基于復雜環(huán)境的既有隧道擴挖施工要點

阮輝煌

（中鐵四局集團第五工程有限公司，江西 九江 332000）

1 項目簡單介紹

既有馬尾隧道結構屬于一體式襯砌，組成包含兩條道。使用的是端墻式洞門，它的里面包括四個人行橫洞及一個車行橫洞，都屬于原位改造。南北洞道路設計線之間的距離是22.16m。設計了Ⅴ級圍巖使用CD 開始挖掘，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級圍巖采用臺階法開始挖掘。

圖1 馬尾隧道標段位置圖

具體病害情況是：1） 拱的頂部實際襯砌的厚度不達標；2） 拱的背部都有脫空和不密實的情況；3） 存在滲漏水現(xiàn)象。此工程的重點為把隧道在原來的位置上加寬，將原來的結構改變成為四個車道并加設了一個人行道，由此斷面的車道與人行道都加大了一倍。加寬之后：南洞樁號SK17+651～SK18+621,北 洞 樁 號NK17+640 ～NK18+610，兩 洞 的 均 長0.97km,對于洞中的橫洞車行與人行并存的情況借助于原結構進行改造。

2 項目重點和難點

1） 由于在施工的過程中需要分階段、分區(qū)域，同時開展多個工作面施工，工期時間很短，需要投入較多的機械設備，所以容易導致相同的機械配置不能滿足使用的情況。2）南、北洞各自封閉起來施工，首先進行北洞拓寬，等到北洞結構完成且交工驗收合格通車之后，南洞才能開始施工，相互干擾作用比較大。3） 此過程的重點環(huán)節(jié)是加寬既有隧道二襯和初支開始挖掘及拆除，它的工作量大，決定著工期的進度。

3 擴挖要點

3.1 洞身開始挖掘

開始挖掘前應該先對既有隧道回填，前期使用的是隧道明挖段開始挖掘土石方，確保施工工作面，后期使用的為洞內開始挖掘的洞渣，回填至拱腰的高度，把用不了的洞渣拉出去。施工Ⅴ級圍巖借助于CD 的方法；其余級別的圍巖在挖掘的過程中都是借助于臺階法。在不良地質段施工的過程中要堅持“先預報、快封閉、管超前、短進尺、強支護、弱爆破、嚴注漿、勤量測”的原則。初期支護要按時成環(huán)，依照測量圍巖的數(shù)據(jù)及時做調整支護參數(shù)、二次襯砌及開始挖掘工法。

1） CD 法施工次序如下：把既有隧道調整支護參數(shù)至拱腰高度，1、拆除它的支護結構，2、施工上臺階右側初支和臨時中支撐，3、開始挖掘左上臺階，4、施工左上臺階初支、鎖腳錨桿，5、拆除支護結構，開始挖掘右中臺階，6、施工右中臺階的初期支護和臨時中支撐、鎖腳錨桿，7、開始挖掘左中臺階，8、施工左中臺階初支、鎖腳錨桿，9、開始挖掘右下臺階，10、施工右下臺階仰拱初支和臨時支撐，11、開始挖掘左下臺階，12、施工左下臺階仰拱初支、鎖腳錨桿，13、拆除臨時支護（臨時中支撐），14、施工仰拱防水及仰拱砼，15、填充層施工，16、施工拱部防水、17 拱部二襯施工。施工順序見下圖：施工順序如下圖所示：

圖2 CD法施工Ⅴ級級圍巖工序圖

2） Ⅳ級圍巖兩臺階法施工次序如下：把既有隧道回填至拱腰位置，1、拆除左上臺階支護，開始挖掘左上臺階，2、施工左上臺階初支、鎖腳錨桿，3、拆除右上臺階支護，開始挖掘右上臺階，4、施工右上臺階初支、鎖腳錨桿，5、開始挖掘左下臺階，拆除左下臺階支護，6、施工左下臺階初支、鎖腳錨桿，7、開始挖掘右下臺階，8、施工右下臺階初支、鎖腳錨桿，9、開始挖掘下臺階中部預留核心土，拆除既有隧道支護，10、開挖仰拱開始，11、仰拱初支建設12、填充層砼建設仰拱，13、拱部上的防水層建設，14 施工拱部二襯。施工順序見下圖

圖3 Ⅳ級圍巖兩臺階分步開始挖掘法施工

3） Ⅱ、Ⅲ級兩臺階分步法施工次序為：把既有隧道回填至拱腰處，拆除臺階支護結構，開始挖掘上臺階1 部分；施工上臺階2 部分初支；開始挖掘下臺階3 部分及拆除路面和襯砌；臺階左側隧道4 初支；開始挖掘下臺階5 部分；施工右側下臺階初支6；施工下臺階預留部分7；開始挖掘路面層8；施工路面層砼；施工拱部防水層；施工拱部二襯。

3.2 初期支護

圖4 濕噴機械手工藝流程圖

1） 噴射混凝土，使用濕噴技術在隧道初期支護噴射混凝土的過程中。噴射混凝土在洞外拌與站集中拌和，由攪拌運輸車送到洞內，使用濕噴機噴射。在挖掘完成后，先噴射40mm 厚的封閉巖面，接著打設錨桿、架立鋼架、掛鋼筋網(wǎng)，清理初噴巖面后復噴至設計厚度。

2） 錨桿施工，此操作要在初噴后及時開始，承載結構的構成包括它和噴射混凝土、鋼筋網(wǎng)片、鋼支撐。錨桿機鉆孔安裝在錨桿鉆孔拱部，其它的位置能安裝風動鑿巖機鉆孔。鉆孔直而圓和巖面垂直，孔口的巖面應平坦，錨桿孔的尺寸符合設計的標準。設置墊板在所有錨桿上，作用是在錨桿發(fā)生偏移的時候時調整過來，墊片緊緊貼附與巖面，安裝后露出的部分最多為10cm。

3） 鋼筋網(wǎng)施工，鋼筋的網(wǎng)片使用Ⅰ級φ0.8cm 鋼筋來焊接制成，在鋼構件廠里面集中加工完成。首先使用直機將鋼筋調直，再把它們截斷成條，焊接成型是借助于焊網(wǎng)機。綜合參照拱架之間的距離及網(wǎng)片間需要搭接的長度來確定鋼筋網(wǎng)片的尺寸。使用焊接長度為一到二個網(wǎng)格來搭接網(wǎng)格。必須把清理干凈表面的油漬、漆污、水泥漿及易掉落的浮皮、鐵銹等，才可以焊接鋼筋，鋼筋網(wǎng)片在完成加工后必須保證平整，鋼筋表面位置沒有削弱其截面的痕跡。

4） 鋼拱架建設，依據(jù)設計的規(guī)定安裝鋼架，長度上可以存在偏差范圍是：高程及橫向為上下50mm，垂直度高低2°。在穩(wěn)固的地面上安裝鋼架的下端，拱腳高度比上部開始挖掘底線下部低150～200mm。要安裝混凝土墊塊或者鋼板在拱腳開始挖掘超深時候。之后使用鎖腳鋼管進行定位。超挖程度很大時，噴填相同級別的混凝土到拱背上，保證圍巖與支護緊緊貼在一起，防止進一步發(fā)生變形。使用Φ25cm@100cm 鋼筋拉桿縱向把兩排鋼架連接結實，以組成整體受力的結構。

4 結語

既有通過隧道改擴建變成新的隧道，減少了征地拆遷的費用，大大降低了總投入資金，而且舊線的再次利用減小了火車運行對環(huán)境造成的污染。綜上所述，隧道的擴挖比新建隧道更有經(jīng)濟意義。