摘要：我国的铁路网已经逐渐分布于全国，许多区域的高铁建设趋于完整，近些年我国的基础道路建设逐渐向西部及内陆发展，特别是一些自然环境恶劣，不利于建设交通的山区、高寒冻土地区等，在铁路建设中，隧道工程是一个重要组成部分，其中高寒地区隧道浅埋段下沉是一个非常重要的问题，需要施工方结合实际工程分析引起高寒地区隧道浅埋段下沉的原因，引用先进的处理方案，解决高寒地区隧道浅埋段下沉的问题，提升高寒地区隧道工程的施工质量，确保施工安全。
关键字：高寒地区；隧道浅埋段；隧道下沉；处理方式
高寒地区的海拔高、常年的温度过低，土壤下有冻土层，并且常年不化，气温相对过低，长年昼夜温度相差大，降水量明显偏少，温度散失较快。所以高寒地区一直是交通建设的难点。所以解决高寒地区的隧道施工问题非常的重要，具有现实意义，其中施工中经常遇到的一个问题是隧道浅埋段的下沉。隧道是铁路建设上一个庞大的体系，上部覆盖层不足隧道洞跨2倍的隧道或区段属于浅埋式隧道，同时，浅埋段工程加强段的开挖施工，应根据地质条件、地表深陷对地面建筑物的影响及保障施工安全等因素选择开挖方法和支护方式，如何加强高寒地区隧道浅埋段下沉问题，应该结合施工段的实际情况，详细分析原因，给出合适的解决方案。
1工程概况
大川隧道位于敦化市黄泥河镇大川屯村境内，隧道起讫里程DK125+300～DK126+269。隧道全长969m，最大埋深111m。隧道全部位于直线上，洞内设计为单向坡，坡度和坡长分别为19.0‰,969米。隧址位于盆地丘陵区，地势较陡峭，相对高差约130米，地表多为林地，少数为旱地。植被较发育，局部基岩裸露。根据气象资料，最冷月平均气温-15.9℃，年平均气温4.2℃，极端最高气温为36.4℃，极端最低气温为-38.5℃，年平均降水量为605.8mm，主要集中于6~8月；年平均蒸发量为1044.1mm，年平均相对湿度为67%，全年平均风速2.2m/s，风向为WNW，最大风速为28m/s，风向为WSW，最大积雪深度为55m。根据地质资料，隧道进出口段土壤最大冻结深度分别为184m。
2大川隧道DK126+197~DK126+230段出现沉降问题及原因
2013年11月2日中午8时，大川隧道进口施工至掌子面里程DK126+181，掌子面围岩揭示，隧道内拱顶至上台阶拱脚部分为粉质粘土，中台阶及其下伏为全风化花岗岩，围岩稳定性较差，经沉降观测资料显示DK126+163~ DK126+181段拱顶单日下沉量最大处达66mm，出现沉降后掌子面剩余3.6m贯通，进口掌子面立即停止掘进，经沉降观测数据分析属于整体下沉，初步分析上台阶拱脚属于粉质粘土，承载能力较差，于是开始跟进中台阶，对已施工完上台阶加强锁脚锚管。掌子面从出口开始掘进，11月4日晚上台阶全面贯通，至11月6日根据沉降观测资料显示DK126+163~ DK126+197段上台阶均出现不同程度下沉，单日下沉均在50mm左右，至11月15日中台阶全部施工完成后拱顶均已稳定，未出现继续下沉现象，稳定后根据测量资料显示DK126+163~ DK126+197段均已出现不同程度侵陷至二衬结构，最小侵陷值8cm，最大侵陷值达18.2cm。
隧道表层为残坡积土，由于近日积雪融化，隧道内拱顶至上台阶拱脚部分为粉质粘土，中台阶及其下伏为全风化花岗岩，围岩稳定性较差，加上连续降水，使土体含水量增加，且DK126+197～DK126+230段埋深浅，岩体为全风化花岗岩，破碎，围岩稳定性较差，被水浸泡后围岩自承能力消失，导致已经施作完成上台阶出现大幅度沉降已侵陷至二衬设计轮廓。
