宁安铁路钟鸣二号隧道安全贯通技术分析

任国强

中交隧道工程局有限公司 244121

宁安铁路钟鸣二号隧道安全贯通技术分析

任国强

中交隧道工程局有限公司 244121

新建宁安铁路NASZ-5标段钟鸣2#隧道，为Ⅴ级围岩浅埋偏压隧道，系宁安铁路高风险等级隧道。严格按照高铁隧道施工规范，采取隧道加强支护，和各种保护措施，控制开挖各步红线距离确保安全、顺利贯通。

宁安铁路钟鸣二号隧道；红线控制；隧道安全；隧道贯通

1 概述

新建宁安铁路NASZ-5标段钟鸣2#隧道起讫里程DK140+830-DK141+628，隧道全长798m。位于纵向i=-0.8%的单向纵坡上，为Ⅴ级围岩浅埋偏压隧道，经专家评估为宁安铁路高风险等级隧道。

2 地质情况

隧道位于长江冲积平原丘陵地段，该地区所在地区地貌主要为剥蚀丘陵、岗地、河流一级阶地及冲积平原区。丘陵区地形起伏较大，自然坡度在15°～30°之间，植被发育，树木茂盛；丘间谷地一般呈狭长状，但地形较平坦，目前剩余暗挖段埋深在12m～14m范围内。

沿隧道洞身出露地层主要为第四系、侏罗系、三迭系沉积岩，各地层分述如下:

（1）第四系地层（Q）

表层Q[2](fgl):粉质黏土夹碎石，硬塑，褐黄色，厚约0～10m。

（2）侏罗系（J）

下伏J[3]k凝灰岩，灰白色～青灰色，全风化～弱风化。全风化呈土状，厚约10m；强风化层节理裂隙发育，岩芯破碎呈碎块状，厚约4m，其下弱风化。

（3）三迭系（T）

下伏T[3]h泥质砂岩，棕红色～紫红色，全风化～弱风化。全风化呈土状，厚约3m～20m，；强风化，节理裂隙发育，厚约3m；其下弱风化，泥质含量较少，岩体较完整，岩层产状1230∠280。

3 贯通施工技术控制

3.1 钟鸣2#隧道开挖工法及目前施工情况

隧道采用CRD法开挖，开挖工法图如图1。

图1

隧道进、出口两个作业面进行施工，目前隧道进口开挖掌子面里程为DK141+408，隧道出口开挖掌子面里程为DK141+431，综合地质情况，隧道出口停止开挖，由进口单侧施工进行贯通，贯通里程为DK141+431。

为确保施工安全，隧道从进口端单侧掘进，符合规范要求，钟鸣2#隧道进口端施工任务主要为:开挖、初期支护、二次衬砌等工序循环作业；钟鸣2#隧道出口端施工任务为:掌子面停止开挖，主要为仰拱、填充及二衬向掌子面跟进；暗洞剩余6m为贯通段，进口端和出口端都跟进至要求里程后，方可进行剩余暗洞开挖。

3.2 钟鸣2#隧道出口端施工技术措施

1）禁止对掌子面开挖，并对DK141+431掌子面重新加设单层超前小导管后进行挂网+喷射混凝土封闭，钢筋网片采用φ8，20cm×20cm，喷砼厚度20cm，喷砼标号为C20。

2）仰拱、填充及二衬继续向掌子面跟进，仰拱和填充施工至里程DK141+445，距离掌子面14米，二衬施工至DK141+445，距离掌子面14米，距离符合要求。

3）剩余暗洞开挖、衬砌由进口贯通后完成。

3.3 钟鸣2#隧道进口端施工准备

1）暗洞开挖采用CRD法(各部布距按照掌子面距仰拱填充距离自行调整)，初支钢架间距加密至50cm，因隧道围岩为粗圆砾土层，孤石、漂石较多，考虑到开挖过程中人员安全，中台阶左侧和中台阶右侧分两次开挖。

