楊云鵬

【摘 要】 鐵路隧道的進(jìn)洞主要是針對(duì)明暗挖銜接的部位的施工。由于鐵路隧道洞口的地質(zhì)條件相對(duì)較差，巖石也比較松散破碎且風(fēng)化現(xiàn)象極為嚴(yán)重。在進(jìn)行隧道開挖進(jìn)洞的時(shí)候，就容易出現(xiàn)山體平衡的破壞，進(jìn)而導(dǎo)致巖土順層滑動(dòng)以及坍塌等問題。因此，隧道進(jìn)洞口的施工是最為困難的地段?；诖耍P者重點(diǎn)論述了鐵路隧道進(jìn)洞施工技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】 鐵路隧道；施工技術(shù)；攻關(guān)

1、鐵路隧道洞口的主要特點(diǎn)

1.1鐵路隧道洞口巖層穩(wěn)定性差

鐵路隧道的洞口地段，巖土一般都覆蓋的較薄，且?guī)r層大多屬于破碎、松散的，且風(fēng)化相對(duì)比較嚴(yán)重。此外鐵路隧道的洞口地段通常也是軟硬巖石交界的地方，地形以及地質(zhì)條件都極為不穩(wěn)定，并且地表水極為容易匯集。這些因素都導(dǎo)致了鐵路隧道進(jìn)洞口地段的施工特別困難。

1.2鐵路隧道洞口結(jié)構(gòu)受力體系復(fù)雜

鐵路隧道進(jìn)洞口的邊坡巖土在長(zhǎng)期的表層生物的作用下，通常處于平衡的狀態(tài)。但是隧道洞口的開挖勢(shì)必導(dǎo)致破壞山體原有的平衡狀態(tài)。鐵路隧道的洞口在進(jìn)行仰坡開挖支護(hù)，仰坡由之前的三維受力狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槎S的受力狀態(tài)，這樣仰坡就極為容易出現(xiàn)片落的現(xiàn)象。此外鐵路隧道的洞口在開挖支護(hù)，仰坡和隧道頂板之間的交叉部位則直接處于一維的受力狀況，受力的條件極為不利。如果不進(jìn)行及時(shí)的維護(hù)和支護(hù)，該部位極為容易發(fā)生坍塌事故。再者就是洞口的頂板一端由工作面進(jìn)行支撐，而另一面則處于懸空的狀態(tài)下，屬于懸臂梁結(jié)構(gòu)，其穩(wěn)定性也比較差。同時(shí)由于鐵路隧道的進(jìn)洞口經(jīng)常會(huì)有一些明挖的深（路）塹，其邊坡也是處于二維的受力狀態(tài)。隨著鐵路隧道洞口段的開挖以及支護(hù)，則該段將重復(fù)的進(jìn)行應(yīng)力的釋放以及重新的分布。這樣就極為容易導(dǎo)致洞口段的地表出現(xiàn)滑塌、坡面崩塌以及偏壓和塌方事故等。

1.3鐵路隧道洞口施工支護(hù)加固工程量大

由于鐵路隧道進(jìn)洞口的邊仰坡以及洞口的開挖，會(huì)導(dǎo)致原有的山體平衡遭到破壞，這樣就必須采取一定的加固支護(hù)手段。在開挖過程中，必須要對(duì)鐵路隧道洞口路塹邊坡、洞口及洞頂以上仰坡進(jìn)行錨噴預(yù)加固處理；進(jìn)洞前采取超前錨桿、超前小導(dǎo)管周邊注漿、設(shè)置大管棚等超前預(yù)支護(hù)技術(shù)；開挖后及時(shí)噴射混凝土和仰拱緊跟形成封閉受力環(huán)。

1.4鐵路隧道洞口植被容易造受破壞

山區(qū)鐵路隧道洞口生態(tài)植被極其脆弱，若鐵路隧道洞口進(jìn)洞方案制定不妥、洞口勘察設(shè)計(jì)選址不當(dāng)、洞口變坡點(diǎn)設(shè)置不合理或洞口處在深路塹等，都會(huì)造成大面積原生植被的破壞，且難以恢復(fù)生態(tài)，容易出現(xiàn)水毀沖刷和水土流失，嚴(yán)重者會(huì)造成鐵路隧道洞口坍塌。

2、鐵路隧道進(jìn)洞施工技術(shù)攻關(guān)

