南广铁路中浅埋偏压隧道进洞施工技术

摘要：铁路隧道设计多处于地层浅埋地段，隧道进、出口以IV、V围岩居多，安全进洞尤为重要。本文以南广铁路中永康隧道为例，探讨浅埋偏压隧道安全进洞施工技术。

关键词：浅埋偏压进洞 施工技术支护

中图分类号：TU74 文献标识码：A

1、工程概况及基本资料

永康隧道为浅埋偏压隧道，且穿过山地丘陵,地形起伏较大，洞口都处于淤泥地段，淤泥深度大于4米，半路半隧,长211米,隧道最大高差约60米,植被发育。按一级标准建设双线，时速200公里，预留时速为250公里，为全自动电力牵引,地震动峰值加速度系数为0.05g。隧道净宽14.78m,建筑限界高为电力牵引的双层集装箱运输隧道,内轮廓净高8.8m,内轮廓净宽12.6m。隧道范围内未发现明显地质构造，但受到线路南侧的大沙坪正断层影响，工点处地层节理裂隙发育，岩体极破碎洞身主要穿越强风化砂岩和石英岩，砾径20-40mm为主，最大200mm，其间断续夹杂有含砾泥质粉砂岩。隧道未见地下水，但本区大气降水丰富，工点处植被良好，砾岩透水性较强，开挖时有渗水。

2、浅埋偏压隧道洞口施工技术方案

2.1 施工测量

2.1.1 洞口开挖工程开工之前,测量方面做好如下准备工作:①洞口地表复核;②洞口刷坡线放样。

2.1.2 地表沉降观测预埋

在边、仰坡附近布设地表沉降，平面位移观测点，在观测范围外设两个基准点，基准点一个观测，一个复核；预埋要牢固可靠且保证与观测点通视。地表沉降观测点与隧道内测点布置在同一断面里程上。监测断面的布置间距参见下表：

地表沉降观测点纵向间距

2.2 洞口工程

2.2.1 进口端洞口

隧道进口端洞口工程施工顺序为:洞顶截水沟洞口边、仰坡开挖洞门导向墙长管棚。

根据洞口的地形及地质条件,进口端洞门采用双侧挡墙台阶式洞门。由于洞顶覆盖较薄,采用25m长管棚超前支护，管棚环向间距0.4m，保证安全进洞。设长管棚的地段加设钢插管。洞口位置边坡外露面均应进行绿化。

2.2.2 隧道出口端洞口工程施工顺序

洞顶截水沟洞口边、仰坡开挖洞门导向墙长管棚。

隧道出口端洞口地段严重偏压地基处于淤泥地段。出口端洞门采用偏压路堑式明洞洞门。先施工导向墙,在导向墙与地表间隙全部回填水泥混合土, ,洞口30m长管棚超前支护，管棚环向间距0.4m，保证进洞安全。

2.3洞口开挖

2.3.1 施工方法

洞口工程施工时,先做好洞顶截水沟的开挖及M10浆砌片石工作。施工方法以挖掘机开挖为主,人工配合刷坡,装载机配合挖掘机进行装碴作业,自卸汽车运输弃碴。开挖时自上而下开挖至仰坡坡底标高,在仰坡坡底标高(即变坡点)以下部分,按照长管棚套拱厚度弧线中间预留核心土开挖,预留核心土作为下工序套拱及长管棚施工平台。结合隧道洞口地形、地貌、工程地质和水文地质条件,并考虑到施工开挖边坡的稳定性,本着“早进晚出”、“少开挖”的原则,洞口工程采用明挖法施工,挖掘机按放样的设计坡率刷坡线开挖,用预先加工好的坡度架控制刷坡坡度,人工修整,每次开挖高度为2米,测量复核坡度无误后,及时进行锚杆、挂网及喷射混凝土临时支护施工,并加强对山坡稳定情况的监测、检查,以保证边坡稳定。

