1、梅树岭隧道洞口段浅埋偏压施工技术李小勇（京福闽赣铁路客运专线有限公司 福州 350013）摘 要：以京福铁路客专（闽赣段）梅树岭隧道为工程背景，针对隧道洞口浅埋偏压段的施工，从方案确定及施工过程中所采取的措施出发，对可能发生的状况提出具体的处理方法；重点介绍了此技术的工艺流程，以便推广应用。实践证明，所采取的措施及处理方法保证了隧道洞口的施工安全及施工进度。关键词：浅埋；偏压；施工技术；加固措施中图分类号：U455 4 文献标识码： BConstruction Technology for Shallowly-buried Bias Part of Mei Shu Ling Tunnel Ad
2、itLI Xiaoyong(Beijing-fuzhou Min-Gan railway line for passenger transport Co.,LTD Fuzhou 350013 China)【Abstract】According to engineering background of mei shu ling tunnel of Jing-Fu railway line(Fujian and Jiangxi Section) for passenger transport, Article aiming at the construction of shallowlyburie
3、d bias part of tunnel adit，specific treating approaches are presented for possible situations based on theory and measure applied during constructionArticle introduced the process especially, for the purpose of popularizing. The practice shows that the measure and treating approaches ensure the safe
4、ty and progress of construction of tunnel adit【Key words】shallowly；buried；bias；construction technology；reinforcement measure1 基本概况合福铁路（闽赣段）梅树岭隧道全长737 m，起讫里程为DK502+953DK503+690，出口明暗分界里程DK503+671。设计行车速度250 kmh（为预留350 kmh进一步提速提供条件）；设计为单洞双线隧道。原设计隧道出口 DK503+671DK503+690 段为 19 m 明洞段；DK503+628DK503+671 段 4
5、3 m 设计采用c 支护，开挖断面 l502.4 m2。此区段暗洞严重偏压，洞顶覆盖层较薄，存在漏顶缺肉情况，洞身需穿过较厚地段全风化覆盖层。设计考虑回填反压，并设置锚固桩和挡墙进行挡护。DK502+628DK503+665 段高山侧设计考虑了注浆加固全风化层，暗洞采用 6 步 CD 工法和洞口管棚预支护。原设计隧道出口段线路右侧山体陡峭及左侧漏顶情况见图 1。2 施工方案确定经现场实际勘察发现，地表全风化覆盖层厚度不均，呈沙土状；正洞拱顶埋深 28 m，线路右侧初支面到地表垂直净距-0.21.8 m，线路两侧山体陡峭。针对洞口段覆盖层薄，且线路右侧漏顶缺肉，左侧陡峭，因此，进洞施工安全风险极
6、高。为保证隧道安全进洞，最终确定了“先对山体进行加固山体，再采用反压回填施工漏顶段，后在左侧施作管棚进洞”的进洞施工方案，工艺流程详见图 2。3 减少对围岩扰动的措施3.1 反压回填由于隧道洞口段覆盖层薄，且线路右侧漏顶缺肉，左侧陡峭这一特点。直接开挖进洞可能会导致左侧边坡坍塌，给施工带来极大的安全隐患。根据以上情况，现场施工时经四方多次研究同意对原设计方案进行了优化，反压回填材料由掺 10%的碎石土图 1 线路右侧山体陡峭漏顶施作截水沟施工准备截水沟及台阶开挖桩板墙施工挡墙施工地表深层注浆边坡开挖边仰坡防护明洞段换填图 2 梅树岭隧道进洞施工步序图施作长管棚暗洞施工反压回填调整为 C20 素
