青藏高原上“土質平硐”的設計與施工（下）

郝汝鋌，陳乃雷，周文林，李曉慶，賈 磊，王建軍，王 亮

（1. 天津藍馬工業工程技術有限公司，天津 300061；2.天津礦山工程有限公司，天津 301900）

（接2017年第7期116頁）

4.4 塌方段落加固修復

塌方段落位于 K0+171m～K0+189m段，共計長度18m，混凝土支護及襯砌已嚴重破壞，無法使用，拱頂土體有繼續塌落的可能，該段落的原有支護及襯砌要全數拆除，重新施做支護及混凝土襯砌。塌方段襯砌厚度及配筋同塌方影響段，錨桿支護同塌方影響段，超前小導管支護為超前雙層密排小導管，小導管直徑、厚度、長度、環向間距及傾斜角度均同塌方影響段，僅將縱向間距加密為0.5m。

超前雙層密排小導管支護見圖9。

塌方段落的加固修復步驟為：（1）支設小導管剛架。（2）小導管打入注漿。（3）拱頂及墻拱錨桿施工。（4）拆除原有混凝土支護及混凝土襯砌。（5）噴射混凝土支護。（6）鋪設防水板和土工布。（7）綁扎鋼筋，模筑新混凝土襯砌。（8）吹砂，注漿回填。

當拱頂塌腔高度大于2m時，在拱頂搭設工字22a型鋼護拱，護拱兩端使用鎖腳錨管固定到土體內，之后再噴射混凝土支護。噴射支護、鋪設防水板及模筑新混凝土襯砌時預留注漿孔及吹砂孔，待超前支護及初期支護混凝土凝結后向塌腔內吹砂作為緩沖層，吹砂厚度不小于1m，泵送混凝土厚度不小于2m或填滿塌腔。

5 土質平硐（隧道）防排水設計

5.1 防水措施

（1）平硐初期支護（或原襯砌）與二次襯砌間拱墻部位鋪設“EVA防水板+土工布”作為防水層。防水板厚度不小于1.5mm，土工布重量不小于400g/m2。

圖9 超前雙層密排小導管支護圖（mm）

圖10 橡膠止水帶防水示意圖（mm）

（2）平硐拱墻襯砌環向施工縫設“中埋式橡膠止水帶+背貼式橡膠止水帶”防水；仰拱襯砌環向施工縫設“中埋式橡膠止水帶”防水。橡膠止水帶防水示意見圖10。

（3）硐邊墻襯砌縱向施工縫設“中埋式鋼邊橡膠止水帶”防水。

5.2 主要排水措施

襯砌防水板背后環向設置外包土工布的φ50mm打孔波紋管透水盲管，縱向間距8m/道，當地下水發育時應加密布置。在平硐兩側邊墻墻腳外側設置外包土工布的φ50mm打孔波紋管透水盲管。環、縱向透水盲管三通連接后通過仰拱填充內的φ50mmPVC橫向導水管直接引接至中心蓋板水溝。平硐防排水系統斷面見圖11。

圖11 平硐防排水系統斷面圖

6 工程施工

6.1 施工順序

針對物流平硐（隧道）出現襯砌局部塌垮、開裂現象，組織人員進行應急搶修。 搶修做法是：先用原木、鋼拱架等材料把危險地段進行了加固和支撐，然后開始了維修、完善、拆除等環節的施工作業。

為了徹底做好塌方段施工，藍馬公司與鐵三院的設計人員進行實地檢測，研究確定了施工方案：即先進行臨時支護——拆除設備——拆除電器——蒸汽管道、高壓氣管道、氮氣管道移位——再對塌方段進行開挖、襯砌和永久襯砌作業；對平硐（隧道）縮小斷面整體二次襯砌。

