? 岩溶地区浅埋偏压隧道进洞施工方法李文学 摘 要：隧道安全进洞是隧道整体施工的基础，特别是岩溶地区浅埋偏压隧道的进洞施工，具有一定技术难度和施工风险。结合云桂铁路布王戈一号隧道施工实践，介绍了洞口排水、边坡开挖及防护，洞口预加固桩防护，明洞开挖导向墙施工，大管棚超前支护等一系列施工措施，保证了隧道进洞的顺利进行，并可为今后不良地质段隧道进洞施工提供参考。 关键词：浅埋偏压；隧道进洞；预加固桩；导向墙；大管棚；注浆 1 工程概况云桂铁路布王戈一号隧道位于弥勒～石林板桥区间，双线隧道，左右线线间距为4．6 m，设计为15．5‰的单面上坡；全隧均位于半径为5 500m的左偏曲线上，进口里程DK650＋310，出口里程DK650＋680，全长370m，隧道最大埋深约20m，进口DK650＋310～＋435段为明洞段，长125m。 1．1 工程地质 布王戈一号隧道，属滇东南中低丘陵地貌，地形起伏较小，地面坡度较缓，自然坡度10～40°，局部较陡。DK650＋460～DK650＋620为布王戈村落居民区。上覆第四系全新统坡洪积松软土、粉质粘土；坡残积红黏土、细角砾土，下伏基岩为石炭系中统威宁组灰岩。地震动峰值加速度为0．15g，地震动反应谱特征周期为0．40s。 1．2 气象水文地质 本隧道所经地区属亚热带湿润季风气候区，直接承受印度洋及太平洋水气补给。从南宁至昆明，地形起伏较大，随着地势的不断增高，以及海洋面的远离，各地气候也存在着一些差异。其气候特点是温暖湿润，雨量充沛，夏季长而炎热，冬季短偶有奇寒，有明显的干湿两季之分。 地表水不发育，主要接受大气降雨补给。地下水以岩溶水及少许土层孔隙潜水为主。下伏基岩均灰岩，白云岩，为可溶岩，含水性和透水性好；主要接受大气降水补给，地下水埋藏较深。据附近相同地层取水试验，据《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》，环境作用类别为化学侵蚀环境及氯盐环境时，对混凝土结构无侵蚀性。 1．3 不良地质及特殊岩土 本段不良地质为岩溶，特殊岩土为红粘土。 1．4 施工重难点 （1）正值雨季，洞口边坡必须边开挖边防护，防止出现边坡滑塌，危害洞门施工。 （2）洞口导向墙施作里程为DK650＋435，左右两排预加固桩因地质条件原因，没有施工平台，施工组织过程中，必须先为预加固桩提供施工平台，并保证预加固桩的施工质量，经检测合格后，再进行洞门导向墙施工，确保导向墙施工时，洞顶土体不出现开裂滑移。 （3）导向墙进行开挖施工时，必须保证导向墙基础有足够的支撑力，大管棚施工数量、长度、注浆量满足设计要求。 2 隧道进洞总体方案2．1 施工顺序 施工结合洞口地形、地貌和地质条件，并针对进口段工程的特点和难点，制定以“预加固桩加固，进口明洞分层开挖，大管棚超前支护，洞身开挖，加强支护，尽早封闭，监控量测，衬砌紧跟”为原则的总体施工方案，进洞施工顺序如下：测量放样→洞口排水→洞口及明洞开挖→边仰坡防护→预加固桩施工→导向墙施工→洞门施工→洞身施工［1］。 2．2 洞口天沟排水系统 首先对洞口附近的地形、地貌及地质条件进行复勘与调查，确认与图纸一致后，组织测量放样，按设计断面尺寸、坡比准确定出开挖边线、开挖深度，准确定出洞口位置，放出边仰坡及天沟、截水沟位置，洞口开挖前，先做好洞顶天沟，并与四周的排水系统连通，形成统一的排水体系。 2．3 洞口边坡开挖 本隧道位于土质角砾土或粉质黏土中，隧道最大埋深拱顶以上20m，地形较陡、冲沟发育区，洞口开挖山体不稳定，洞口边坡开挖坚持边开挖边防护的原则，开挖完成后及时根据开挖后的岩石情况对边、仰坡坡面施作挂网喷锚防护措施，以防破坏坡面的稳定性和整体性［2］。施工中切实做好边仰坡稳定性的监控量测工作，发现异常，及时分析原因，在必要时进行加固。 2．4 洞口防护 洞口采用预加固桩进行防护，洞口明暗分界里程为DK650＋435，沿线路中线方向右侧DK650＋369～DK650＋435，设置1～12＃预加固桩，截面尺寸为2．5m×1．75m，桩长16m，桩间距6m；左侧DK650＋429～DK650＋435段，设置13～14＃预加固桩，截面尺寸为2．5m×2．5m，桩长20m，桩间距6m（见图1（a）、图1（b））。  图1 预加固桩与洞口相对位置（单位：cm） 2．5 预加固桩施工［3］ 2．