7、混凝土。采用 C20 素混凝土覆盖层更有利于保证施工质量，能更好的起到套拱的保护作用。隧道开挖时，从 C20 素混凝土覆盖层下方向前掘进，有效解决了因为线路右侧漏顶缺肉难进洞及进洞施工中的安全问题。施工 C20 素混凝土覆盖层时，严格按照隧道路线进行测量放样。为防止套拱偏移侵入线路内，对缺肉断面部分先回填碎石土补缺。C20 素混凝土覆盖层施工提前 30 d 进行，以确保浇筑混凝土达到一定的强度。 C20 素混凝土覆盖层施工时不设预留变形量，但是要安装供管棚施工定向的导向管。C20 素混凝土覆盖层上方在施工后应覆盖 50 cm 以上的土层做绿化以保护覆盖层。3.2 人工开挖从 C20 素混凝土覆
8、盖层下方搭设脚手架。脚手架距套拱内围岩面 0.51.0 m。脚手架搭设完毕后采用人工自上而下挖掘的方法进行破碎围岩的开挖。在实际施工中，由于围岩破碎严重人工挖掘的施工速度和机械及爆破施工的速度基本相同。为了减少了对围岩的扰动，为后面的施工创造了良好的条件，施工中上部采用人工挖掘，及时施作支护；待上部支护达到一定强度后，下部可采用机械开挖，也应当及时施作支护。以免引起大面积坍塌，发生安全事故。孤石的处理应采取人工开凿或者微爆破处理，减少大的震动。挖掘 5 m 后观察，若围岩情况转为正常则改为机械开挖或者爆破施工。若无变化则继续人工开挖，直至围岩明显好转。4 管棚注浆加固措施4.1 管棚对浅埋段注
9、浆加固导向墙数量按拱部 140范围计算，导向墙基础要置于稳定基础或具有足够的承载力；导向墙基础需嵌入管棚作业平台不小于 0.5 m，中心预留核心土，必要时应加深或进行处理。导向墙施工前，应先施作管棚施工作业平台以上型钢钢架。管棚长度 60 m，环向间距 0.4 m，外插角度经过现场钻孔试验后按照 1度控制。导管上钻注浆孔，孔径 10 mm16 mm，梅花状布置的注浆孔，注浆材料采用水泥浆、水泥砂浆，注浆压力按照 1.5 MPa 控制，单孔注浆时间不能小于 10 min。根据现场实际情况，采用中心预留核心土法施工导向墙，导向墙施工（进洞施工）：导向墙采用 C20 混凝土，纵向长度为 1 m，厚度
10、为 1 m，环向长度可根据具体工点实际情况确定，导向墙基础要置于稳定基础或具有足够的承载力；导向墙基础需嵌入管棚作业平台不小于 0.5 m，必要时应加深或进行处理。导向墙施工前，应先施作管棚施工作业平台以上型钢钢架。管棚定位及钢管安装：充分考虑到上抬量和上抬角度后，正确算出各钻孔孔口位置，利用测量仪器定出钻孔的位置和倾角。42 地表深层对偏压段注浆加固隧道出口段 37 m 范围内，线路中心处埋深 13 m 左右，为浅埋并且存在偏压现象，隧道成型后极易引起拱顶岩层冒顶，或者在爆破工作中因冲击波影响造成岩体失稳，进洞前必须对洞顶及洞身左侧岩体进行加固，加固宽度为DK502+628DK503+665
11、 段高山侧自隧道中心线至左侧 15 m 范围，注浆范围为弱风化岩面以下不小于 0.5 m。钢滑管采用 89 钢管制作，横向间距 1.5 m，纵向间距 2 m，梅花形布置。采用全孔压入式向钢花管内压注水泥浆，选用 TGB-HG90/90 型注浆泵注浆。注浆前先进行现场注浆试验，确定注浆参数及外加剂掺入量后再用于实际施工。5 喷锚支护措施喷锚支护措施是一种采用一定的施工工艺对围岩进行加固的措施。51 径向锚杆加固径向锚杆间距 0.6 m20 m，呈梅花形布置，与格栅钢架邻处的锚杆有 4 根作为锁脚锚杆。锁定钢架以增加钢架的稳定性。锚杆垂直打入围岩面，打设施工完成后进行注浆处理，以增强围岩的整体性。