2.3.2 施工控制要点

2.3.2.1 在洞顶截水沟挖通及砌体完成后,根据仰坡开挖总高度及挖掘机有效工作高度

确定开挖台阶数量,台阶高2米,以真正实现从上而下开挖。

2.3.2.2 准确掌握设计坡率和变坡点。

2.3.2.3 对有防护要求的坡面,应结合开挖,边开挖边进行坡面防护。

2.3.2.4 不破坏周边植被。

2.4洞口边、仰坡防护

2.4.1 施工方法

边、仰坡开挖修整后,即时分层进行边、仰坡临时防护。明暗交界处成洞面临时防护采用喷锚、挂网联合支护,仰坡采用喷锚支护,边坡应进行植草绿化,以稳固洞口边坡,防止因雨水直接冲刷而造成边、仰坡坍塌或滑坡。

2.4.2 施工控制要点

边开挖,边支护,每次工作高度2m左右,避免搭架作业。坡面修刷平顺,一次喷砼到设计厚度。设计有锚杆、钢筋网加固的坡面部分,应先作锚杆,将钢筋网焊接于锚杆外露段,然后再喷砼。锚杆规格、间距、数量、设置位置、角度满足设计要求。采用M20水泥砂浆注浆，严格控制配合比,注浆压力不大于0.4Mpa,注浆饱满。

2.5 导向墙施工

2.5.1 施工方法

经测量定位，通过支导线定位导向墙准确高程，里程。发现导向墙处于深沟距右侧最高峰60m，左侧距山脊20m的偏压地段。基础处于淤泥地段，经探查淤泥深度大于4m。因导向墙采用预留核心土的施工工法（替换支架施工），采用机械开挖、人工修整，使预留核心土满足导向墙施工要求。

预留核心土开挖、修整后，经测量复核满足导向墙施工要求，预制支撑I18工字钢，采用木模版上贴2mm铁皮，浇筑C25混凝土，采用天泵施工。

2.5.2 施工控制要点

导向墙的基础处于淤泥地段，地质承载力应达到250Mpa。导向墙施工应清除地表植被，回填级配碎石，分层压实，每层厚度不大于30cm。混凝土浇筑要均匀，加强导向墙的位移量测，保证整个隧道的后期正常施工。2.6 长管棚施工

洞口土石方开挖进行完毕,成洞面及核心土形成后,安排施作长管棚。施工平台结构使用贝雷架及钢管支架搭设,其上覆盖夹板,形成稳定的作业平台。为使钻孔定位准确,设置三榀格栅钢架,以固定管棚导向管。长管棚使用地质钻机成孔,成孔前将孔位编号,施工次序为先钻单号孔再钻双号孔,防止串孔、漏风。每条管棚成孔后利用钻机将钢花管旋转插入孔中,做好孔口封闭,及时进行注浆施工。为了达到注浆饱满的目的,钢管注浆前应装PVC排气管,注浆材料为水泥液,使用液压注浆泵压浆,满足设计注浆量或达到最高设计压力并稳压时终孔。

2.6.1 施工工艺

a、先做好施工地段的边坡防护工作,以利安全施工。

b、采用在C20混凝土套拱内埋设3榀钢格栅拱架及孔口管,钢格栅拱架与孔口管焊接成整体。孔口管位置应用经纬仪以坐标法标定,与格栅焊接时必须严格控制其角度、方向。

c、搭设平台或开挖洞口土方预留平台、安装钻孔机。

d、钻孔

e、安装管棚钢管

f、注浆

3、结论

本文对浅埋偏压隧道洞口的施工技术方案的进行初步探索,分别阐述了施工测量、洞口工程、洞口开挖、洞口边仰坡防护、导向墙施工、长管棚施工等分项工程的施工方法、控制要点或施工工艺、注意事项。该隧道现已安全开挖进洞,经过实践证明,该施工技术方案切实可行,同时为此类隧道的洞口施工提供一定的技术参考。