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3应对大川隧道DK126+197~DK126+230段沉降的措施
3.1做好地表截排水系统
用彩条布将洞顶DK126+197～DK126+240段地表覆盖，避免雨水再次侵入，在彩条布覆盖范围外设置截水天沟，将洞顶裂缝灌浆封闭。
3.2对初期支护进行临时支撑加固
首先对开裂、掉块处补喷混凝土，对DK126+201～DK126+230段在已施做的每榀钢架正下方加设工20型钢钢架，临时支撑钢架与初支钢架之间要塞楔形木块紧密贴。每个钢架接头处均设置4根长4.5m锁脚锚管，并注浆密实，锚管与钢架之间焊接牢固。
3.3铺设环向小导管并注浆
DK126+204～DK126+235段，对拱部140°范围内施工环向小导管并注浆。小导管采用Φ42无缝钢管，长4.5m，环、纵向间距1.0m，浆液采用1:1水泥浆，注浆压力为0.8～1.0Mpa。注浆量以现场四方签认的《施工现场签认单》数量为准。
3.4完成洞口二衬
沉降段稳定后，对明暗交界处DK126+245～DK126+220段，25m仰拱完成，使洞口DK126+245～DK126+230段未侵入限界部分尽快封闭成环，每次施做不大于3m，仰拱施工完成后根据监测情况适时将洞口15m二衬完成，保证洞口段的稳定性。
3.5完成新的支护
在围岩稳定后对洞内DK126+207～DK126+230沉降侵限段按初期支护作业的顺序用风镐破除原初期支护砼，凿除侵限部分岩体，自DK126+230向DK126+207，在原有钢拱架中间施做新的钢拱架，间距为0.6m，每次施做一榀，尽量减少对围岩的扰动。在DK126+230～DK126+220已完成仰拱段，及时封闭成环。每个接头处均设置4根长4.5m锁脚锚管，并注浆密实。开挖后立即施工初期支护，以减少围岩暴露时间。施工过程中应通过量测监控，发现问题随时报告并启动应急处理方案。
3.6加强后期施工管理
全部沉降段处理施工完成后，其余按原设计进行施工，拱脚加强注浆固结，锚杆及时施做，边墙拱架施工错开施工，每次施工一榀。后续施工仰拱、二衬及时跟进，及时封闭。
3.7套拱钢架拆除措施。
根据沉降观测数据，确认围岩已稳定后，方可拆除此段套拱钢架。拆除套拱钢架时需分段拆除，每段拆除套拱钢架长度不宜大于5m，并立即施工拆除段的二衬，待二衬强度达到设计强度的70%后方可拆除下段套拱钢架。
3.8加强巡查
施工过程中加密围岩量测频率，如发现沉降或收敛变化时需及时汇报。
4总结
本文结合实际工程，对高寒地区隧道工程进行详细分析，分析了高寒地区的隧道工程的特点。高寒地区的土壤和环境不同普通地区，该地区多数是分布在高海拔地区，长年的温度过低，冻土常年的不化，我国为了保证交通的需要经常要在高寒地区建设隧道。为了保证高寒地区隧道的质量，必须和常规的地区对比分析，高寒地区建设隧道经常也到的问题就是隧道浅埋段下沉，解决这一问题需要分析引起隧道浅埋段下沉的原因，分析高寒地区与常规地区的差异，然后给出相应的解决方案。这样可以保证高寒地区隧道工程的安全性，提高高寒地区隧道浅埋段工程质量。
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论文作者:汪家兵
论文发表刊物:《基层建设》2016年12期
论文发表时间:2016/10/28
标签：隧道论文; 地区论文; 围岩论文; 钢架论文; 台阶论文; 拱顶论文; 工程论文; 《基层建设》2016年12期论文;