第１２卷第３期 ２０１３年９月 石家庄铁路职业技术学院学报 ＶＯＬ．１ ２ Ｎｏ．３ 璺 ＿Ｇ ＩＮＳＴＩＴＵＴＥ ＯＦ ＲＡＩＬＷＡＹ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ Ｓ ｅｐ．２ ０ １ ３ 浅埋暗挖软弱隧道施工技术 郝毅忠 （中国土木工程集团有限公司 北京１０００３８） 摘要：以莞惠城际轨道交通项目工程ＧＺＨ．１３标城市地下浅埋暗挖隧道为工程背景，对浅埋暗 挖法施工设计进行分析，提出优化方案，并介绍具体的施工措施，为同类工程施工提供参考。 关键词：隧道施工 浅埋暗挖法 正台阶开挖 中图分类号：Ｕ４５５．４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７３．１８１６（２０１３）０３．００４２—０４ １ 工程概况 中国土木工程集团有限公司承建的莞惠城际轨道交通项目ＧＺＨ．１３标段位于广东省惠州市惠城 区，正线长度３ ８４５双线延米，全部为单线双洞隧道工程。其中暗挖隧道３ ５６１双线延米，明挖隧道 ２８４双线延米。 莞惠成绩轨道为城市地下隧道，设计为单线双洞，ＤＫ１０３＋５２０￣ＤＫ１０３＋９５６段设计时速为２００ 公里／ｄ，时，隧道洞室高１０．４５０ｍ，宽９．４６８ｍ，拱部覆盖厚５～１３．８ｍ，高宽比为１．１，覆跨比为０．５３～ １．４６。拱部覆土多为杂填土、软塑状粉质粘土，不时加有砂层。洞身主要穿越软塑状粉质粘土、全、 强风化含砾砂岩，岩芯破碎、裂隙发育、富水。隧道上方主要为惠州市主干道惠州大道，管线密集， 隧道两侧为建筑群，施工安全风险高。 为确保施工过程中惠州大道地面交通及管线的安全，隧道开始时防塌限沉、土体稳定，隧道在 开挖过程中严格控制地表最大下沉量不超过３０ ｍｍ，土体水平位移不超过１０ ｍｍ，选择合适的施工 方法，是工程成败的关键。 ２复合衬砌断面结构及参数 本项目矿山法隧道采用浅埋暗挖法及喷锚构筑法设计，采用复合式衬砌。该段采用时速２００公 里Ⅵ级围岩复合式衬砌断面，见图１。 本段围岩复合式衬砌对应的初期支护厚度为３００ ｍｍ，采用Ｃ２５（Ｐ６）喷射混凝土；初支拱部 １８０。范围设置３ｍ超前小导管，环向间距Ｏ．３３ ｍ，纵向间距１．０ｍ；两侧设置３．５ ｍ长 ２２锚杆， 间距Ｏ．８ ｍ×１．０ ｍ（环向×纵向）；钢架采用Ｉ２０ ａ的工字钢，每榀间距为０．５ ｍ。二次衬砌的拱顶及 边墙厚度为５００ ｍｍ，仰拱厚度为５５０ ｍｍ，混凝土强度等级Ｃ３５，抗渗等级Ｐ８。 ３施工方法的变更优化 收稿日期：２０１３—０７—０５ 作者简介：郝毅忠（１９５７一），男，高级工程师，研究方向铁道工程。 ４２ 设置 ９４６８ 图ｌ 时速２００公里Ⅵ级围岩复合式衬砌断面 本标段为单线双洞隧道，设计采用中隔壁（ＣＤ）法施工，但实际存在困难，安全风险因素突出。 根据现场开挖掌子面地质揭露及辅助工法对洞内外的加固、单线隧道断面的设计尺寸等条件，变更 优化为正台阶开挖，其中上断面采用临时横竖支撑临时封闭成环＋预留核心土环形开挖，下断面采用 台阶法开挖。 方案变更优化的主要原因如下： （１）本标段隧道洞身拱顶以下３ ｍ左右主要穿越软塑粉质粘土、泥质胶结，土体应力为２００ ｋＰａ， 需采用小型机械开挖、人工修边。仰拱及两侧墙部位为全、强风化含砾砂岩，岩体应力分别为２３０ｋＰａ、 ３５０ ｋＰａ，需进行爆破开挖。整个断面围岩存在“上软下硬”的特点。 （２）城市地下隧道设计断面尺寸小，隧道开挖宽度不足１０ ｍ，高度为ｌＯ．４５ ｍ按照设计ＣＤ法 开挖，隧道上断面两分部采用机械开挖时空间不满足小型挖机旋转半径；若采用人工开挖，上断面 地质应力大、岩性塑状似“泡泡糖”，难以开挖。 （３）鉴于以上两大特点，由于地层软，断面较小，上部只能采取小型机械开挖及运输作业，ＣＤ 法分块多，工序繁多、复杂进度缓慢，同时临时支撑的施作和拆除困难，爆破时容易损坏中隔墙。 （４）隧道开挖时防塌限沉的辅助工法多：如地层降水、地层注浆加固、洞内超前大管棚、小导 管预加固等，同时注浆加固效果明显，上部土体具有足够的自稳能力。 ４变更优化后施工实施要点 （１）上台阶开挖采用机械开挖，预留核心土２～３ ｍ，开挖循环进尺为０．５ ｍ，即一榀钢拱架； 下台阶采用光面爆破松动围岩，再用机械扒渣转运每次爆破进尺不超过０．７５ ｍ。爆破时严控炸药量， ４３ 石家庄铁路职业技术学院学报 ２０１３年第３期 以防扰动上部围岩。 （２）上下台阶距离长度不超过１０ ｍ，上台阶空间要满足小型挖掘机作业。上台阶每开挖一循 环要及时施作临时横竖支撑，封闭上断面。横竖支撑之间间距为５０ ｃｍ，支撑距掌子面距离不超过５ ｒｎ。上台阶临时仰拱、钢支撑规格与初期支护钢拱架相同，而且需预先设计加工好，采用螺栓连接。 同时考虑伸缩式横撑，其位置不应在跨中，选择在靠近拱墙钢支撑位置。 （３）为有效提高初期支护体系的整体受力，将上台阶每榀钢拱架拱脚采用规格相配的槽钢支托， 搭设锁脚锚管并注浆，锁脚锚管斜下４５。打入。