2）暗洞剩余6m时，掌子面加设双层超前小导管，后续初支钢架逐榀设置单层超前小导管。同时掌子面禁止开挖。

3）跟进仰拱和二衬施工，仰拱及填充施工至里程DK141+405，距离出口仰拱及填充（DK141+445）40m，距离贯通点（DK141+431）26m，二衬施工至里程DK141+377，距离出口二衬里程（DK141+445）68m。在仰拱待进出口端都达到要求里程后，方可进行最好6m贯通段开挖。

3.4 贯通前各工序施工里程要求及红线距离

高速铁路施工规范要求:V级围岩开挖施工仰拱距离掌子面不得大于40m，二衬距离掌子面不得大于70m。贯通前，开挖两端仰拱距离不得大于40m，二衬距离不得大于70m。以此红线作为控制标准。

3.5 施工工艺要求

3.5.1 开挖及初期支护施工

暗洞段采用CRD法开挖，钢架间距加密至0.5m，临时钢架采用I18工字钢，在每步台阶底部设置I18临时仰拱并喷射18cm厚封底混凝土，掌子面封闭混凝土厚8cm。

暗洞段内每节段钢架设4根φ50壁厚5mm，L=5m锁脚锚杆，每隔3m设置一环φ50壁厚5mm，L=5m双层超前小导管。

3.5.2 超前小导管施工

1）设计参数:

双层超前小导管配合型钢钢架使用，应用于隧道Ⅴ级围岩拱部超前注浆预支护，其纵向搭接长度不小于1.5m。

双层超前小导管设计参数:

①超前导管规格:Φ50钢花管，长度5.0m，壁厚5mm；

②小导管环向间距30cm，纵向间距3.0m；

③倾角:第一层小导管外插角5°～10°，第二层小导管外插角40°，可根据实际情况调整；

④注浆材料:水泥浆液（水灰比:1:1）；

⑤设置范围:拱部范围。

隧道贯通时，超前小导管作用很明显。

4 应急措施

①隧道发生塌方，应及时迅速处理，处理前必须详细观测塌方范围、形状、塌穴的地质构造，了解塌方发生原因和地下水活动的情况，制定处理方案。

②塌方中如有人员伤亡，立即打120或与当地医院联系。

③处理塌方应先加固未塌方地段，防止其继续发展

a.小塌方，纵向延伸不长，坍穴不高，可利用坍塌间隙时间，首先加固坍体两端洞身，并抓紧喷射砼或喷锚联合支护封闭坍塌顶部，再清碴，也可在坍碴上架设临时支撑，撑稳顶部，再边清碴边换正式支撑。

b.大塌方，坍穴高、坍碴数量大，在加固两端洞身后，暂不处理坍穴顶部、不清碴，可采用先护后挖法，于坍碴内挖掘小导坑穿过，再根据围岩情况进行施工，当坍方仍有发展，可用复式导坑挖通过坍体上方，先将顶部情况摸清并妥善处理后再进行下部施工。

④塌方冒顶，在处理前应支护陷穴口，地质极差时，在陷穴口附近地面先打设地表锚杆，洞内采用管棚支护和钢架支撑。在上下导坑法施工中如上导发生坍方，应先加固下导支撑，防止坍体压垮中层。

⑤采取“四不放过”的原则处理事故。

5 结语

钟鸣二号隧道最终顺利贯通。钟鸣二号隧道地质情况复杂，而且浅埋，属高风险隧道，开挖过程中遇到很多困难，为了保证在最后贯通不出问题，我们做出很大的努力，在做出以上措施的同时，管理人员也付出了大量的心血。希望能为类似隧道贯通作为参考。

[1] 高速铁路隧道工程施工质量验收标准（铁建设[2010]241号）

[2] 铁路隧道工程施工技术指南（铁建设[2010]241号）

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.13.020

任国强（ 1981-），男，中交隧道工程局有限公司，助理工程师。