2.1工程概況

某鐵路隧道全長(zhǎng)14372m，進(jìn)口里程為DK380+681：出口里程為DK392+665。隧道內(nèi)設(shè)3座輔助坑道，該鐵路隧道經(jīng)過的地段多為山區(qū)，以構(gòu)造腐蝕中山為主，地形險(xiǎn)峻，山谷低深，植被繁密，自然坡度大約為30-60度，溝谷的類型多屬切溝，表現(xiàn)為“V”字形隧道內(nèi)部有著比較多的斷層，水流量比較大，且地質(zhì)復(fù)雜。

2.2進(jìn)洞施工關(guān)鍵技術(shù)

2.2.1洞口開挖方案的選擇

鐵路隧道洞口進(jìn)洞施工不但要滿足安全性、經(jīng)濟(jì)性，更重要的是要保護(hù)好環(huán)境，盡量降低施工導(dǎo)致的原始山體以及植被的破壞。在開始施工之前，首先清理鐵路隧道洞口段上方以及側(cè)方可能滑塌的表層土，灌木以及危石等。在進(jìn)行洞口土石方工程的時(shí)候，不宜采用深眼大爆破或者集中爆破的方式，以免影響到邊坡的穩(wěn)定。應(yīng)依據(jù)設(shè)計(jì)的具體要求進(jìn)行邊仰坡的放線，且自上而下進(jìn)行逐段的開挖。若發(fā)現(xiàn)地形地貌和設(shè)計(jì)不符合時(shí)，應(yīng)及時(shí)會(huì)同設(shè)計(jì)方進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的調(diào)整，合理確定洞口邊仰坡的坡點(diǎn)，盡量降低洞口邊仰坡開挖的高度，減少刷坡面積和范圍以及洞口段植被的破壞量。

2.2.2洞口支護(hù)加固技術(shù)

2.2.2.1超前長(zhǎng)大管棚的施工技術(shù)

對(duì)該鐵路的地形進(jìn)行分析，可發(fā)現(xiàn)其對(duì)隧道出口存在一定的限制，導(dǎo)致“零”挖洞的辦法難以得到使用。通過測(cè)量斷面之后發(fā)現(xiàn)，地形地質(zhì)明暗的分界處里程

DK382+644處，可進(jìn)行混凝土導(dǎo)向墻的制作，此處便長(zhǎng)管棚的起點(diǎn)。長(zhǎng)管棚施工先做好導(dǎo)向墻，等到導(dǎo)向墻達(dá)到強(qiáng)度需求之后，利用預(yù)留下的孔口鉆孔來鉆孔和安裝好長(zhǎng)管棚。注漿完畢以后固結(jié)好鋼管、孔壁內(nèi)、圍巖中間隙，對(duì)并圍巖和管棚進(jìn)行固定，使其足夠緊密。以便對(duì)鋼管的強(qiáng)度有所提高。結(jié)束開挖后，應(yīng)采用拱形鋼架進(jìn)行支撐，使其以保持棚狀，足夠緊密。發(fā)揮出超前的支護(hù)作用。從而避免圍巖發(fā)生坍塌和地表出現(xiàn)下沉。這樣不但可以對(duì)施工安全有所保證，還可對(duì)隧道本身的穩(wěn)定性有一定的保證。

2.2.2.2小導(dǎo)管注漿加固

超前小導(dǎo)管注漿也是一種廣泛使用的注漿加固負(fù)責(zé)施工措施，通常和鋼拱架等一起進(jìn)行設(shè)置。在鐵路隧道的洞口仰坡防護(hù)完成之后，首先將洞面進(jìn)行修整，安裝第一組鋼拱架，且確保第一組鋼拱架盡量和洞面貼近，然后運(yùn)用風(fēng)槍沿著鋼拱架的腹部穿過，將小導(dǎo)管頂入巖層中，且和鋼拱架焊接牢固，形成共同的預(yù)支護(hù)體系。然后使用注漿設(shè)備將漿液順著小導(dǎo)管注入地層中，實(shí)現(xiàn)洞口地段圍巖加固的作用，確保隧道工程的順利開挖。

2.2.2.3拱套加固的施工技術(shù)

大管棚施工之后，以明暗分界的區(qū)域向里程Sm內(nèi)做拱套，拱套選擇C30型號(hào)的混凝土，并且保持0.8m的厚度。拱套選擇明洞襯砌的外緣尺寸作為內(nèi)緣尺寸拱套之內(nèi)設(shè)置好鋼架，鋼架為拱套內(nèi)外緣的中心。彼此相鄰的鋼架縱向連接螺紋鋼間距為lm，成60度的鋼架夾角，為鋼架內(nèi)翼緣處。套拱施工步驟是從拱部往邊墻。邊墻為側(cè)邊施工，等到開挖為左側(cè)，墻拱套便可以支設(shè)仰拱部拱架，與兩側(cè)邊墻相連，形成閉合環(huán)，從而增強(qiáng)拱架整體穩(wěn)定。

