楊先全

(中交四航局一公司云桂鐵路項目部)

1 工程概況

隧道位于廣南－ 珠琳區(qū)間，為單洞雙線隧道，線間距4.6 m，全長820 m。隧道圍巖巖性為三疊系板納組粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖，巖層褶皺，構(gòu)造裂隙發(fā)育。洞身段巖性主要以砂巖、粉砂巖為主，中～厚層產(chǎn)狀，巖石節(jié)理發(fā)育破碎。巖層產(chǎn)狀N70°W/50NE°，線路走向與巖層走向夾角24°傾向右側(cè);同時隧道洞身段左側(cè)存在順層偏壓。隧道換拱范圍多集中在洞口段范圍且洞外山勢走向?qū)λ淼佬纬善珘籂顟B(tài)，為確保隧道換拱施工質(zhì)量、及隧道施工安全的前提下，盡量減少圍巖擾動和減少換拱范圍，針對初支侵限的范圍進行拆換拱處理。

2 施工現(xiàn)狀及設(shè)計簡述

施工現(xiàn)狀:隧道上臺階掌子面里程為DK446 +087.5，累計開挖支護123.5 m;仰拱里程為DK446 +060.2，累計完成96.2 m;二襯里程為DK446 +033，累計完成54 m。

設(shè)計簡述:DK445 +964～DK446 +005 段41 m 設(shè)計為V級B 型復(fù)合襯砌;DK446 +005－ DK446 +109 段104 m 設(shè)計為V 級A 型復(fù)合襯砌。支護措施均為全環(huán)I20b 鋼架，間距0.8m，拱部Φ42 超前小導(dǎo)管，環(huán)向間距0.4 m，每3.2 m 一環(huán)，每環(huán)38 根，4.5 m/根。設(shè)計參數(shù)為:28cm 厚C25噴射混凝土、20 cm×20 cm 的φ8 鋼筋網(wǎng)片、1.2 m ×1.0 m 間距的φ22 砂漿錨桿4 m/根、50 cm 厚C35襯砌鋼筋混凝土。

3 侵限分析

根據(jù)監(jiān)控量測及初支斷面檢測發(fā)現(xiàn)，DK446 +000～DK446 + 024 段 全環(huán)、DK446 + 033～DK446 + 043 及DK446 +048～DK446 + 052 段左側(cè)半環(huán)、DK446 + 052～DK446 +064 段左側(cè)半環(huán)變形量超標(biāo)，最嚴(yán)重部分已侵限31.6 cm，目前該段監(jiān)控量測數(shù)據(jù)顯示變形已趨于穩(wěn)定。

隧道侵限段圍巖主要為砂巖夾粉砂巖，屬軟質(zhì)巖，巖層褶皺，構(gòu)造裂隙發(fā)育，圍巖較為破碎。從已施工里程看，圍巖掉塊現(xiàn)象頗為嚴(yán)重，圍巖自穩(wěn)性較差。

隧道進口洞身段左側(cè)存在順層偏壓也直接加快隧道變形沉降侵限，同時隧道進口端山勢較陡與洞門斜切且植被發(fā)育地質(zhì)多為強風(fēng)化巖石，導(dǎo)致進洞口端初支變形大。

隧道開挖后圍巖應(yīng)力釋放，對鋼架作用的應(yīng)力較大。開挖爆破、仰拱未及時施工、初期支護施工質(zhì)量等也是影響隧道沉降變形大的原因之一。

二襯施工未及時跟上，支護措施過弱(大管棚段以后范圍均發(fā)生沉降變形)，上臺階施工放置時間長，對收斂及沉降量預(yù)計不足等。

4 侵限換拱施工方法及工藝

4.1 侵限處理思路

(1)臨時加固(支撐)

在拆除初期支護前，必須對兩側(cè)原有的支護系統(tǒng)設(shè)立臨時支撐，使隧道兩側(cè)拱架單元與臨時支撐形成穩(wěn)定的支撐體系。臨時支撐采用5 根I20a 型鋼加工制作成支撐排架，其頂端與初支鋼架B 單元頂端周邊焊接牢固，底角埋入仰拱填充面上寬60 cm，厚30 cm 的底座混凝土中。同時采取幾個方面的措施:一、二襯緊跟;二、初支左側(cè)偏壓段加固;三、在填充面上及作業(yè)臺車上施做臨時支撐;四、加強監(jiān)控量測。

