大断面浅埋铁路隧道施工

刘,超

摘要：为了方便工程施工，可以根据围岩的实际情况对施工方法进行调整。通常来说，选用双侧壁导坑的方式对大断面围岩进行施工，为创造有利的条件，可以减少分部数量，这样可以有效增大断面的开挖面积，减少对周围的干扰，有利于保持围岩稳定。该围岩需要速战速决，原因是虽然排出水流，但是经过水的泡发具有膨胀性。为了减少对周围环境的破坏，选择以人工开挖为主，尽量避免使用机械开挖，以避免施工中出现坍塌。

关键词：大断面；浅埋；铁路隧道；施工

某隧道口地处重庆市的渝中区和南岸区，是一个双线的隧道，进出口里程分别为DK2+045、DK13+987,其中心里程为DK8+016,全程共11.942km,最大的埋深处达到337m。大部分为直线区域，其中有一段进口半径是0.7km和0.6km的右偏曲线，还有一段1.4km和1.7km左偏和右偏曲线，洞身在这两段曲线上，设计的纵坡是一个“V”字加出口段下坡的形状，分别为-9.7‰、-30‰、25.2‰、30‰、-3‰,其线路高程为107.57～214.678m。

1施工难点

基于以往施工经验，浅埋暗挖大跨隧道下穿既有铁路施工难点如下：

其一，施工空间狭小。相较于常规的浅埋暗挖隧道工程，既有铁路施工时对于部分土层进行了加固，从而使工程作业空间受到了进一步压缩，增加施工时的操作难度和安全管理难度，干扰工程施工活动有序进行。

其二，施工烦琐度较高。浅埋暗挖大跨隧道工程施工时，虽然对于土层的扰动较小，但依旧会对既有铁路运营产生影响。在施工时，需要灵活控制既有铁路加固、地面交通运营管理、土方卸载量等参数，控制管理工作总量较大，专业要求较高。

其三，不确定因素影响较大。施工时，容易受土层应力、既有铁路整体荷载等因素影响，威胁施工环境的安全性，需要在施工前利用模拟仿真试验预测潜在隐患及危害性，提前拟定可靠的防治措施，以降低潜在风险发生概率，营造安全的工程作业环境。

2处理原则

1)针对该隧道入口段的地质特征做出以下分析，因地质条件复杂，必须采取相应的施工措施，通过对监控量测资料的研究和分析，确定了其加固原则，必须保证其施工安全和运行安全，在保证隧道底部地基承载能力的基础上，提高危岩和限制隧道的需求，从而增强其稳定性并防止位移。

2)施工原则如下：封闭性施工，多次测量，短进尺，少扰动，早锚喷和加强支护，一定要在初支前进行封闭，迅速进行支护，二衬及时跟进。

3大断面浅埋铁路隧道施工措施

3.1监控量测

3.1.1地表沉降量测

采用人工测量采集数据进行分析加自动化实时监测相结合的方式对地表沉降进行观测。地表沉降测点按普通水准点埋设，监测范围在隧道开挖影响范围以外，测点横向间距为2～5m。在隧道中线附近测点应适当加密，地表观测点和隧道内监测点布置在同一里程断面，地表下沉量测必须在隧道开挖之前进行。自动观测正洞每断面设置3处，平导、横洞对应里程设置1处。

3.1.2净空变化量测

隧道净空变化量测包括周边收敛和拱顶下沉，采用全站仪无尺量测。拱顶下沉测点和净空变化测点布置在同一里程断面上。测点对称布设，即“同面等高”，以便数据的相互验证。拱顶下沉、收敛量测初读数宜在开挖后3～6h内完成，其他量测应在每次开挖后12h内取得初读数，最迟不得大于24h，且在下一循环开挖前必须完成。

3.2超前支护阶段

浅埋暗挖大跨隧道工程施工会使用超前支护技术，在该技术应用阶段，施工安全管理要点如下：

其一，在管棚施工阶段，加强细节参数的控制工作。例如，管棚的环向间距不能超过50cm，排间距不能超过30cm，管棚上下搭接长度控制在3.0m，做好各节点加固情况检查，满足安全要求后再进行注浆。同时在施工中，根据隧道拱顶弯曲度，布置单排或双排管棚，起到加固作业区域的作用。

其二，在超前小导管施工阶段，为保证施工过程的安全性，需要检查小导管尺寸、长度、材料类型等基础内容，同时将环向间距控制在30cm以内，排间距控制在100cm以内，确定满足安全要求后再注浆施工。

