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【摘要】本文着重介绍了浙赣高速铁路大陈二号隧道浅埋段和断层破碎带在超前支护、开挖过程中以及初期支护、临时支护和二次衬砌几个施工环节的具体施工措施，并且对施工中应该注意的问题也作出了说明。通过最终量测成果的分析说明了施工方案的可行性，对于高速铁路大断面隧道的施工设计有一定的借鉴意义。
【关键词】高速铁路隧道;淺埋段;断层破碎带;施工技术
0.概述
大陈二号隧道是浙赣铁路大型建筑物之一，位于浙江省义乌市大陈镇凰升塘村至大陈三村境内。该隧道设计为双线，全长1846m，设计行车速度200km/h；设计净宽12.66m，净高9.53m，最大开挖宽度15.56m，最大开挖高度12.95m。
隧道通过地区属低山丘陵地貌，地形起伏大，斜坡较陡，山体较薄，沟槽较发育，植被较发育。测线上覆破残积粉质黏土，厚0～2m，2～8m不等；出口端150m为较缓垅岗，埋深浅全强风化层厚6～9m；D1K110+350～D1K110+500段埋藏浅且傍山偏压，在D1K110+470处通过宽为30m的大陈逆断层；洞身地下水较发育，水质对混凝土有弱侵蚀性。如何顺利的通过浅埋和断层破碎带是本隧道施工的重点。
1.施工技术措施
根据设计图纸和施工经验，在施工前确定以下施工方案：超前支护预加固地层，三台阶开挖并且上台阶预留核心土，必要的临时支护、初期支护，并进行监控量测。
1.1超前支护预加固地层
大陈二号隧道浅埋段和断层破碎带设计为超前锚杆或小钢管注浆。但是在洞口施工时考虑到地层结构为饱和的黏土层，不易与浆液混合，难以注入山体，所以最终采用的方案是未进行注浆的密排的超前小钢管进行超前支护。洞身浅埋段严格按照设计要求进行超前小钢管注水泥沙浆加固地层，若在有股状涌水和大面积淋雨状出水地带考虑采用水泥水玻璃双液浆。为了增加小钢管的抗弯折能力，在小钢管中注入M10水泥浆增加小钢管的抗弯折能力，以保证合理的循环进尺。
小钢管采用φ42，壁厚3.5mm的无缝钢管,长度为3.5m,小钢管的外插角控制在3~5°,两环小导管纵向水平搭接长度不小于1m。小导管沿拱部开挖外轮廓布置，环向间距40cm，未注浆地段适当加密到30cm左右保证小钢管形成的支撑面不掉块。小钢管的尾部采用φ12圆钢与钢架焊接在一起，以增加整个结构的整体性。
1.2开挖
根据以往的施工经验和对各种施工方法掌握的熟练程度，采用了三台阶七步流水作业法施工。其主要特点为施工空间大，可以使用大型机械多作业面平行施工；在隧道地质情况复杂多变、软硬围岩相间的地段，便于灵活及时的调整施工方法；爆破施工可以分多个作业面进行，将集中爆破化分为分散爆破，这样就能够减少对围岩的扰动从而获得结构的稳定性；仰拱超前施作，便于初期支护及时闭合成环，改善结构的受力性能及隧道内的工作条件。
上台阶开挖超前3～5m，拱部采取环向弧形导坑预留核心土法施工。拱部采用风镐开挖为主，需爆破时密钻眼少装药，每循环进尺1.0m左右，台阶高度控制在3.5m为宜。中下台阶拉开3～5m，左右边墙不对称开挖，需错开2～3m，并且边帮至少留出1.5m宽。以人工配合挖掘机进行施工。合理的台阶长度、高度和适当的循环进尺是保证施工正常开展的重要条件。
另外在钻进过程中为了探明前方的水量，在拱顶及两侧拱脚处需要钻5m深的探眼，从而确定合理的开挖方案。
1.3临时支护和初期支护施工技术
大陈二号隧道设计为格栅钢架支护，钢架间距为0.6~1.0m。钻爆后首先观察超前小钢管形成的支护棚面和围岩是否有间隙，有无掉块现象，若有则采用板皮及时填插，以防止小的掉块逐渐扩大造成超前小钢管变形失稳，从而发生大面积的塌落。在股状出水和雨淋状出水地段更要注意围岩的变化情况，在开挖后及时采用喷混凝土封闭岩面，以防止流坍的发生。虽然隧道开挖后围岩本身有一定的自稳能力，但是随着暴露在空气中的时间增加会有应力释放，因此要尽可能压缩工序时间及时架立拱架，使钢架与超前支护共同承受围岩传递的压力。另外采取临时支护措施也是必要的，在施工现场备用20cm×20cm的方木或φ150的大钢管作为临时支撑待喷混凝土达到设计厚度以后在下个循环施工之前即可拆除。
