改擴(kuò)建隧道工程施工優(yōu)化

呂敬軍

摘要：隨著鐵路領(lǐng)域發(fā)展及地質(zhì)條件變化，既有鐵路線路無法滿足運(yùn)營(yíng)要求，需對(duì)部分病害鐵路隧道進(jìn)行改建施工。既有新漁壩隧道屬病害隧道，為確保鐵路運(yùn)營(yíng)安全，對(duì)既有新漁壩隧道改擴(kuò)建施工。改建六臺(tái)山隧道施工地質(zhì)條件差、埋深淺、既有線干擾大等影響，施工工期緊，難度大。為順利完成改建工程施工，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，優(yōu)化施工方案。

Abstract： With the development of the railway field and changes in geological conditions， existing railway lines cannot meet operational requirements， and some diseased railway tunnels need to be rebuilt. The existing Xinyuba tunnel is a diseased tunnel. In order to ensure the safety of railway operation， the existing Xinyuba tunnel was rebuilt and expanded. The construction of the Liutaishan tunnel has poor construction geological conditions， shallow burial depth and large interference from existing lines， and the construction period is tight and difficult. In order to successfully complete the reconstruction project， it optimizes the construction plan according to the actual situation on site.

關(guān)鍵詞：改建隧道;隔墻;加固;拆換

Key words： the redevelopment of the tunnel;partition;reinforcement;dismantling

中圖分類號(hào)：U45? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2020）14-0201-02

0? 引言

既有新漁壩隧道位于元古界綠泥石石英片巖地層，隧道貫穿新漁壩古錯(cuò)落體。既有隧道施工期間坍塌嚴(yán)重，開通運(yùn)營(yíng)后多次整治，均未穩(wěn)定，既有隧道拱墻多處變形嚴(yán)重并加固處理，本隧道屬鐵路重點(diǎn)病害隧道。

1? 工程概況

六臺(tái)山隧道地處漢江右岸大巴山低山區(qū)，總體位于既有線南靠山側(cè)。進(jìn)口利用石泉水庫南岸既有新漁壩隧道進(jìn)口，以600m半徑曲線靠山里向東南方向行進(jìn)，繞避新漁壩錯(cuò)落體后，再以600m半徑曲線向東方向走行與既有線南靠山側(cè)，出口利用既有繒溪河2號(hào)隧道出口。與既有線最遠(yuǎn)距離約220m，洞身最小埋深位于繒溪河2號(hào)隧道出口段支溝內(nèi)。洞身縱坡為3‰、-3‰的人字坡。

2? 工程地質(zhì)和水文地質(zhì)特征

2.1 工程地質(zhì)

六臺(tái)山隧道洞身巖性主要為中上元古界片巖和晉寧期變質(zhì)玄武巖，巖體受既有隧道施工及區(qū)域構(gòu)造影響較嚴(yán)重，巖體節(jié)理發(fā)育。

2.2 水文地質(zhì)特征

該隧道經(jīng)過區(qū)地表溝谷發(fā)育，較大溝谷主要有5條，其中2條溝內(nèi)常年流水，主要接收大氣降水和巖體裂隙水補(bǔ)給，水量變化隨季節(jié)變化。

2.3 不良地質(zhì)條件

隧道通過6條斷層、8探異常帶，施工中易產(chǎn)生突（涌）水（泥）。

隧道進(jìn)口洞口頂部為人工回填碎石土，進(jìn)出口改擴(kuò)建段施工易坍塌。隧道淺埋段易發(fā)生坍塌、冒頂。

隧道進(jìn)、出口利用既有隧道洞口，受既有線干擾，與既有線形成2處小角度喇叭口（4°-6°），該段既有線停運(yùn)后再施工。

3? 既有隧道襯砌

查閱既有隧道竣工資料，隧道襯砌采用組合式木模板施工，施工縫較多，多年運(yùn)營(yíng)后有多處裂縫及滲水，襯砌類型為素混凝土。既有隧道襯砌斷面圖如圖1，既有隧道洞口及襯砌實(shí)物圖如圖2。

4? 既有隧道改建施工方案

4.1 改建隧道與既有隧道位置關(guān)系

改建隧道與既有隧道線間距逐漸縮小，線間距42.5～0m。改建隧道與既有隧道位置關(guān)系如圖3。

4.2 改建方案

根據(jù)改建隧道和既有隧道位置關(guān)系，確定不同施工方法，共分為三個(gè)區(qū)段施工方案。

4.2.1 第一區(qū)段弱爆破施工

既有隧道停運(yùn)后，采用棄砟回填既有隧道。待回填完成后，改建隧道采用三臺(tái)階預(yù)留核心土法弱爆破開挖掘進(jìn)。

4.2.2 第二區(qū)段部分拆換施工

改建隧道第二區(qū)段與既有隧道部分重合，線間距8.479～1.483m。為確保本區(qū)段大斷面施工安全，拆換施工前對(duì)本段既有隧道加固處理。

根據(jù)既有隧道與新建隧道位置關(guān)系，在改建隧道外輪廓既有隧道內(nèi)施做厚度100cm的C20混凝土隔墻;隔墻頂部及底部與既有隧道拱部及底部采用雙排Φ22接茬筋連接，Φ22鋼筋長(zhǎng)度100cm，植入既有隧道襯砌50cm，露出50cm與隔墻整體澆筑，接茬筋縱向間距50cm，布置方式梅花形。隔墻施工完后對(duì)隔墻與既有隧道間空隙部分采用棄渣碼袋回填密實(shí)。隔墻施工位置如圖4。