12、52 钢拱架支撑加固隧道洞口上方岩层由于自身没有形成环拱应力的条件，需要全部依靠施工措施支撑其自身质量及来自外部的动能冲击。所以隧道洞口段的拱架设置必须谨慎。设计采用工 22a 制成隧道洞口段的支撑钢架，间距 0.5 m。拱架在加工厂进行批量生产，施工现场进行安装，运输过程中保证钢拱架不变形。严格按照测量放样的位置进行架设，对上部围岩进行垂直支撑，若不垂直易造成坍塌发生安全事故。53 喷射混凝加固喷射混凝土采用湿喷工艺。严格控制混凝土的初凝及终凝时间，通过加入速凝剂进行初凝及终凝时间的调整。配制完成后应在小范围内进行试喷。开挖完成后立即进行初喷以封闭围岩人工处理松动的石块后进行混凝土初喷。在初
13、喷面上铺设钢筋网片后进行混凝土的复喷。复喷混凝土全面覆盖钢筋网片。54 钢筋网片加固较为破碎的岩层在进行喷混凝土处理后尚不能达到封闭围岩面的目的，还要在上面铺设钢筋网片进行二次加固。钢筋网片随受喷面的起伏而铺设，并与前面施工的径向锚杆、钢拱架牢牢连接。钢筋网片采用 6.5 mm 钢筋制作，网格大小为 20 cm20 cm，施工过程中发现，使用较细的钢筋能使钢筋网片更好地与初喷混凝土面相贴合。若支撑强度不足。可以提高网片钢筋密度。为了使钢筋网片与初喷混凝土面更好地结合，一般在隧道内施工面上加工钢筋网片。先在工厂加工钢筋网片再在隧道内施工可以提高施工的效率。2 种施工方法在施工中应根据实际情况选择
14、应用。5.5 二次衬砌加固二次衬砌本身就是对隧道围岩的加固。二次衬砌在围岩和锚杆支护变形基本稳定后进行，并与开挖中的掌子面保持一定距离。二次衬砌的顶部预留注浆孔，如果二次衬砌内部出现空腔则可以通过注浆孔注浆弥补这一质量缺陷。6. 边坡抗滑移措施隧道进洞口上方堆积物和下层的岩体连接不牢固。在施工时受到人为扰动将会产生滑移。为了避免发生上述情况采取重力式挡墙配合桩板墙进行防护。按照原设计在线路右侧设计 5 根抗滑桩，间距 5 m，断面尺寸为 2.75 m2.5 cm，抗滑桩。 见下图 3。7 监控量测隧道洞口段监控量测主要有 2 种：一种是隧道洞口项部及周边山体的沉降与位移监测，另一种是围岩的收敛
15、变形监测。监控量测在施工前编制方案，讨论通过后才能进行。施工前 7 d 开始对隧道洞口顶图 3 已施工完成抗滑桩图部、周边山体的沉降与位移进行监测。隧道开挖出 35 m 后即可安装收敛计，进行围岩的收敛变形监测。及时对监控量测数据进行处理。根据不同情况进行正常施工或者启动应急预案。8 结语通过对梅树岭隧道洞口浅埋偏压段施工技术的总结与分析，积累了隧道洞口施工经验。在保证隧道使用功能的条件下尽最大可能地保护自然景观，使工程和自然景观和谐地融为一体。参考文献1姚振凯，黄运平，彭立敏. 公路连拱隧道工程技术M北京：人民交通出版社，20062 陈建勋，姜久纯，罗彦斌，等黄土隧道洞口段支护结构的力学特性
16、分析J 中国公路学报，200821(5)：75803徐建国，王复明，蔡迎春隧道收敛变形监测及围岩特性参敷反演J 中国公路学报，20081(3)：81854邓少军，阳军生，张学民，等.浅埋偏压连拱隧道施工数值模拟及方案比选 J 地下空间与工程学报，2005，1(6)：9409435傅鹤林，谢启东，张聚文，等.不同级别围岩条件下浅埋偏压大跨度隧道开挖工法的比选 J 采矿技术，2009，9(4)：3334，656刘召刚，康海贵.软岩浅埋暗挖施工过程数值模拟及方案比选 J.四川建筑，2007，27(5)：172173，1767 崔俊良. 客运专线铁路大断面隧道施工技术 J.科学之友， 2008，3：3
17、1338李明，高速铁路隧道施工风险管理技术探索 J.隧道建设 ，2010，30(2)：1731789 杨小礼，李 亮，刘宝琛. 偏压隧道结构稳定性评价的信息优化分析 J. 岩石力学与工程学报，2002，21(4)：48448810姜福兴. 岩层质量指数及其应用J. 岩石力学与工程学报， 1994，13(3)：270278联系方式：作者简介：李小勇，男，福建永安人，生于 1971 年 4 月，2007 年 7 月毕业于华东交通大学，大学本科，现为京福闽赣铁路客运专线有限公司工程师，从事高速铁路的施工技术和相关的管理工作。联系电话：15270095640； 联系邮箱： 。接收杂志地址：江西省上饶市水南街抗建南路 230 号（南昌铁路局党校内） 334000 李小勇（收）