5．1测量定位 施工平台完成后，按照设计图纸，准确定位预加固桩四个角点和桩中心桩位，桩位放样误差10 mm。设置地表截水、防排水设施。 2．5．2 人工挖孔 （1）先开挖1．5m桩身，做好护壁及锁口，锁口高1．2m，上部0．5m、壁厚0．5m，下部0．7m、壁厚0．3m，锁口高出地面0．2m。 （2）锁口及护壁均采用C20钢筋砼现浇。 （3）孔桩开挖必须跳槽开挖，待相邻孔浇筑砼并达到设计强度的75%后再进行中间孔开挖。 2．5．3 孔内通风、照明及排水 地面以下10m开始必须用鼓风机进行送风，保持孔内有足量的新鲜空气。孔内照明采用低压照明，在孔底设置集水井，及时使用潜水泵排除孔内积水，防止水浸泡，确保孔内施工安全，当渗水量较大时应连续抽水。 2．5．4 弃砟运输 每孔桩原地面下挖1．5m后，即在桩孔上架立垂直运输支架，使用小型卷扬机作为运输弃砟设备，弃砟运输流程如图2所示。  图2 加固桩弃砟运输示意图 2．5．5 护壁施工 （1）护壁采用?8mm钢筋、C20砼现浇，砼采用早强砼，缩短拆模时间，确保施工安全。 （2）桩孔开挖每段深度为1m，模板采用定型模板，模板尺寸同桩身尺寸，模板高度为0．9m，预留10cm浇筑砼，每节竖向钢筋预留15cm伸入下一节，提高护壁的整体性。 （3）模板采用拆上节支下节重复周转使用，模板之间采用蝴蝶扣连接。在模板的上下端各设置一圈脚手架支撑作为内侧支撑。 2．5．6 声测管安装 声测管采用 2．5．7砼浇筑 （1）桩孔开挖至设计标高后，绑扎钢筋，对孔底虚渣进行清理、排除积水，满足要求后方可进行砼的灌注。 （2）砼灌注采用干式灌注法，在浇筑过程中采用窜筒，保证窜筒端部距砼浇筑面不大于2m，防止产生离析。每浇筑0．5m振捣一次，保证桩体砼的密实度。 （3）每个桩身砼一次性连续灌注完毕，中途不得停滞，防止出现施工缝。 2．5．8 桩基检测 按《铁路工程基桩检测技术规程》（TB10218—2008）执行，采用声波透射法进行预加固桩检测。2．6 导向墙施工 当洞口及明洞上半断面开挖至明暗分界处时，施作导向墙（见图3），导向墙采用C20混凝土，截面尺寸1m（长度）×0．8m（厚度）。为保证长管棚施工精度，导向墙内设2榀I20b型钢钢架，钢架外缘设?133mm×5mm孔口管。  图3 导向墙及内导管布置图（单位：cm） （1）开挖：施工测量放样后，预留核心土开挖至导向墙两侧基底，基底要保证坚实。 （2）架立型钢：采用定位的I20b型钢钢架，在钢筋加工场加工后，运至现场进行拼装。连接处采用16mm厚的钢板通过M28高强螺栓进行连接。 （3）埋设孔口管：孔口管采用 （4）立模：在导向墙底架设I20型钢，纵向间距0．5m，型钢之间采用 （5）浇筑混凝土：混凝土利用拌合站供给，罐车运输，采用插入式振捣棒振捣密实。 （6）养护拆模：混凝土浇筑施工完成后，进行洒水养护，常温下不得小于14d。 2．7 大管棚注浆预支护 2．7．1 方案设计 洞口浅埋段，拱部采用  图4 大管棚正面布置图 2．7．2 施工工艺 大管棚采用钻机钻孔，利用套管跟进的方法钻进及长管安装一次性完成，采用高压注浆泵注水泥浆液，注浆压力0．5～1．0MPa。 2．7．3注浆 注浆前进行现场注浆试验，根据现场实际情况调整相关参数。注浆结束后用M10水泥砂浆充填管棚，以增强大管棚强度。 单根钢花管的注浆量按Q＝πR2Lη估算。式中：R为浆液扩散半径，取0．6L0；L0为管体间距；L为注浆段长度；η为地层孔隙率。 注浆应由上而下、两侧对称注浆；压力逐渐由小加大。 2．7．4 施工注意事项 洞口长管棚施工前，施工长管棚导向墙，测量定位准确预埋套管，并用测斜仪控制钢套管的倾斜度，利用导向墙控制长管棚倾斜度；同时，钻进过程中利用测斜仪检查长管棚钢管的倾斜度，严格控制管棚打设方向。 为保证长管棚支护效果，严格控制管棚的外插角，尽量减小外插角，同时防止长管棚侵入开挖净空，洞内管棚尾段与钢架焊接，形成共同支护体系，提高支护效率。 3 结束语通过采取以“预加固桩加固，进口明洞分层开挖，大管棚超前支护，洞身开挖，加强支护，尽早封闭，监控量测，衬砌紧跟”为原则的一系列施工措施，成功的保证了岩溶地区浅埋偏压隧道安全进洞，可为今后不良地质段隧道进洞施工提供一些参考。 参考文献 ［1］王显勇．浅埋软岩偏压隧道洞口施工技术［J］．