停運(yùn)后對(duì)既有隧道襯砌無損檢測(cè)，結(jié)果顯示既有隧道拱部及邊墻空洞、不密實(shí)地段較多。既有隧道拱部采取徑向注漿回填既有襯砌背部空洞及加固巖體，注漿采用Φ42小導(dǎo)管，布設(shè)間距1.5m×1.5m，長(zhǎng)4.5m，水泥單液漿，水灰比1：1，注漿壓力0.2～0.5MPa。注漿加固完成后進(jìn)行拆換施工。

拆換施工工序如圖5，具體施工工序如下：

①既有襯砌及新建隔墻埋設(shè)沉降觀測(cè)標(biāo)，每環(huán)埋設(shè)5處觀測(cè)標(biāo)，埋設(shè)縱向間距5m。每循環(huán)開挖完成后對(duì)開挖面最近的6環(huán)觀測(cè)標(biāo)測(cè)取數(shù)據(jù)，確定既有隧道穩(wěn)定性。新建隧道嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求，對(duì)新建隧道初支進(jìn)行沉降觀測(cè)。

②為防止拆換時(shí)鋼架懸空，按照“先下部后上部”的施工原則。拆換段既有隧道側(cè)下導(dǎo)（下、中導(dǎo)）安裝鋼架，并采用Φ22縱向連接筋（環(huán)向間距1m）將鋼架連接牢固;每榀鋼架單元節(jié)施做鎖腳錨管2根，每根錨桿長(zhǎng)度3.5m，與鋼架采用Φ22 L型鋼筋焊接。對(duì)下導(dǎo)（下、中導(dǎo)）噴錨支護(hù)。

③上臺(tái)階開挖：采用弱爆破對(duì)既有隧道襯砌拆除及a區(qū)擴(kuò)挖，每循環(huán)以每榀間距掘進(jìn)（IV級(jí)圍巖1.2m/榀，V級(jí)圍巖0.8m/榀），a區(qū)棄砟對(duì)下導(dǎo)反壓回填，上臺(tái)階立架支護(hù)。

④中、下臺(tái)階開挖：采用機(jī)械或弱爆破開挖中、下臺(tái)階，每循環(huán)以每榀間距掘進(jìn)（IV級(jí)圍巖1.2m/榀，V級(jí)圍巖0.8m/榀），并及時(shí)立架支護(hù)。

4.2.3 第三區(qū)段全環(huán)拆換施工

改建隧道第三區(qū)段與既有隧道基本重合，改建隧道斷面較既有隧道斷面大，線間距1.483～0m。受構(gòu)造及既有隧道施工爆破影響，拆換段拱墻背部巖體破碎，拱部空洞較多，部分地段采用片石、方木回填空洞。為確保施工安全，拆換前對(duì)既有隧道拱墻進(jìn)行巖體加固。

本段施工工序如下：

①既有隧道拱部及邊墻采取徑向注漿回填既有襯砌背部空洞及加固巖體，注漿采用Φ42小導(dǎo)管，布設(shè)間距1.5m×1.5m，長(zhǎng)4.5m，水泥單液漿，水灰比1：1，注漿壓力0.2～0.5MPa。注漿加固完成后進(jìn)行拆換施工。

②既有襯砌埋設(shè)沉降觀測(cè)標(biāo)，每環(huán)埋設(shè)5處觀測(cè)標(biāo)，埋設(shè)縱向間距5m。每循環(huán)開挖完成后對(duì)開挖面最近的4環(huán)觀測(cè)標(biāo)測(cè)取數(shù)據(jù)，確定既有隧道穩(wěn)定性。新建隧道嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求，對(duì)新建隧道初支進(jìn)行沉降觀測(cè)。

③拆除采用機(jī)械破除及弱爆破方法。拆換原則“臺(tái)階法施工、先拱墻、后仰拱”。

④按照設(shè)計(jì)圖紙施做初期支護(hù)，拱腳懸空部位采用鋼板或混凝土墊塊墊實(shí)。

第三區(qū)段施工如圖6。

5? 結(jié)語

①改建隧道施工情況來看，既有隧道施工對(duì)隧道周邊巖體擾動(dòng)很大，超前注漿加固極為重要。

②當(dāng)既有隧道與改建隧道線間距小于改建隧道寬度區(qū)段，必須對(duì)既有隧道內(nèi)設(shè)隔墻，確保既有隧道襯砌及巖體穩(wěn)定性。

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