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1設(shè)計(jì)參數(shù)

本隧道開挖斷面1458cm×1269cm(寬×高)，Ⅴ級C型復(fù)合式襯砌。全環(huán)采用Ⅰ20b型鋼鋼架支護(hù)，間距60cm，拱墻采用8鋼筋網(wǎng)，網(wǎng)格間距20cm×20cm，拱部采用4m長25中空錨桿，邊墻采用4m長22砂漿錨桿，全環(huán)采用28cm厚C25噴射混凝土，拱部每2．4m設(shè)一環(huán)42超前小導(dǎo)管，環(huán)向間距40cm，每根長4.5m。

2施工重難點(diǎn)分析

由不良地質(zhì)和地質(zhì)鉆孔取樣可知，本隧道暗挖施工風(fēng)險(xiǎn)高。從該地區(qū)同類型隧道開挖后揭示的圍巖分析，該頁巖夾泥質(zhì)砂巖薄層狀，巖層產(chǎn)狀紊亂，相互擠壓破碎，成拱能力差，具有膨脹性，遇水巖層加速軟化，自行剝落成碎塊狀。預(yù)留沉降量多達(dá)30cm～50cm，初期支護(hù)完成后，受機(jī)械開挖施工影響后下沉急增，造成局部侵入二次襯砌限界。

3施工方案

比選本段山體沿隧道橫向延伸，隧道大小里程坡腳處被沖溝阻斷，山體上的降水都匯集于此。在隧址位置處，堆積體發(fā)育明顯。1)暗挖法:從隧址所處工程地質(zhì)條件、地形條件、自然環(huán)境分析，本地雨季周期長，降雨量豐富，存在的不良地質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造給施工安全帶來潛在的風(fēng)險(xiǎn)，這種風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生后將面臨著大范圍內(nèi)變形、塌方冒頂?shù)?，機(jī)械、設(shè)備、機(jī)具、作業(yè)人員無法及時(shí)安全撤出。2)明挖法:此施工方法把洞內(nèi)的施工風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)化到洞外邊坡開挖防護(hù)、隧道快速襯砌上，高邊坡的防護(hù)以及隧道主體工程的施工具有可連續(xù)性，開挖一級邊坡防護(hù)一級，穩(wěn)步推進(jìn)至隧道仰拱的開挖及混凝土澆筑，在旱季期間組織開挖邊坡風(fēng)險(xiǎn)低，作業(yè)面較寬敞，容納多工種作業(yè)人員同時(shí)交錯(cuò)展開施工，完成隧道襯砌，混凝土達(dá)到要求后接著回填洞頂土石方，施工風(fēng)險(xiǎn)單一，便于施工組織管理。3)設(shè)高邊坡路塹:本段以挖方通過，放坡開挖后最大挖深約30m，路塹坡腳處設(shè)樁間擋土墻，樁頂以上邊坡采用錨桿框架梁防護(hù)，能滿足規(guī)范要求的路基穩(wěn)定性，但該段地面橫坡較陡，右側(cè)山體邊坡較高，根據(jù)有關(guān)設(shè)計(jì)文件規(guī)定，客運(yùn)專線及時(shí)速200km客貨共線Ⅰ級鐵路，路塹邊坡高度在土質(zhì)及風(fēng)化破碎軟質(zhì)巖地段不應(yīng)超過15m，而本段屬軟質(zhì)巖路塹邊坡，高度達(dá)到30m。綜合以上分析對比，無論從地形、工程地質(zhì)、施工風(fēng)險(xiǎn)、環(huán)境因素的影響，還是從現(xiàn)有的施工作業(yè)面安全考慮，明挖法更適合本隧址處的各項(xiàng)復(fù)雜地質(zhì)條件，達(dá)到施工風(fēng)險(xiǎn)可控的要求。