主要工作如下：（1）設備拆除。420m平硐（隧道）內的皮帶運輸設備都要拆除移到硐外，從皮帶斷開到450m的鋼桁架運出硐外一個星期順利的完成，對設備、皮帶進行了存放和覆蓋保護。（2）特種管道移位。硐內有3條貫穿東西區車間的高壓管道，也是東西區生產的主動脈，主要進行高壓氣體的使用、氮氣的置換作業等環節，甲方要求不能影響廠里作業，只能在廠里檢修時進行管道移位，在接到停產檢修通知后其中氮氣管道、高壓氣管道順利完成移位，蒸汽管道因塌方段空間不足未能進行到位，只能等到塌方段處理完后才能移位。氮氣管道移位時操作工人穿戴好防毒面具進行的切割，以防氮氣濃度太大出現窒息現象，管道焊接完后按照百分比進行了探傷試驗。（3）塌方段處理。最早塌方段用原木、排架等材料進行了臨時支護；為了施工安全把塌方段兩端各和延伸一段；實際處理作業面共計36m，塌方影響段（次塌方段）采用從未使用過的施工技術進行施工，施工步驟極其繁瑣；先在原隧道拱頂進行雙層超前導管形成管棚安全區；再進行注漿加固拱頂；確保拆除破損的拱頂、邊墻時不會有冒頂、片幫的危險，絕對保證施工人員的安全，等注漿形成強度后開始進行邊墻、拱頂塌方段的拆除作業，為了避免有大的震動和外泄力的釋放，拆除作業不能使用炸藥等技術手段進行拆除，只能用風鎬加膨脹楔子一點一點的膨脹拆除，往往拆除半米就要用1天時間，每半米一個循環，開挖成型后及時用工字22a型鋼壓成的鋼拱進行支護，接著用鋼筋編網形成網狀保護層；再用噴漿機進行噴漿作業，一般噴漿厚度可達30cm以上，再進行下一個循環作業，鋼拱架與鋼拱架之間有搭筋相互焊接，確保了拱頂的安全，到目前為止塌方段在經過艱難的施工后已經完成了拱頂、邊墻拆除、底板、鋼拱架支護噴漿等工序，施工現場截止到現在沒有發生任何安全事故。防水工藝完成后即將進行永久襯砌施工作業。

圖12 施工支護襯砌現場圖

6.2 襯砌工作

二次襯砌所有混凝土均采用商品混凝土、車載泵澆注，上口順下坡方向泵送混凝土合理距離在120m以內（超出120m運程容易堵管）；鏇胎制作采取在地坪上放大樣，然后冷彎機加工型鋼，比照樣圖調整曲率最終完成；襯砌工程按照工序形成流水作業。

6.3 V級圍巖地段要預留10~16cm的變形量，防止成型斷面凈空不夠

施工支護襯砌現場見圖12。

7 結 語

（1）工程地質勘查是 平硐（隧道）設計的關鍵，對不同的土層，平硐（隧道）斷面會采用不同的形式，對于穿越膨脹土的平硐（隧道）襯砌應采用仰拱，圍巖等級較低時尚應采用墻拱。由于地質情況不明，原襯砌采用了直墻拱的斷面形式，是平硐（隧道）發生坍塌的重要原因之一。

（2）平硐（隧道）的防水是隧道設計必不可少的部分，特別是當地下水具有腐蝕性時，平硐（隧道）防水不僅改善使用環境，還是結構安全和耐久性的保證措施。

（3）平硐（隧道）工程位于地下，環境陰暗潮濕，混凝土極易受到地下水的腐蝕作用，建材行業平硐混凝土襯砌強度等級多使用C30，甚至使用C25，而在公路隧道和鐵路隧道工程中，對于使用年限50年的隧道混凝土襯砌強度等級至少是C40。

建議：建材行業平硐（隧道）設計應提高混凝土強度等級至C40級。

由于地下水的腐蝕作用，建議：混凝土要使用“抗硫酸鹽水泥”。

（4）土質平硐的初期施工，掘進速度較快。要實行“短掘短砌”，尤其硐口施工時，由于工程地質條件較差，平硐容易坍塌。要每掘進1m，就要襯砌。如果掘進長度大，襯砌跟不上，就容易發生塌方事故，甚至造成很大的損失。

（5）平硐施工中，每天都應檢查激光點位置是否準確。

測量人員在平硐施工中設置的激光點是保障平硐施工走向與尺寸準確的關鍵。

施工實踐告訴我們：每天都應檢查激光點位置是否準確，避免由于種種原因（例如無意中的碰撞）的移位。對此，應成為“作業規程”，嚴格執行，不能疏忽大意，不能掉以輕心。（全文完）