城市建设理论研究，2012（15）：2095－2104 ［2］李振民．浅埋顺层偏压隧道进洞施工小结［J］．中国科技信息，2012（8）：77 ［3］中交股份沪昆客专贵州段工程第二项目部桥梁架子三队．路堑桩间挡土墙施工技术交底［EB／OL］．［2015－10－01］．http：／／wenku．baidu．com Construction Methods for the Lead－in Section of a Shallow－Buried and Obliquely－Pressurized Tunnel in the Karst AreaLi Wenxue Abstract：The safe leading－in is the basis of the construction of the whole tunnel．Especially the construction of shallow－buried and obliquely－pressurized tunnels in karst areas is somewhat difficult in technology and risky in construction．With the practical construction of the leading－in section of Buwangge Tunnel One of the Yunnan－Guizhou Railway as an example，the draining for the leading－in，the excavation and protection of the side slope，the provision of the pre－consolidating piles for the entrance，the open－cutting for the construction of guiding walls，the advanced support of large－tube sheds and other construction measures are introduced in the paper．With these technical measures adopted，the successful leading－in is smoothly accomplished．The present paper may serve as a useful reference for the construction of other tunnels in geologically－poor areas． Key words：shallow－buried and obliquely－pressurized；entrance of a tunnel；pre－laid consolidating pile；guiding wall；large－tube shed；slip－casting 作者简介：李文学（1981—），男，工程师，主要从事隧道工程施工与管理工作 285873020＠qq．com 收稿日期：2015－10－08 中图分类号：U455．49 文献标识码：B 文章编号：1672－3953（2016）01－0053－04 DOI：10．13219／j．gjgyat．2016．01．014 |
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50mm钢管，桩身四角各布置一根，以便进行桩身砼无损检测。声测管置于钢筋骨架内侧，下端封闭，上端采用木塞封堵，管内无异物，连接处平直，不漏水。
133mm×5mm的热轧无缝钢管，长为1m，环向间距与大管棚的环向间距一致放线确定其位置后，将孔口管焊接到I20b型钢上，并焊接牢固；孔口管两端采用纺布包裹，防止混凝土砂浆堵塞。
22mm的纵向钢筋连接成受力的整体；之后在型钢上铺设钢模作为底模；在底模外端采用钢模架设端模，端模外侧采用脚手架斜撑，内侧采用
14mm的钢筋加固支撑牢固，顶模采用木模施工。
108mm×6mm热轧无缝钢管进行注浆预加固，采用型钢钢架加强支护，大管棚长30m，拱部设置一环，环向间距为0．3m。大管棚布置如图4所示。