4明挖法

施工工藝在開挖斷面設(shè)置上，在最大挖深處設(shè)三級邊坡防護(hù)，回填線以上邊坡采用節(jié)點(diǎn)間距3m×3m錨桿框架梁灌草護(hù)坡防護(hù)，錨桿長度左側(cè)8m，右側(cè)10m;以下邊坡采用噴錨網(wǎng)支護(hù)，錨桿長度4.0m，間距1．0m;在線路右側(cè)設(shè)置18根1．5m×2．0m抗滑樁，樁長15m，樁中心距5m～6m。

4.1監(jiān)控量測點(diǎn)布設(shè)

邊坡開挖前在明洞開挖影響范圍內(nèi)建立地表監(jiān)測網(wǎng)，主要用于施工期間對邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測。監(jiān)測斷面按5m間距布設(shè)，監(jiān)測點(diǎn)間距按5m設(shè)置，從明洞兩側(cè)開挖坡面以外各10m處連續(xù)布設(shè)。開挖范圍外的監(jiān)測點(diǎn)在明洞開挖前設(shè)置，開挖面上的監(jiān)測點(diǎn)在坡面開挖后及時(shí)布設(shè)。觀測的數(shù)據(jù)主要用于分析邊坡穩(wěn)定性以及施工開挖對邊坡穩(wěn)定性的影響，參照數(shù)據(jù)及時(shí)調(diào)整爆破規(guī)模、開挖量，以及各種臨時(shí)支護(hù)等參數(shù)的確定，保證施工安全。

4.2表層土開挖

按開挖路塹邊坡的施工方法開挖一級防護(hù)一級，逐級做好防護(hù)。清理征地界范圍內(nèi)的地表植被及果樹，測量放出開挖邊界，開挖前先將邊坡兩側(cè)天溝挖出，防止零星雨天影響邊坡的穩(wěn)定。從隧道出口開始順坡面修便道進(jìn)入開挖區(qū)，從坡頂按坡比挖除表層粉質(zhì)黏土覆蓋層，此開挖部分約6m深，主要采取小松360挖掘機(jī)開挖。

4.3基巖松動(dòng)爆破下伏基巖采用深孔微差松動(dòng)爆破技術(shù)

根據(jù)開挖后的斷面，從線路橫向、縱向分別布置炮孔，一次性爆破深約6m，取炮孔深度為6．5m，炮孔直徑90mm，最小抵抗線3m，炮孔間距3．5m，排距3m，采用2號(hào)巖石乳化炸藥70藥卷，單孔裝藥量35kg。爆破后開挖松動(dòng)的土石方，直接裝車運(yùn)輸至棄渣場。根據(jù)臨空面的大小，再爆破左右兩側(cè)邊坡處的巖層。

4.4邊坡防護(hù)

4.4.1打設(shè)錨桿按坡比開挖出一級邊坡后，人工清理修整坡面表層浮渣，組織人員、機(jī)械展開框架梁錨桿的打設(shè)。由測量人員根據(jù)圖紙測量放出孔位，各孔用紅油漆做好標(biāo)記，調(diào)整潛孔鉆機(jī)鉆桿與坡面角度，保證孔位與水平面的夾角25°，鉆孔直徑110mm，采用干鉆法鉆進(jìn)。遇有破碎巖層時(shí)，采用套管跟進(jìn)鉆進(jìn)，使鉆孔完整不坍孔。成孔后通過高壓風(fēng)吹出孔內(nèi)浮渣，將制作好的Φ32HRB400螺紋鋼帶三角支架錨桿沿孔壁放入孔內(nèi)。配制M35水泥凈漿，并添加抗侵蝕性添加劑，漿液攪拌均勻，自孔底向上一次有壓注漿，注漿壓力不小于0．2MPa?？變?nèi)注漿必須飽滿密實(shí)，在初凝前進(jìn)行二次補(bǔ)漿。注漿完成后的錨桿養(yǎng)護(hù)7d以上，在此期間嚴(yán)禁敲擊、搖動(dòng)錨桿或在桿體上懸掛物體。待錨桿孔內(nèi)水泥漿強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%后，進(jìn)行框架梁施工。

