jié)束，施工過程安全可控，監(jiān)控量測數(shù)據(jù)正常，無異常情況發(fā)生。

(1)地表及邊坡的處理應(yīng)盡量避免雨季施工，應(yīng)提前完成;

(2)護(hù)拱的施作及回填，在隧道洞身開挖輪廓線外形成牢固的保護(hù)環(huán)，為隧道施工安全提供了保障。

(3)三臺階臨時(shí)仰拱法施工，淺埋應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)相關(guān)要求施工，堅(jiān)持“弱爆破、短進(jìn)尺、強(qiáng)支護(hù)、早封閉、勤量測”的原則，始終樹立安全第一、預(yù)防為主的原則。

［1］朱永全，宋玉香.隧道工程(第二版).中國鐵道出版社，2007.

［2］任登富，楊昶.隧道超前淺埋軟弱地層(滑坡)進(jìn)洞施工技術(shù).隧道網(wǎng)www.stec.net(2008-6-12).

［3］王夢恕.地下工程淺埋暗挖技術(shù)通論［M］.