施工开挖控制在每台阶拱脚上１０￣１５ ｃｍ，人工利 用风镐凿除至立拱架设计高程位置，确保拱架及槽钢支托作用在原装基岩上，提高初期支护承载力， 减少下沉量。通过这些措施，有效地减小了初期支护的下沉量，提高了初期支护体系与围岩的共同 受力效果。 （４）浅埋暗挖软弱围岩地段仰拱距离掌子面距离不能超过３５ ｍ，开挖一段距离后要及时施作 仰拱。 （５）根据监控量测反馈的信息，分析围岩稳定情况，隧道周围围岩变化稳定，及时施作整体台 车二衬，规范要求ｖＩ级围岩二衬距掌子面距离不超过７０ ｍ而根据本案列工程特点，要求二衬距掌 子面距离为６０ｍ。 （６）开挖过程，必须遵循信息化反馈设计、信息化施工、信息化动态原理。根据监控量测信息 指导施工。 上断面临时封闭正台阶纵断面图见图２。 图２上断面临时封闭正台阶纵断面图 ５结语 浅埋暗挖法施工的地下洞室具有埋深浅（最小覆跨比可达０．２）、地层岩性差（通常为第四纪软 弱地层）、存在地下水（需降低地下水位）、周围环境复杂（邻近既有建、构筑物）等特点。由于造 价低、拆迁少、灵活多变、无须太多专用设备及不干扰地面交通和周围环境等特点，浅埋暗挖法在 全国类似地层和各种地下工程中得到广泛应用。本工程暗挖施工方案变更后，遵循“先治水、管超 前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测、控下沉”的原则组织施工，不仅提高了安全性， 还大大加快了施工进度，取得了较好的应用效果。 参考文献： 【ｌ】杨军峰，潘淡浓．浅埋暗挖隧道施工技术及其地面沉降控制【Ｊ】冲国水运，２００８，６（１）：１１０￣１１１． 【２】程思军．地铁建设浅埋暗挖法的应用分析【Ｊ】．中华建设，２００８，６３￣６３． 【３】任文祥．城市地铁浅埋暗挖隧道沉降问题的分析与控制【＇Ｉ】．铁道标准设计，２００７，５：８７￣８９． ［４】王梦恕．中国隧道及地下工程修建技术【Ｊ】．隧道建设，２０１０，３０（４）：３５１￣３６４． Ｔｈｅ Ｓｈａｌｌｏｗ Ｂｕｒｙｉｎｇ ａｎｄ Ｂｌｉｎｄ Ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ Ｓｈａｌｌｏｗ Ｗｅａｋ Ｔｕｎｎｅｌｓ ＨＡＯ Ｙｉ—ｚｈｏｎｇ （Ｃｈｉｎａ Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ Ｂｅｉｊｉｎｇ １ ０００３８ Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｃｉｔｙ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｓｈａｌｌｏｗ ｂｕｒｙｉｎｇ ａｎｄ ｂｌｉｎｄ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ ｔｕｎｎｅｌ ｉｎ ＧＺＨ－ｌ ３ ｓｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｉｎｔｅｒ－ｃｉｙｔ ｒａｉｌ ｔｒｎａｓｉｔ ｐｒｏｊｅｃｔ ｂｅｔｗｅｅｎ Ｄｏｎｇｇｕａｎ ｎａｄ Ｈｕｉｚｈｏｕ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｇｉｖｅｓ ａｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｈｔｅ ｓｈａｌｌｏｗ ｂｕｒｙｉｎｇ ａｎｄ ｂｌｉｎｄ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ ｃｏｎｓｔｒｕ￣ｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｐｕｔｓ ｆｏｒｗａｒｄ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｓｃｈｅｍｅ ａｎｄ ｓｐｅｃｉｉｆｃ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｍｅａｓｕｒｅｓ，ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｏｆ ａ ｒｅｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｖａｌｕｅ ｏｆｒ ｓｉｍｉｌｒａ ｐｒｏｊｅｃｔｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄ：ｔｕｎｎｅｌ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ ｓｈａｌｌｏｗ ｂｕｒｙｉｎｇ ａｎｄ ｂｌｉｎｄ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ ｐｏｓＲｉｖｅ ｓｔｅｐ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ ４５
