周東

（中鐵十一局集團(tuán)第四工程有限公司）

在近幾年的發(fā)展進(jìn)程中，我國(guó)交通工程建設(shè)迅速發(fā)展，眾多高速鐵路、高速公路、既有鐵路增建二線、城市軌道地鐵等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工程廣泛開展。在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工程開展過(guò)程中，施工工藝是工程建設(shè)效率的主要影響因素。特別是在鄰近隧道工程施工過(guò)程中，若隧道施工方案設(shè)計(jì)不當(dāng)，不僅會(huì)破壞已有隧道結(jié)構(gòu)，而且會(huì)影響既有鐵路運(yùn)營(yíng)安全。因此，對(duì)公路隧道上跨既有鐵路隧道施工技術(shù)進(jìn)行適當(dāng)分析具有非常重要的意義。

1 工程概述

新建衢州至寧德鐵路塔石嶺隧道為單線鐵路，位于浙江省鏡內(nèi)，設(shè)計(jì)時(shí)速為160.0km/h，起止里程為DK149+641 ～DK155+312， 整 體 工 程 建 設(shè) 線 路 長(zhǎng)3598.0m。工程隧道最大埋深為235.0m，隧道內(nèi)具有人字坡，變坡點(diǎn)位于DK154+152 位置。進(jìn)口至變坡點(diǎn)段角度為4.8%0 的單面上坡，變坡點(diǎn)至出口段為4.8%0 的單面下坡。

2 公路隧道上跨既有鐵路隧道地質(zhì)條件

2.1 工程項(xiàng)目地質(zhì)條件分析

工程施工區(qū)域?yàn)閯兾g丘陵區(qū)，區(qū)域內(nèi)生長(zhǎng)有高大的喬木及灌木，自然坡度在35°～50°之間，地形起伏較大。丘陵邊坡表層為褐黃色硬塑粉質(zhì)粘土，局部黏土夾雜碎石，碎石層厚度為2.5m 左右；而丘陵下層為侏羅系上統(tǒng)段，為強(qiáng)風(fēng)化流紋質(zhì)含角礫玻屑凝灰?guī)r。巖體呈破碎節(jié)理裂隙發(fā)育，地下有裂隙水。

新建衢州至寧德鐵路塔石嶺隧道與麗龍高速塔石嶺隧道交叉樁號(hào)為DK160+518，線路夾角為58°，凈距離在35.16m 左右，交叉位置地表標(biāo)高為487m。新建隧道標(biāo)高及隧道埋深分別為299m、183.0m。兩者具體關(guān)系如表1 所示。

2.2 工程項(xiàng)目施工難點(diǎn)分析

⑴該公路隧道工程為單線隧道，隧道內(nèi)具有人字坡，邊坡點(diǎn)與進(jìn)出口起伏較小。在施工階段，施工人員應(yīng)盡量降低中夾碎石的破壞擾動(dòng)，同時(shí)采用中坡護(hù)壁技術(shù)強(qiáng)化破壁自穩(wěn)定能力，施工難度較大[1]。

⑵該公路隧道工程與既有在建鐵路項(xiàng)目交叉，且與中心城區(qū)相互交錯(cuò)，因此在技術(shù)層面，施工人員應(yīng)采取先下后上的施工方式，保證在建鐵路上跨軌道交通作業(yè)順利開展。整體施工環(huán)境復(fù)雜程度較高，涉及多個(gè)復(fù)雜施工工藝，潛在施工風(fēng)險(xiǎn)較大。

⑶新建公路隧道采用單線雙車道隧道，隧道標(biāo)準(zhǔn)建筑限界寬度及凈高度分別為14.0m、5.0m。據(jù)此，隧道大斷面施工應(yīng)采用臨時(shí)仰拱配合上下臺(tái)階法。同時(shí)利用隧道交叉中隔壁法（CRD 法），保證既有鐵路穩(wěn)定運(yùn)行。整體施工工序較復(fù)雜，且技術(shù)實(shí)施難度較大。