其三，在注浆施工中，做好相应的监测和试验工作。例如，注浆时，所使用水泥浆拌和比例为1∶1，压力应控制在0.3～0.5MPa，根据得到的监测数据动态调整相关参数，以提高注浆结果的合理性与可靠性。

3.3双侧壁导坑法施工技术

1)由于工作面易坍塌，尤其两侧壁下方，需要在原有基础上再增加2道工序，共10步，即原来的②和④各分为两部。即②-1和④-1部的开挖高度为2.73m,②-2和④-2部的开挖高度为2.39m。

2)为了降低左导坑挖掘时的侧压力，在隧道进口段左侧偏压时，先对右导坑进行施工。

3)在软岩的稳定期内迅速开挖，工作面喷射8cm厚混凝土时快速封闭，初期支护和临时支护需要快速支护，做到及时封闭，环环相扣。

4)需要预留核心的位置是①③⑤⑥,采用上弧形小岛坑进行开挖，从而降低开挖面临孔高度，让坡面的角度减缓，防止开挖面发生坍塌和下滑。等初期支护完成之后，挖除核心土，同时也要考虑实际的情况。

5)只有在上部支护稳定的情况下，方能进行下部开挖，并避免对上部围岩和支护造成干扰和破坏。为了避免上部发生断面，两侧拱脚需同时悬空，因此，应该交错开挖。

6)对拱脚进行仔细加固，加强变化处钢架，每一处的锁脚需要用长6m,Φ50mm的2根钢管进行加固锁定。

7)上部开挖和两侧导坑支护结束之后进行设点，完成监控测量，并及时对拱脚、拱顶和边墙中部的位置进行调整。每5m设置1个观测点，发现位移速度变快时，需要立刻做出仰拱初支封闭。

8)为了保证施工的安全，拆除临时钢架的过程中，每次距离≤5m。

9)二衬不能在初期支护变形基本稳定之后再施工，需要尽早跟进。

10)由于此工程分部较多，操作面比较小，工序之间容易发生相互干扰，所以需要统一指挥进行操作，保证组织人员协调，让每一道工序有条不紊。

图1双侧壁导坑法施工分部示意(单位：m)

3.4二次衬砌施工

进入二次衬砌阶段后，也需要注意以下内容：

其一，做好施工量测工作，根据得到的量测数据，科学评估隧道洞身整体的稳定性。在大数据技术应用基础上，确定洞身的安全阈值，以此来确定最为合理的二次衬砌参数（包括厚度、衬砌混凝土强度等），确保施工后结构的安全性[1]。

其二，隧道工程存在拱顶结构，在具体的衬砌施工中，使用圆弧模板与组合支架的方式进行施工。加强过程的安全管理，对存在隐患的内容及时返工，以提高整个结构施工的合理性。

其三，在二次衬砌过程中，监测施工过程，监测内容包括衬砌厚度、衬砌高度、拱顶支撑等。借助现场的各类监测点，采集可靠的应用数据，对比安全数据后动态调整衬砌参数，提高二次衬砌施工的可靠性。例如，在衬砌时，出现位移参数超过安全阈值时，及时采取加固措施进行处理，以提高衬砌施工的安全性，保证衬砌施工的效果。

结论

综上所述，在区域间经济交流日益频繁的情况下，铁路路网的通达度和密度也在增加，浅埋暗挖大跨隧道施工时容易面临下穿既有铁路的情况，通过整理施工时需要注意的相关内容，对于提高工程施工环境的安全性，提高工程施工质量有着积极意义。

参考文献：

[1]吴冰强.浅埋暗挖大跨隧道近距离下穿既有隧道的施工风险评估与力学行为研究[D].成都：西南交通大学，2021.

[2]田广积，储冬，刘翔.超浅埋暗挖大跨隧道下穿既有隧道的沉降控制措施研究[J].工程与建设，2021(1):93-94.

[3]白鹏程.超浅埋暗挖大跨隧道下穿既有隧道的沉降控制技术[J].现代隧道技术，2020(3):175-181.

[4]温志成，付建聪，马占亚.浅埋暗挖隧道下穿既有重载铁路安全技术研究[J].铁路节能环保与安全卫生，2016(5):245-250.

[5]杨志杰.三联隧道浅埋暗挖法下穿既有铁路的施工技术[J].四川建材，2015(2):225+227.