(2)徑向注漿加固

換拱段采用4 m 長Φ42 mm 徑向小導(dǎo)管對初支背后圍巖注漿固結(jié)，環(huán)向間距1.0 m，縱向間距0.8 m，梅花形布置，在每榀鋼架與小導(dǎo)管“L 型”鋼筋鎖死，漿液采用1∶1 水泥漿，注漿壓力:0.3～0.5 MPa。

(3)逐榀置換拱架

①從外向內(nèi)逐榀進行，遵循先拱后墻的原則，對于全環(huán)侵限的部位必須采取分單元置換。

②換拱前先進行臨時斜撐支護及拱頂豎上支撐方可開始進行換拱施工。

③挖除侵限部分:每次只能拱部開挖一榀，邊墻開挖兩榀。開挖主要以沖擊錘破碎為主，人工利用風(fēng)鎬開挖為輔。

(4)換拱步驟

拆換拱時應(yīng)自上而下鑿出原初期支護進行換拱施工，具體換拱步驟如下。

①如在A 單元范圍內(nèi)采取破碎機及人工利用風(fēng)鎬的方式進行破除處理。A 單元范圍內(nèi)斷面鑿除至設(shè)計開挖輪廓線后，拆除鋼架、連接鋼筋及鋼筋網(wǎng)。先初噴一層混凝土封閉開挖面防止拱部掉塊?，F(xiàn)場加工與A 單元等弧度的鋼拱架并進行安裝后按照設(shè)計支護參數(shù)及預(yù)留變形量進行施工。當(dāng)隧道初期支護侵限部位為拱架A 單元及B 單元時，需先處理完A 單元部分后再處理B 單元。

②如在B 單元時須拱部A 單元侵限段處理完畢后，才能進行B 單元段侵限處理。處理B 單元時左右兩側(cè)錯開3～5 m 進行，當(dāng)選擇從右側(cè)開始時，拆除右側(cè)臨時支撐及采用風(fēng)鎬或破碎機對B 單元初期支護并鑿至設(shè)計輪廓后初噴封閉。左側(cè)B 單元施工與右側(cè)步驟相同。當(dāng)隧道初期支護侵限部位為拱架B 單元及C 單元時，需先處理完B 單元后再處理C 單元。

③當(dāng)隧道初期支護侵限部位為拱架C 單元時采取利用風(fēng)鎬或破碎機拆除拱架并開挖至設(shè)計輪廓線后按照設(shè)計參數(shù)進行支護施工。

④當(dāng)隧道初期支護侵限部位為全斷面時，采取自上而下先拱后墻的方式按照A、B、C 單元施工步驟進行換拱施工。

⑤換拱施工中根據(jù)現(xiàn)場需要及時增加橫向、豎向及水平臨時支撐及鎖腳錨桿，置換的拱架預(yù)留變形量為15 cm，加強監(jiān)控量測，進行動態(tài)優(yōu)化，防止沉降變形，造成二次侵限。

5 結(jié) 論

通過對隧道初期支護侵限處理，結(jié)合隧道圍巖情況及時采取注漿加固并做好臨時支護措施，過程中加強監(jiān)控量測，逐榀逐段逐節(jié)進行置換拱處理，仰拱及二襯緊跟，安全有效的進行處理侵限，該方法對同類工程處理有指導(dǎo)和借鑒作用。通過現(xiàn)場施工積累，也對后期隧道初期支護施工更加重視，加強"超前支護、初支加強、合理調(diào)整預(yù)留變形量、仰拱及時封閉、二襯緊跟"的施工措施。

［1］鐵路隧道工程施工技術(shù)指南(TZ204－2008)［S］.

［2］鐵路隧道施工規(guī)范(TB10204－2002)［S］.

［3］隧道參考圖《雙線隧道輔助施工措施及施工工法》成都:中國中鐵二院集團有限責(zé)任公司，2010.