表1 公路隧道與既有鐵路隧道關(guān)系

⑷該公路隧道建設(shè)區(qū)域內(nèi)具有高大喬灌木生長(zhǎng)，在洞口爆破控制施工時(shí)應(yīng)盡量降低對(duì)周邊林木的危害。

3 公路隧道上跨既有鐵路隧道施工技術(shù)

3.1 隧道開挖施工方案及技術(shù)措施

公路隧道上跨既有鐵路隧道開挖施工主要包括洞口明洞開挖、洞身開挖、人行及車行通道開挖三個(gè)階段。

⑴在公路隧道上跨既有鐵路隧道洞口明洞開挖階段，為便于地表水截排，施工技術(shù)人員可在隧道洞口邊仰坡開挖邊緣外4.8m 位置，進(jìn)行截水溝、洞口天溝的設(shè)置，以形成完整的洞口水分排出體系。同時(shí)在明挖施工過(guò)程中，根據(jù)上下臺(tái)階地質(zhì)條件差異，施工技術(shù)人員可采取分級(jí)開挖措施，即在開挖至明暗分界線位置時(shí)，在上臺(tái)階位置采用混凝土施工方法[2]。隨后進(jìn)行暗洞超前大管棚施工，配合12.5m 左右暗洞支護(hù)施工，施工技術(shù)人員可開展明洞下臺(tái)階開挖施工作業(yè)。

⑵在公路隧道上跨既有鐵路隧道洞身開挖階段，施工技術(shù)人員可依據(jù)先左后右的順序，采取不同的施工方法[3]。其中在隧道洞口粉質(zhì)粘土夾雜碎石段主要采用隧道交叉中隔壁法（CRD 法）施工，即從縱向，依據(jù)早進(jìn)晚出的原則，將隧道左右洞掌子面交錯(cuò)開挖1.8 倍以上洞徑。

⑶在公路隧道上跨既有鐵路隧道人行及車行通道開挖階段，根據(jù)人行、車行通道運(yùn)行需求的差異，施工技術(shù)人員可采用不同的施工方法。如在人行道開挖階段，施工技術(shù)人員可采用全斷面爆破開挖的方法；而在車行通道開挖階段，由于車行通道洞徑較大，為最大限度控制爆破對(duì)周邊環(huán)境的影響，施工技術(shù)人員可采用微孔爆破法開挖。

在具體施工階段，施工技術(shù)人員可以以隧道主洞為斷面，在主洞支護(hù)作業(yè)完成后，進(jìn)行人行通道及車行通道開挖。在人行通道及車行通道交叉口位置開挖階段，施工技術(shù)人員可采用弱爆破技術(shù)，配合臨時(shí)搭建鋼支架，利用挖掘設(shè)備進(jìn)行開挖作業(yè)。需要注意的是，在隧道交叉中隔壁法（CRD 法）應(yīng)用過(guò)程中，施工人員應(yīng)嚴(yán)格依據(jù)洞口圍巖段鎖腳開挖→打錨桿、掛網(wǎng)、工字鋼架設(shè)置→縱向拉筋施工→混凝土噴射→二次襯砌結(jié)構(gòu)及臨時(shí)支撐架設(shè)→中隔壁拆除及二次襯砌封閉成環(huán)的順序施工。其中在洞口圍堰段鎖腳開挖階段，施工技術(shù)人員在每個(gè)開挖階段后均需要進(jìn)行初期支護(hù)作業(yè)，保證臨時(shí)仰拱施工效果；而在臨時(shí)支撐設(shè)置階段，在保證臨時(shí)支撐弧度一定的基礎(chǔ)上，施工技術(shù)人員應(yīng)依據(jù)從上到下的順序依次進(jìn)行初期支護(hù)封閉成環(huán)、中隔壁封閉成環(huán)、仰拱封閉成環(huán)作業(yè)，并控制上下層間距離在3.5m 左右，保證隧道開挖混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%。