2.2.2.4錨噴混凝土加固

在進(jìn)行淺埋洞口地段的開完時(shí)，極為容易出現(xiàn)一邊開挖一邊塌方的現(xiàn)象，這主要時(shí)由于偏壓洞口一側(cè)邊坡開挖的抬高，導(dǎo)致邊坡的不穩(wěn)定，進(jìn)而影響到施工安全。在這種情況下，采用錨噴混凝土加固的方式就必須適宜。其一，對(duì)于洞口邊仰坡進(jìn)行表層預(yù)加固，首先依據(jù)設(shè)計(jì)坡度進(jìn)行刷坡，然后沿著坡面噴射混凝土，特殊情況時(shí)可以加設(shè)錨桿鋼筋網(wǎng)；其二，在洞口上方陡坎位置加固和仰坡加固；其三，針對(duì)淺埋洞口地段的預(yù)加固，如果洞口的自然坡度較緩，圍巖軟弱，隧道的覆蓋層薄，就可以采取以錨桿加固為主。

2.2.3洞口偏壓抑制

測(cè)量實(shí)際斷面發(fā)現(xiàn)，明暗的分界處里程DK382+644的前后5m存在著明顯斷面。長(zhǎng)管棚右側(cè)起到了支撐偏壓和擴(kuò)大拱腳的作用。長(zhǎng)管棚的施工之后，棚架也將洞口偏壓消除。為了保證支撐的安全性，在洞頂和坡面上設(shè)置好地面變形、沉降的觀測(cè)點(diǎn)如果問題產(chǎn)生，及時(shí)處理。

2.2.4洞口段洞身掘進(jìn)

該隧道為V級(jí)的圍巖出口段，進(jìn)行開挖時(shí)選用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法。施工前要做好相應(yīng)的準(zhǔn)備，例如布置炮眼、爆破參數(shù)、施工進(jìn)尺控制等。爆破時(shí)要保證弱爆破、強(qiáng)支護(hù)，而且要做到親兩側(cè)和早封閉根據(jù)規(guī)范進(jìn)行操作，并監(jiān)控分析洞身的結(jié)構(gòu)，提供支護(hù)的參數(shù)。等到隧道開挖進(jìn)尺之后，要緊跟著實(shí)施仰拱和二襯施工，形成封閉受力環(huán)，并用二襯剛性結(jié)構(gòu)消除圍巖的余變，保證掘進(jìn)洞口的成功。

2.2.5監(jiān)控測(cè)量

洞口的測(cè)點(diǎn)布置，需要滿足相關(guān)的監(jiān)控測(cè)量規(guī)程。該隧道功能布設(shè)19個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，并且根據(jù)實(shí)際情況在DK382+621斷面設(shè)置9個(gè)監(jiān)控點(diǎn)，彼此為5m的間距并在左側(cè)仰坡上設(shè)置3個(gè)變形觀測(cè)點(diǎn)，彼此為8m的間距。另設(shè)6個(gè)沉降觀測(cè)點(diǎn)。在長(zhǎng)管棚施工時(shí)，邊仰坡兩天1次檢測(cè)，公路監(jiān)測(cè)點(diǎn)3天一次。施工時(shí)要實(shí)時(shí)和階段分析監(jiān)控量測(cè)的數(shù)據(jù)，以便為后期的施工提供指導(dǎo)作用。

綜上所述，鐵路隧道進(jìn)洞口施工的難度較大，尤其是在地質(zhì)條件復(fù)雜的區(qū)域施工的難度就更大。因此在具體施工過程中，應(yīng)針對(duì)工程的具體情況，地質(zhì)類型，周報(bào)呢環(huán)境等情況合理確定洞口開挖、洞口支護(hù)、洞口爆破以及洞口監(jiān)測(cè)方案，進(jìn)而確保鐵路隧道進(jìn)洞口工程順利施工，進(jìn)而確保整個(gè)隧道工程的順利施工。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊立波.復(fù)雜地形地質(zhì)條件下隧道進(jìn)洞施工技術(shù)[J].山西建筑2012（03）

[2]關(guān)寶樹.隧道工程施工要點(diǎn)集[M].北京：人民交通出版社，2003