隧道淺埋下穿居民區暗挖法施工參數研究

駱 云 超

(中鐵十一局集團有限公司，湖北 武漢　430000)

1　工程概況

2　施工要素分析

根據對現場踏勘及測量，隧道施工可按照3個區段進行劃分，同時根據現場情況分為：下穿沖溝、下穿洞頂房屋以及下穿淺埋及緊鄰房屋三種。根據三種工況，對施工難點、原方案及可行性進行對比，找出本次需要解決的重點問題。分析本工程各工況存在施工難點見表1。

表1　不同工況施工難點分析

最終分析施工難點有：淺埋、偏壓、洞頂房屋及人員安全、爆破造成房屋及隧道安全。

3　施工參數選擇

3.1　參數選擇方案

根據以往相似地形、相似地質情況下施工經驗，初步決定選取此隧道靠近待定參數段選取不少于3個試驗段，并根據經驗選取初設試驗參數，經過試驗段對初設試驗參數進行施工驗證和修正，選取最終施工參數作為施工參數。

3.2　初設試驗參數選擇

按照設計參數和施工經驗，初設試驗參數設定見表2。

表2　原方案與初設方案參數對比表

3.3　過程參數驗證及修正

1)洞內監控量測和地表沉降位移觀測見圖1，圖2。

施工過程分別在洞頂和隧道內設置監控量測觀測點，并及時收集觀測數據便于分析隧道沉降量，積極做出應對措施。觀測斷面和頻率按照Ⅴ級圍巖進行加密。斷面按照每2.5 m設置一個。觀測頻率不少于每天2次，出現異常時采用24 h不間斷觀測。

2)試驗段觀測數據分析。

根據現場試驗段數據測量和分析，形成結果見圖3。

4　施工參數確定

根據最終3個試驗段驗證及參數修正最終選取待確定段參數，具體試驗段驗證和修正參數過程見表3。

表3　參數試驗結果對比表

根據以上試驗段參數驗證和修正，發現按照修正后的參數在淺埋、偏壓地形和洞頂有房屋的情況滿足沉降要求，保證施工安全。

5　施工過程問題處理

5.1　中管棚外露出地表

施工過程在即將進入可能造成中管棚外露出地表的地段提前

計算和調整打設中管棚仰角。當中管棚外漏出地表后，堵塞已打中管棚并封閉地表，重新調整角度后打設中管棚或者加密φ42小導管。

5.2　地表出現開裂

地表出現開裂需立刻停止洞內施工，根據情況分別采用封閉地表和地表打孔注漿的方式封閉和穩固洞頂覆土，防止造成洞頂塌方。

5.3　施工過程局部出現較大沉降

出現較大沉降應立刻停止洞內施工，并采用橫豎撐對洞內進行加固，加大洞內和地表觀測頻率。若數據穩定，對地表進行打孔注漿、洞內中管棚間加打φ42小導管；若數據持續變化較大，立刻對洞內進行回填反壓、加強橫豎撐系統，穩定后采用大管棚通過。

6　與常規下穿方法的對比

優點：

1)常規下穿居民區及淺埋一般采用明挖。此種情況下征地緩慢、地形陡峭等原因，工期和經濟上嚴重加大，因此本方法較常規明挖在征地上將減少、在征地成本上將較少。

2)常規采用暗挖情況下一般采用大管棚通過。大管棚施工周期較長、對超級淺埋地段將會將大管棚打出地面造成大管棚失效。此方法較常規大管棚在工期上大大縮短。

缺點：

1)本方法施工過程安全風險較大，試驗參數選取要準確。需在相似情況下驗證和修正，否則有可能造成較大的安全事故。

2)本方法施工過程房屋內人員需要疏散，實際操作難度大。房屋開裂和下沉造成的損失需要賠償。

7　結語

根據通過初設暗挖試驗段及試驗參數，同時經過3個相似地段試驗驗證并修正。本隧道通過長達6個月的施工，安全順利通過淺埋、洞頂房屋以及緊鄰居民區等惡劣環境。本次研究充分說明類似條件下，采用本施工參數及施工方法能保證順利安全施工，在施工工期和經濟成本上有較大的優勢。但由于實際施工過程中在下穿洞頂房屋荷載情況下，房屋出現不同程度開裂和下沉，因此洞頂荷載需在試驗中需考慮。

參考文獻:

[1]中鐵一局集團有限公司.客貨共線鐵路隧道工程施工技術指南[M].北京：中國鐵道出版社，2008.

[2]龔倫，仇文革，曹義.下穿樓房隧道進接施工爆破控制技術研究[J].鐵道標準設計，2006(2)：33-34.

[3]張利娜.淤泥質底層超淺埋暗挖隧道下穿房屋技術[J].山西建筑，2014,40(24)：182-184.