王枫
中铁第五勘察设计院集团有限公司 北京 102600
摘要：兰州至重庆新建铁路梅岭关隧道进口段浅埋、偏压，同时桥尾桥台位于隧道洞内。本主要介绍了兼顾隧道安全、施工便利以及减小工程量的原则下该段隧道的设计方案和施工方法。
关键词：铁路隧道；浅埋；偏压；桥台进洞；施工方法
1 工程概况
梅岭关隧道位于四川盆地北东部的广元市元坝区石井铺乡，系新建铁路兰州至重庆项目重点控制工程。隧道里程桩号为DK607+330～DK615+605，全长8275m，为双线单洞型式。隧道最大埋深约407m，洞身最小埋深约58m，为高瓦斯隧道。进口段隧道单洞净宽14.46m，净高为11.92m，断面轮廓为马蹄形，隧道纵断面设计为人字坡。
梅岭关隧道设计的重点及难点在于：
（1）隧道为高瓦斯隧道，因此为满足施工期间巷道式通风，兼顾运营期间救援的需要，于隧道前进方向左侧分别设置3380m进口平导及2790m出口平导。
（2）隧道进口段位于偏压、浅埋地段。进口处河谷深切，沟壁地形陡峻，地面坡度30～50度。进口隧道区为砂、泥岩互层，进口段岩层单斜，地势陡峻，由于风化差异，砂岩形成陡崖或倒悬岩腔，被裂隙切割呈大块状，形成危岩，对隧道进口有较大影响。围岩级别为V级。
（3）隧道进口里程DK607+330，明暗分界里程DK607+345，隧道与桥分界里程=桥台台尾里程DK607+336.34，桥尾桥台位于隧道洞内。
隧道跨度大，埋深浅，山体偏压较大，开挖中极易因失稳而垮塌。因此在利用进、出口平导解决瓦斯给施工带来的难度后，如何让隧道施工中安全顺利通过进口偏压浅埋以及如何处理好桥台与隧道关系保证隧道及桥台安全性稳定性便成为设计施工的重点。
2 进洞设计方案
该隧道以新奥法基本原理为依据，采用管棚超前支护，分部开挖，格栅钢架挂网喷射混凝土等支护形式，开挖后及时封闭，控制围岩变形并进行量测，随时掌握围岩动态变化。
由于进口地形陡峭，无法开辟工作面，因此通过进口平导级横通道，反向施工隧道进口段。进口采用偏压式明洞洞门，先施工隧道，待隧道施工完成后，为施工桥台提供平台，再施工桥台。
图1 洞门横剖面图
考虑到隧道与桥尾相连，并且桥尾桥台位于隧道洞内的特殊性，将进口至明暗分界衬砌分为两段：①DK607+330～DK607+340.3段采用V级特殊衬砌；②DK607+340.3～DK607+345段采用V级加强衬砌。由于桥台台帽仅位于轨面线下74cm，DK607+330～DK607+340.3段则需要取消衬砌仰拱，如果直接把衬砌衬砌基础放置在基岩上，无法保证基岩有足够的承载力（特别是隧道左侧基岩）而后期桥台施工也会对基岩产生扰动甚至破坏，而洞口段又处于偏压地形，随着岩石的风化破碎，更无法保证该段隧道长期的整体安全性稳定性。若采用混凝土换填，受地形影响，工程量较大并且施工难度也较大。因此，在隧道左侧设置两根350cm×275cm，高8m的矩形桩；在隧道右侧两根设置两根120cm×200cm，高8m的矩形桩。同时在左侧桩上架设500cm×150cm，长10.3m的拖梁；在右侧桩上架设250cm×150cm，长10.3m的拖梁。以拖梁作为承台，隧道衬砌基础座于拖梁底板之上，以此来保证隧道的稳定性和安全性，如图2图3所示。隧道施工完成后，再施作桥台部分，施作桥台时为了减少对隧道的扰动和对桩间岩石的破坏，保证施工时的安全，在左右侧桩间喷射30cm厚C25混凝土直至桥台承台下方60cm处结束，如图3所示。
3 施工方法及施工工序
进口段隧道采用环形导坑法进行施工，结合实际地形及桥台进洞的特殊性，具体施工工序如下：
（1）DK607+330～DK607+340.3段V级特殊衬砌施工工序（见图4）：
1）清除洞口危岩落石，施作相关的围岩落石防护。
图4 V级特殊衬砌施工工序图
图5 V级加强衬砌施工工序图
2）顺序开挖①部、②部，再顺序施作Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ部，待V部施工完成后，架立部0.5m/榀I20b型钢钢架及φ22环向连接钢筋、钢筋网并设锁脚锚杆，再施作部露空段明洞C20（厚50cm）护拱。部护拱施工完成后，灌筑Ⅶ部C25砼及M10浆砌片石回填。
3）施作右侧超前支护后开挖⑧部，施作Ⅸ部的初期支护，即喷4cm厚混凝土，铺设钢筋网，架立I20b型钢钢架，并设锁脚锚杆。钻设明洞护拱以外径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。
4）开挖?部，并顺序施作Ⅺ、Ⅻ部。待Ⅺ、Ⅻ部施工完成后，施作二次衬砌。
5）顺序开挖?、?、?部及30cm厚C20桩间墙，为桥台施工提供平台。
（2）DK607+340.3～DK607+345段V级加强衬砌施工工序（见图5）：
1）清除洞口危岩落石，施作相关的围岩落石防护。
2）开挖1部，①部开挖完成后，架立Ⅱ部0.5m/榀I20b型钢钢架及φ22环向连接钢筋、钢筋网并设锁脚锚杆，再施作②部露空段衬砌C20砼护拱（厚50cm）。Ⅱ部护拱施工完成后，进行Ⅲ部反压回填C20混凝土。
3）施作右侧暗挖部分超前支护，开挖④部，并施作初期支护；顺序开挖⑤、⑥部，并施作边墙初期支护。
4）施作二次衬砌。
4 结论
（1）在偏压浅埋段如何保证隧道的安全性和稳定性，以及如何处理好桥台进洞隧道与桥尾顺利连接是整个隧道施工成败的关键，所以应根据洞口实际情况，采取灵活、有效的措施。
（2）对隧道暗挖部分软弱破碎围岩，在通过管棚预加固或超前锚杆支护提高围岩自稳能力的条件下，应及时对围岩进行喷射混凝土封闭支护，必要时还应对掌子面进行喷射混凝土封闭，以保证施工作业安全。
（3）由于采用的施工方法与断面形式不同，围岩和支护共同组成的支承体系应力状态也不一样，当某种方法不能满足该类围岩稳定要求时，应及时变更设计参数和施工方法及选择对隧道稳定有利的断面形式或辅助施工措施。
参考文献：
[1]中华人民共和国铁道部. TB 10093 -2017 铁路桥涵地基和基础设计规范[S].北京：中国铁道出版社，2017.
[2]中华人民共和国铁道部. TB 10003 -2017 铁路隧道设计规范[S].北京：中国铁道出版社，2017.
[3]姚宏伟.金竹岗隧道出口浅埋、偏压段施工技术［J］.隧道建设，2008年07期
[4]马烨．偏压隧道半明半暗进洞施工技术［J］.中国城市经济，2010年05期
论文作者:王枫
论文发表刊物:《防护工程》2018年第8期
论文发表时间:2018/8/30
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