3.2 隧道初期支護(hù)施工方案及基礎(chǔ)措施

為降低圍巖暴露時(shí)間以及圍巖變形、松弛風(fēng)險(xiǎn)，隧道初期支護(hù)作業(yè)與開挖作業(yè)需同步展開。據(jù)此，施工技術(shù)人員可依據(jù)超前支護(hù)→砂漿錨桿制作→鋼筋網(wǎng)片制作→現(xiàn)場(chǎng)鋼架加工→隧洞口混凝土噴射的順序進(jìn)行施工。

其中，超前支護(hù)主要是通過(guò)超前大管棚的架設(shè)，配合高壓注漿泵及超前小導(dǎo)管，向管棚內(nèi)進(jìn)行注漿；而砂漿錨桿制作主要是利用錨桿鉆機(jī)向巖層內(nèi)鉆孔。隨后人工安裝砂漿錨桿，并利用高壓注漿泵向鉆孔內(nèi)進(jìn)行注漿；鋼筋網(wǎng)片制作主要是在隧道洞口外分部加工，并利用機(jī)械運(yùn)輸設(shè)備，將鋼筋網(wǎng)片運(yùn)輸至支護(hù)作業(yè)面位置，由施工技術(shù)人員逐步安裝；現(xiàn)場(chǎng)鋼架加工與鋼筋網(wǎng)片制作施工類似，均需要利用機(jī)械運(yùn)輸設(shè)備運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)，隨后由施工技術(shù)人員安裝、鎖定；隧洞口混凝土噴射主要是在隧洞口外部，利用強(qiáng)制攪拌設(shè)備，依據(jù)前期設(shè)計(jì)比例進(jìn)行混凝土拌合，隨后利用噴射設(shè)備在隧道洞口內(nèi)進(jìn)行混凝土噴射。

在具體施工作業(yè)過(guò)程中，初期支護(hù)施工需要配合隧道暗挖施工技術(shù)進(jìn)行。

⑴在漿液拌合階段，施工技術(shù)人員應(yīng)嚴(yán)格依據(jù)1：4.5：1、1：1：1、0.5：1：1 的順序，進(jìn)行漿液等級(jí)轉(zhuǎn)換，即向注漿管中依次注入稀漿液、濃漿液，促使注漿水灰比達(dá)到規(guī)定限度。在此基礎(chǔ)上，可采用滲入式注漿的方式，結(jié)合實(shí)驗(yàn)壓力，控制壓密注漿有效固結(jié)厚度在41cm 以上。同時(shí)依據(jù)從大到小的順序，在高壓注漿管額定注漿壓力達(dá)到1.1MPa 后，等待高壓注漿管注漿壓力穩(wěn)定，調(diào)低注漿壓力，直至高壓注漿管注漿壓力穩(wěn)定在0.58MPa為止。

⑵在高壓注漿泵運(yùn)行過(guò)程中，施工人員可以利用錨桿，設(shè)置孔口連接通道。同時(shí)控制高壓注漿泵與水平線傾角在45.0°以下，保證砂漿錨桿注漿效果[4]。

⑶借鑒已有施工經(jīng)驗(yàn)，施工技術(shù)人員可開展隧道出渣、隧道通風(fēng)爆破、隧道襯砌作業(yè)，保證公路隧道上跨既有鐵路隧道施工效率。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，公路隧道上跨既有鐵路隧道施工涉及了隧道開挖、初期支護(hù)、隧道排水、施工排水、隧道出渣、通風(fēng)、隧道路面施工、隧道爆破、隧道邊坡襯砌等多個(gè)模塊。在具體施工過(guò)程中，為保證公路隧道上跨既有鐵路穩(wěn)定運(yùn)行，施工人員應(yīng)以隧道開挖、初期支護(hù)為要點(diǎn)，結(jié)合工程內(nèi)地質(zhì)條件，采取對(duì)應(yīng)的技術(shù)措施，為整體施工作業(yè)順利進(jìn)行提供充分的保障。