高速鐵路大斷面隧道超淺埋段明挖暗做施工技術探討

馬生壽

摘 要：以贛龍鐵路擴能改建工程觀音山隧道DK35+745～+825超淺埋段設計明挖施工工法變更為暗挖施工工法的工程實例，探討高速鐵路大斷面隧道超淺埋段，設計明挖法施工難度大，施工危險性大，明挖征遷工作開展難度大，在一系列不利于保證施工進度和安全的前提下，采用淺埋暗挖法順利安全通過的施工技術?？偨Y明挖暗作的施工技術要點和應遵循的指導方針。

關鍵詞：大斷面隧道；超淺埋；明挖；暗作

1 前言

隧道的開挖方法主要分為明挖法、半明挖法和暗挖法3 類，具體采用何種方法開挖主要從工程造價、工程進度、施工安全、施工技術、實際可操作性等角度分析。針對觀音山隧道洞頂地表發育一水溝，常年流水，DK35+700～+880段預測最大涌水量1433m3/d，為強富水區，洞頂淺埋段復雜的地質條件及外部環境的影響，通過對設計明挖法和現場施工暗挖法兩種施工方案進行技術、經濟、安全、進度比較，得出最佳施工方案。

2 工程概況

2.1 隧道地質及設計情況

觀音山隧道位于江西省贛州市贛縣境內，進口里程DK31+470出口里程DK36+254全長4784。隧址主要為剝蝕低山丘陵區，山脈多呈WE-SW走向，地勢起伏較大，相對高差約230m～330m，山體自然坡度30°～40°，植被發育，基巖多有出露。地表水主要為季節性溪溝，靠大氣降水補給，調繪時水量不大； 地下水主要主要靠大氣降雨入滲補給，經下滲或側滲進行排泄。

2.2 隧道主要技術標準

本隧道為單洞雙線隧道，設計時速200km/h，隧道凈寬12.8m，凈高9.0m，最大開挖面積128.3m3，圍巖分類以Ⅳ～Ⅴ類為主，地質情況復雜多變。

2.3 隧道淺埋段水文、地質概況

通過使用全站儀測量線路所在段地表高程與開挖洞頂高程比較得出，DK35+745～825（長度80m）段覆蓋層最薄處為2.6m，拱頂地表沿南北方向有一道水溝，溝內常年有水，可見沖刷出來的巖面，下游全部是水田。淺埋段表層為Qel+dl為粉質粘土，硬塑，厚約2～3.5m，洞身圍巖為寒武系下統（ε1）變質砂巖夾板巖，黃褐色、青灰色、灰綠色，全～弱風化，節理裂隙發育，巖體破碎。DK35+780地表發育一水溝，常年流水。地下水為基巖裂隙水，較發育，DK35+700～+880段預測最大涌水量1433m3/d，為強富水區。

3 施工方案比選

3.1 淺埋地下工程概要

按照《鐵路隧道設計規范》單線或雙線隧道拱頂埋深V級圍巖在18m～25m為淺埋隧道，對淺埋隧道而言覆跨比（拱頂覆土厚度與結構跨度之比）0.6

3.2 明挖法施工難點

（1）施作明洞需施工一條長度為1.5km的便道，新修便道需穿過大面積的水田和山地，需要征地。由于前期施工已征取數量較大的農田、林地、山地，為了環保和水土流失地方政府已不支持征地，并且當地老百姓也嚴重阻撓，施工便道的施工很難開展；見平面圖2。

（2）如提前對明洞段施工，需架設供電、供水、供風設施，并要新建臨時駐地，也需要征取臨時用地，征地費用較大，造成施工準備階段較長，不利于施工進度和費用控制。

（3）根據設計資料和平面圖2以及現場勘探可以看出，明挖段地質情況復雜，DK35+825～745段采用明挖法最大開挖深度達17.3m，明洞開挖對周邊山體的擾動較大，如果處理不當，極易引起邊仰坡及山體失穩，發生邊仰坡、山體滑坡、坍塌，對施工安全和進度影響較大。

3.3 暗挖法施工難點

（1）超淺埋段DK35+825～+745洞頂埋深淺，暗洞施工時可能出現坍塌冒頂、邊墻失穩等災害，要編制詳盡的施工技術方案和支護措施予以杜絕災害發生。（2）地質條件差：淺埋段拱頂地表沿南北方向有一道水溝，溝內常有流水，施工條件差，如何加固圍巖，防止施工時滲漏水，是該隧道施工又一關鍵內容。

3.4 暗挖法施工優點

（1）超淺埋暗挖技術施工在我國地下工程實例中已有很多的成功范例，能夠有效杜絕淺埋段暗洞開挖中坍塌冒頂、邊墻失穩等災害。（2）對周邊環境影響較小，減少征地和植被破壞，對原地形地貌破壞較小，對山體的擾動也較小，有利于山體的穩定。（3）不受拆遷的影響，對當地村民影響較少。開工快，對施工進度影響較少，不確定因素較少。

3.5 暗挖法與明挖法總體費用比較

4 總結參考

通過觀音山隧道DK35+745～+825超淺埋段的施工過程中證實，淺埋暗挖施工工法對明洞暗做（暗挖法）施工技術方法是可行的?？s短了工期，減少了投資，不會對周圍環境造成任何影響，避免了明挖法帶來的工程安全隱患事故，使隧道施工工作有序開展，隧道工區人、機、料合理使用。

通過本工程實例，將明挖暗作施工過程總結為地表控水、管超前、嚴注漿、短開挖、強支護、早封閉、勤量測、速反饋的施工原則，結合監控量測數據必要時調整拱架間距和鎖腳鋼管數量等支護參數，可以安全穩妥的通過超淺埋施工段，為在今后的高速鐵路大斷面隧道超淺埋段明洞暗挖施工參數的選擇和施工方案的運用積攢一定的工程施工經驗和工程參考價值。

參考文獻：

[1] 王夢恕.地下工程淺埋暗挖技術通論[M].合肥：安徽教育出版社，2004.

[2] 鐘桂彤.鐵路隧道[M].北京：中國鐵道出版社，2000.