在中下导施工过程中，若岩体松散破碎且地下水发育，为了保证结构的稳定性进行必要的注浆回填可以尽早的约束围岩的变形。
钢架间采用纵向钢筋及锚杆固定，纵向钢筋采用φ22螺纹钢，环向间距1.0m, 另外在拱脚和边墙底沿纵向设置槽钢；锚杆按照设计要求进行施做。在原设计的基础上增设锁脚锚杆，锁脚锚杆在两侧拱脚及墙脚设置，每侧每个拱（墙）脚布设4根，采用L=3.5m长φ22的药包锚杆。这样超前小导管、钢拱架、锚杆钢筋网和喷混凝土共同形成了一个支护体系。
1.4施工监控量测
监控量测不仅能指导施工，预报险情，而且通过现场监控获得的围岩动态和支护工作状态信息（数据），为修正和确定初期支护参数和混凝土衬砌支护时间提供信息依据，还能为隧道工程设计与施工积累资料，为今后的设计和施工提供类比依据，同时它是变更设计的依据。测点布设和测量断面的间距参照《铁路隧道喷锚构筑法技术规范》，并结合施工实际情况，每5～10m设置一个量测断面，每个量测断面布置一个拱顶下沉测点和一条净空水平收敛量测测线。净空水平收敛量测及拱顶下沉量测量测频率见表1。
表1净空水平收敛量测及拱顶下沉量测量测频率量测频率
注：B为隧道开挖宽度。
通常认为喷射混凝土表面无裂缝或仅有少量微裂缝并且位移速度仅在最初1～2天有加速然后迅速减少，说明是围岩趋于稳定，可以正常施工。
1.5仰拱和二次衬砌混凝土的施工
仰拱超前衬砌混凝土施工,考虑到在大断（下转第128页）（上接第99页）面隧道中为了保证掌子面掘进作业正常进行，避免在开挖仰拱时使得墙部初期支护钢支撑同时暴露，仰拱的开挖分两次进行。为了保证初期支护的稳定性，仰拱距离下导开挖面为10～15m。二次衬砌在初期支护变形趋于稳定后施作，防止衬砌后围岩应力释放造成混凝土的开裂。
2.施工效果
2.1通过以上施工措施的实施，施工进展十分顺利，各工序均衡生产合理有序，有效的控制围岩的收敛变形并且趋于稳定，各项指标均满足规范要求。每天进尺达到2m，拱部最大下沉量25.4mm,水平最大收敛值30.4mm。
2.2在合理的支护措施下，该隧道浅埋及断层破碎带顺利通过，未出现任何问题。
3.体会
3.1在不良地质地段施工时，安全生产是关键，在严格按照设计图纸施工的同时，当围岩发生较大变化时要采取适当的加固措施，确保施工安全。另外要有应对突发事故的能力，补救必要的临时支护措施。
3.2选择合理的施工进尺及合适的台阶高度及长度是十分重要的。施工方案的选择要结合施工实际，不能盲目求进尺，在满足安全、质量的基础上稳中求进。
3.3加强量测工作的同时，现场观察也是很重要的。现场观察主要是对工作面和初期支护面的观察，形成记录后同量测工作共同指导施工并且反馈给设计部门提供对设计参数进行修正。■
【参考文献】
［１］秦镇.浅谈隧道断层破碎带施工.中国新技术新产品，2009.12.
［２］铁路隧道施工规范(TB10204-2002~J163-2002).中国铁道出版社.2002.6.
［３］铁路隧道喷锚构筑法技术规范.TB10108-2002.中国铁道出版社.2002.6.
【关键词】高速铁路隧道;淺埋段;断层破碎带;施工技术
0.概述
大陈二号隧道是浙赣铁路大型建筑物之一，位于浙江省义乌市大陈镇凰升塘村至大陈三村境内。该隧道设计为双线，全长1846m，设计行车速度200km/h；设计净宽12.66m，净高9.53m，最大开挖宽度15.56m，最大开挖高度12.95m。
隧道通过地区属低山丘陵地貌，地形起伏大，斜坡较陡，山体较薄，沟槽较发育，植被较发育。测线上覆破残积粉质黏土，厚0～2m，2～8m不等；出口端150m为较缓垅岗，埋深浅全强风化层厚6～9m；D1K110+350～D1K110+500段埋藏浅且傍山偏压，在D1K110+470处通过宽为30m的大陈逆断层；洞身地下水较发育，水质对混凝土有弱侵蚀性。如何顺利的通过浅埋和断层破碎带是本隧道施工的重点。
1.施工技术措施
根据设计图纸和施工经验，在施工前确定以下施工方案：超前支护预加固地层，三台阶开挖并且上台阶预留核心土，必要的临时支护、初期支护，并进行监控量测。
1.1超前支护预加固地层
