韦金严

目前我国在大力进行交通基础设施建设，高速铁路、高速公路和地铁建设发展迅速，铁路、公路隧道施工增多，隧道开挖断面也在不断变大，铁路、公路隧道覆盖全国各个地方，在施工中都将遇到各种各样的地质情况，在不同的地质施工中所采用的施工工艺对隧道施工的安全和质量起到决定性作用。在武广铁路客运专线Ⅳ标吊沟隧道出口所采用的交叉中隔壁法(CRD法)能达到安全顺利完成大断面隧道在浅埋软岩条件下施工的效果，现从其施工过程和施工技术进行论述。

1 工程概况

1.1 设计情况

武广铁路客运专线吊沟岭隧道全长3 508m(DK 1827+842～DK 1831+350)，位于湖南省郴州市桂阳县，为客运专线双线长隧道，设计时速 350 km，本隧道具有设计标准高、开挖断面大、跨度大(开挖面积154.3m2，开挖净宽度为15.06m)等特点。

1.2 吊沟岭隧道出口段工程地质

吊沟岭隧道出口浅埋软岩段(DK 1831+325～DK1831+250)为丘陵缓坡，表层为褐色粉土，硬塑厚约2m～8m，隧道围岩包含砂质土、泥质页岩、强风化炭质页岩，围岩裂隙发育，软弱潮湿，具汲水显胀性，本施工段主要是以炭质岩、砂质岩为主，开挖时拱顶极易塌落。

2 施工重点和难点

1)隧道出口洞口地质复杂且存在偏压，洞身出露，做好洞口防护和保证进洞安全是施工重点、难点。2)在进行长管棚施工中钻孔角度必须控制准确(管棚长40m)，角度过大时会出现管棚到开挖轮廓线之间间距过大，在开挖时容易塌落，角度过小会出现管棚进入隧道开挖轮廓线内，对管棚割除相破坏管棚超前支护作用，影响隧道施工安全。3)围岩汲水显胀性对隧道支护要求方法得当，施工中控制变形是关键。4)隧道开挖断面大，围岩破碎，施工中对爆破技术要求高。

3 隧道施工技术

3.1 施工工法选择

经过现场实地勘测对地质勘探资料的了解分析和领会设计资料的意图，对采用不同的施工工法进行论证，优化方案，主要分析验证施工难易，安全质量，对围岩下沉、收敛控制，坍塌出现及处理，经过综合分析确定适当的施工工法。采用台阶法施工，开挖断面大，爆破震动大，各工序施工时间长，极不利于围岩变形控制，安全质量难于保证，认为不可取;只有比较熟悉的双侧壁导坑法和交叉中隔壁法(CRD工法)两种施工工法可选，采用双侧壁导坑法，至少分 4部分施工，各施工部位断面还是比较大，出现坍塌结果会比较严重，处理难度较大，双侧壁导坑施工结束后，隧道拱顶断面大，施工爆破震动对拱顶围岩影响巨大，对爆破技术要求极高，由于两端先施工，要求其施工质量高，否则拱部拱架与侧壁拱架很难对接，安全和质量保证难度加大;采用交叉中隔壁法施工，分成 6部分施工，施工断面比较小，爆破对围岩扰动较小，施工从一头至另一头，质量和安全都能更好保证;经过全面分析和对比，决定采用交叉中隔壁法(CRD工法)进行施工，双侧壁导坑工法作为备用，外加洞口长管棚和地表松散体加固措施[1]，有利于保证工程施工质量、施工安全。

3.2 松弛地层的加固

在软弱围岩施工中最重要的是提高围岩的自支护能力，提高围岩自支护能力基本方法是控制围岩的松弛与坍塌，需要地层加固，通过改善隧道掌子面上方围岩状况控制围岩松弛情况，根据现场实际情况，在隧道地表面进行注浆加固，加固范围应超过开挖轮廓线外2m～3m，注浆管按梅花形布置，间距为1.5m×1.5m，局部松散处可以缩小间距，保证围岩具有足够的密度。

3.3 施工

长管棚施工，注浆加固，隧道进行分部开挖支护时注意事项:

1)每一部的开挖高度应根据地质情况、隧道断面大小和施工安全质量要求而定，尽量使用机械作业，提高施工速度，保证围岩能得到及时封闭，支护及时成环，抑制围岩变形;2)各部开挖时围岩坚硬部分所采取的爆破技术主要保证隧道爆破后围岩稳定，无大的剥落或坍塌[2];尽量保证周边轮廓圆滑顺直，减小应力集中; 3)每开挖一部均及时做锚喷支护(临时封闭)、安设钢架、施作中隔墙、安装底部仰拱(临时)，及时支护封闭，步步扣紧，并尽量缩短成环时间;4)同一层左、右侧两部(如①③部和②④部)纵向间距宜为6m～10m，同侧上下部(如①②部和③④部)纵向间距宜为3m～5m;中隔墙设置为弧形，增大受力强度;5)中隔墙和横撑在灌注二次衬砌前禁止拆除，二衬时逐段拆除，一次拆除长度一般与一个台车衬砌长度差不多;6)施工中采用多种探测预报手段相结合对前方地质情况进行探测预报，保证对前方地质情况了解和采取相应的防范措施，保证有目的的进行施工控制。

3.4 稳定掌子面措施

在进行隧道施工中，保证掌子面稳定安全施工才可以连续进行，因此掌子面稳定问题就成为隧道开挖技术中的关键问题，保护围岩稳定是隧道施工的一个最重要环节，掌子面自稳性与开挖断面的大小、围岩情况、埋深有密切关系，通常在软弱围岩中，采用增强围岩自身支护能力的方法是可行的[3]。根据实际情况，吊沟岭隧道在该段掌子面不能获得自稳情况下，隧道断面按分部的方法和短进尺进行开挖，针对不同的崩塌形式采取了不同的办法进行控制，采用了超前小导管、超前预注浆、正面锚杆(注浆)，及时封闭掌子面，开挖后紧跟着进行径向加固注浆，控制后续的变形，增强围岩密度;提高了掌子面和拱顶的稳定性，使得隧道能正常施工[4，5]，应主动进行加固，等到变形后才被动进行补救对后续施工极其不利。

3.5 坍塌的处理

吊沟岭隧道在开挖施工过程中存在各种坍塌，大部分出现在拱部，有时边墙也会出现，任何坍塌都要引起足够的重视，每一个循环的小崩塌都要进行处理，避免下循环出现更大的坍塌，采取预防措施控制崩塌出现，预防坍塌原则是:先治水、短开挖、弱爆破、强支护，处理坍塌贯彻“小坍清，先支后清”，指坍方规模较小，应先支护，注浆加固，然后边开挖支护边清除坍方体[6]。大坍方在无法查明其规模、性质时是不允许清理坍方石碴的，先进行隧道加固和稳定坍方体之后再进行处理，治坍先治水，对坍方的原因及地下水要及时处理，以防止加速围岩变化，使围岩体的稳定性恶化，进而使坍方范围进一步扩大，因此加强在地表拦截水源，防止地表水渗流至地层中。

4 监控量测

按要求进行监控量测点布设，施工中必须进行支护状态观察和地表下沉、拱顶下沉、周边收敛及围岩内部位移五项监控量测，具体测量点布置如图 1所示，地表沉降点布设范围要超过隧道两倍洞跨，远离隧道中线布点间距可以适当放大。

隧道施工开始后，根据施工量测得到的数据进行分析，根据分析结果判断隧道围岩是否稳定，判定施工设计的初期支护参数能否满足抑制围岩变形的要求，围岩与初期支护变形剧烈，采取防范措施，经过对初期支护参数进行调整，以增强初期支护的刚度，抑制围岩与初期支护变形，使之向稳定的趋势发展，达到安全施工目标[7]。

5 结语

大断面隧道在浅埋软弱围岩施工中，保证施工安全和质量主要是通过控制隧道围岩变形和初期支护变形得以实现，通过超前地质预报加强对围岩情况的了解和掌握围岩变化规律，加强监控量测，了解围岩变化情况，及时反馈信息，指导现场施工，通过优化施工工艺和调整支护参数，增强支护强度，主动二次加固注浆，加强地表防排水工作，避免地表水渗入隧道围岩之中，弱化隧道掌子面围岩的强度，增加施工难度。当然CRD法与双侧壁导坑相比还是有不足的地方，施工面多，施工过程对围岩扰动次数多，工作面操作空间小，工作面施工相互干扰大，组织施工难度大，无法使用大型机械，机械使用效率低，进度比较慢。

[1] 王梦恕.地下工程浅埋暗挖技术通论[M].合肥:安徽教育出版社，2004.

[2] 张志毅，王中黔.交通土建工程爆破工程师手册[M].北京:人民交通出版社，2002:279.

[3] 关宝树.隧道工程施工要点集[M].北京:人民交通出版社，2002:61-93.

[4] 铁道部.铁路隧道施工规范[M].北京:中国铁道出版社，2002.

[5] TZ 214-2005，客运专线铁路隧道工程施工技术指南[S].

[6] 曹彦国.隧道[M].北京:中国铁道出版社，2000:76-78.

[7] TB 10121-2007，铁路隧道监控量测技术规程[S].