4.4.2澆筑框架梁沿縱向、橫向錨桿孔位置掛施工線分別在坡頂、坡腳、大小里程兩端固定，整個(gè)坡面的框架梁縱橫向中心位置確定，由此再放出框架梁開挖邊線，按照土質(zhì)、石質(zhì)邊坡要求，沿施工開挖邊線人工挖槽。框架梁鋼筋沿縱梁、橫梁整體布置，在節(jié)點(diǎn)位置處互相穿過。在坡面上沿框架梁斷面立木模板，模板兩側(cè)打設(shè)鋼筋樁設(shè)三角架支撐?？蚣芰夯炷敛捎肧Y5382THB型45m輸送泵車澆筑混凝土，并在梁體混凝土初凝前立擋水緣模板，由人工提升混凝土澆筑擋水緣。

4.4.3抗滑樁施工邊坡開挖到抗滑樁樁頂標(biāo)高后，同時(shí)安排邊坡防護(hù)和抗滑樁開挖展開施工，為避免上下層作業(yè)面受干擾，在同一斷面上錯(cuò)開施工。利用挖掘機(jī)平整抗滑樁施工場地后，由測量班放出抗滑樁的四角開挖線，并用石灰撒出開挖外輪廓線，由人工手持風(fēng)鎬開挖，遇有較硬巖層時(shí)，鉆孔松動(dòng)爆破，達(dá)到人工清土的要求。施工完鎖口后，在靠山坡側(cè)利用鋼管和竹膠板做三面圍擋支護(hù)，防止坡面上滾落碎石塊傷到井內(nèi)作業(yè)人員。當(dāng)樁挖到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，及時(shí)綁扎樁身鋼筋，設(shè)串筒澆筑混凝土，完成抗滑樁的施工。4.4.4噴錨網(wǎng)防護(hù)回填線以下的邊坡主要采用噴錨網(wǎng)防護(hù)，邊坡按坡比開挖后，清理表層松散浮土碎石，表面有出水時(shí)鉆孔設(shè)置PVC排水花管引出。坡面清理后先噴4cm～5cm厚C20混凝土，用紅油漆在初噴的混凝土面上按間距1．0m×1．0m標(biāo)注孔位，用49風(fēng)槍鉆孔，要求鉆孔深度比錨固深度深5cm，利用高壓風(fēng)將孔中巖粉吹干凈，插入4m長18錨桿，灌注M30水泥砂漿，使錨桿處于錨孔中心，錨桿露出巖面的端頭做成10cm彎鉤，鉤住掛設(shè)的鍍鋅鋼絲網(wǎng)。掛網(wǎng)固定后立即進(jìn)行第二次噴射混凝土施工，厚度6cm～5cm。

4.5明洞襯砌施工

4.4.1襯砌臺(tái)車拼裝當(dāng)開挖到仰拱填充面標(biāo)高處時(shí)，在隧道洞口附近選一塊場地，平整場地后，按臺(tái)車走行軌道間的距離兩側(cè)外放1．5m，采用15cm厚C20混凝土硬化場地，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值的70%時(shí)，由25t吊車吊裝臺(tái)車架拼裝模板。本隧道采用6m長臺(tái)車，經(jīng)過15d時(shí)間，整個(gè)臺(tái)車組拼完畢，由測量人員按襯砌斷面尺寸校核，各項(xiàng)檢查均在允許誤差范圍內(nèi)。

4.4.2仰拱及填充混凝土施工仰拱按弧線形開挖出口段10m工作區(qū)間，人工清理基底浮渣，由試驗(yàn)人員用動(dòng)力觸探儀對基礎(chǔ)底面測地基承載力，并與圖紙上標(biāo)明的地質(zhì)核對，其承載力數(shù)據(jù)、地質(zhì)情況與圖紙對應(yīng)時(shí)，將加工成型的主筋、輔助鋼筋運(yùn)至施工現(xiàn)場，在縱橫向按3m×2m間距打設(shè)定位鋼筋，作業(yè)人員在該范圍內(nèi)綁扎、固定鋼筋。鋼筋驗(yàn)收合格后，利用定型鋼模板作為仰拱內(nèi)模，兩端及兩側(cè)邊可使用5cm厚木模板拼接成型，縱橫向均使用鋼管支撐。檢查合格后澆筑仰拱C35混凝土，待混凝土終凝后拆除仰拱內(nèi)模，再立中心水溝側(cè)模，預(yù)埋洞口段過軌管、兩側(cè)中埋式鋼邊止水帶，并固定牢靠，澆筑C20填充混凝土。至此完成本段混凝土的澆筑作業(yè)，終凝后按時(shí)灑水養(yǎng)護(hù)，使混凝土表面保持濕潤狀態(tài)，強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值的70%后進(jìn)行二次襯砌施工準(zhǔn)備工作。

4.4.3二次襯砌施工利用自制作業(yè)臺(tái)車架分層綁扎加工成型的二次襯砌鋼筋，按先外層后內(nèi)層的順序作業(yè)，每2m設(shè)一處內(nèi)外層和縱向定位構(gòu)造鋼筋，測量定出鋼筋線形輪廓位置，以兩端拉施工線為基準(zhǔn)，嚴(yán)格控制內(nèi)外層鋼筋保護(hù)層厚度，按每平方米不小于4塊布置鋼筋保護(hù)層墊塊。綁扎成型后的鋼筋骨架經(jīng)測量復(fù)核驗(yàn)收合格后，鋪設(shè)鋼軌將自行式襯砌臺(tái)車就位，根據(jù)放樣的隧道中心線位置粗調(diào)襯砌臺(tái)車輪廓線，隨后架設(shè)全站儀對襯砌臺(tái)車端頭里程位置、標(biāo)高、斷面尺寸校核，臺(tái)車定位準(zhǔn)確后，加固鎖定臺(tái)車，保證施工過程中不發(fā)生位移或變形。外側(cè)模、端頭模均采用5cm厚木板拼接安裝，二次襯砌內(nèi)設(shè)定位鋼筋支撐外側(cè)模，外部采用16鋼筋按1m每道沿環(huán)向箍緊模板，并與定位鋼筋焊接。整個(gè)模板封閉后，混凝土由拌合站拌合，混凝土罐車運(yùn)料至地泵投料口處，從地泵出料口處接長管道沿左右兩側(cè)臺(tái)車窗口逐級送料，保證兩側(cè)混凝土面高差在50cm之內(nèi)，振搗密實(shí)，澆筑完畢后強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)拆模要求時(shí)，拆模覆蓋土工布澆水保濕養(yǎng)護(hù)。

4.6洞頂土石方回填

明洞混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)，在外側(cè)面抹1cm厚水泥砂漿找平層，鋪設(shè)防水板和無紡布，再抹5cm厚水泥砂漿保護(hù)層。兩側(cè)回填M10漿砌片石，在頂面設(shè)置50cm厚碎石反濾層。在棄渣場內(nèi)挑選土石符合要求的填料運(yùn)至施工現(xiàn)場，先對稱回填拱背土石并夯實(shí)，每層厚度控制在30cm內(nèi)，兩側(cè)回填土石面高差在50cm內(nèi)，回填至拱頂齊平后，再分層滿鋪至設(shè)計(jì)高度，夯填的土石方高度超過拱頂1m以上后機(jī)械可在上面行走，洞頂填方可大范圍展開施工，在填方頂面設(shè)置50cm厚黏土隔水層壓實(shí)，防止地表水滲入填方體內(nèi)，增加洞頂?shù)暮奢d。

5結(jié)語

本項(xiàng)施工技術(shù)在相鄰平點(diǎn)二號(hào)隧道得到了應(yīng)用，通過分析圍巖工程地質(zhì)、隧址處地形地貌后把70m淺埋暗挖段改為明挖法施工，解決了高速鐵路淺埋順層偏壓軟弱圍巖隧道開挖施工中碰到的難題，避免了不良地質(zhì)帶來的安全隱患，為今后類似工程提供了借鑒與參考。

作者：常立軍單位：中鐵十四局集團(tuán)第四工程有限公司