大陈二号隧道浅埋段和断层破碎带设计为超前锚杆或小钢管注浆。但是在洞口施工时考虑到地层结构为饱和的黏土层，不易与浆液混合，难以注入山体，所以最终采用的方案是未进行注浆的密排的超前小钢管进行超前支护。洞身浅埋段严格按照设计要求进行超前小钢管注水泥沙浆加固地层，若在有股状涌水和大面积淋雨状出水地带考虑采用水泥水玻璃双液浆。为了增加小钢管的抗弯折能力，在小钢管中注入M10水泥浆增加小钢管的抗弯折能力，以保证合理的循环进尺。
小钢管采用φ42，壁厚3.5mm的无缝钢管,长度为3.5m,小钢管的外插角控制在3~5°,两环小导管纵向水平搭接长度不小于1m。小导管沿拱部开挖外轮廓布置，环向间距40cm，未注浆地段适当加密到30cm左右保证小钢管形成的支撑面不掉块。小钢管的尾部采用φ12圆钢与钢架焊接在一起，以增加整个结构的整体性。
1.2开挖
根据以往的施工经验和对各种施工方法掌握的熟练程度，采用了三台阶七步流水作业法施工。其主要特点为施工空间大，可以使用大型机械多作业面平行施工；在隧道地质情况复杂多变、软硬围岩相间的地段，便于灵活及时的调整施工方法；爆破施工可以分多个作业面进行，将集中爆破化分为分散爆破，这样就能够减少对围岩的扰动从而获得结构的稳定性；仰拱超前施作，便于初期支护及时闭合成环，改善结构的受力性能及隧道内的工作条件。
上台阶开挖超前3～5m，拱部采取环向弧形导坑预留核心土法施工。拱部采用风镐开挖为主，需爆破时密钻眼少装药，每循环进尺1.0m左右，台阶高度控制在3.5m为宜。中下台阶拉开3～5m，左右边墙不对称开挖，需错开2～3m，并且边帮至少留出1.5m宽。以人工配合挖掘机进行施工。合理的台阶长度、高度和适当的循环进尺是保证施工正常开展的重要条件。
另外在钻进过程中为了探明前方的水量，在拱顶及两侧拱脚处需要钻5m深的探眼，从而确定合理的开挖方案。
1.3临时支护和初期支护施工技术
大陈二号隧道设计为格栅钢架支护，钢架间距为0.6~1.0m。钻爆后首先观察超前小钢管形成的支护棚面和围岩是否有间隙，有无掉块现象，若有则采用板皮及时填插，以防止小的掉块逐渐扩大造成超前小钢管变形失稳，从而发生大面积的塌落。在股状出水和雨淋状出水地段更要注意围岩的变化情况，在开挖后及时采用喷混凝土封闭岩面，以防止流坍的发生。虽然隧道开挖后围岩本身有一定的自稳能力，但是随着暴露在空气中的时间增加会有应力释放，因此要尽可能压缩工序时间及时架立拱架，使钢架与超前支护共同承受围岩传递的压力。另外采取临时支护措施也是必要的，在施工现场备用20cm×20cm的方木或φ150的大钢管作为临时支撑待喷混凝土达到设计厚度以后在下个循环施工之前即可拆除。
在中下导施工过程中，若岩体松散破碎且地下水发育，为了保证结构的稳定性进行必要的注浆回填可以尽早的约束围岩的变形。
钢架间采用纵向钢筋及锚杆固定，纵向钢筋采用φ22螺纹钢，环向间距1.0m, 另外在拱脚和边墙底沿纵向设置槽钢；锚杆按照设计要求进行施做。在原设计的基础上增设锁脚锚杆，锁脚锚杆在两侧拱脚及墙脚设置，每侧每个拱（墙）脚布设4根，采用L=3.5m长φ22的药包锚杆。这样超前小导管、钢拱架、锚杆钢筋网和喷混凝土共同形成了一个支护体系。
1.4施工监控量测
监控量测不仅能指导施工，预报险情，而且通过现场监控获得的围岩动态和支护工作状态信息（数据），为修正和确定初期支护参数和混凝土衬砌支护时间提供信息依据，还能为隧道工程设计与施工积累资料，为今后的设计和施工提供类比依据，同时它是变更设计的依据。测点布设和测量断面的间距参照《铁路隧道喷锚构筑法技术规范》，并结合施工实际情况，每5～10m设置一个量测断面，每个量测断面布置一个拱顶下沉测点和一条净空水平收敛量测测线。净空水平收敛量测及拱顶下沉量测量测频率见表1。
表1净空水平收敛量测及拱顶下沉量测量测频率量测频率
注：B为隧道开挖宽度。
通常认为喷射混凝土表面无裂缝或仅有少量微裂缝并且位移速度仅在最初1～2天有加速然后迅速减少，说明是围岩趋于稳定，可以正常施工。
1.5仰拱和二次衬砌混凝土的施工
仰拱超前衬砌混凝土施工,考虑到在大断（下转第128页）（上接第99页）面隧道中为了保证掌子面掘进作业正常进行，避免在开挖仰拱时使得墙部初期支护钢支撑同时暴露，仰拱的开挖分两次进行。为了保证初期支护的稳定性，仰拱距离下导开挖面为10～15m。二次衬砌在初期支护变形趋于稳定后施作，防止衬砌后围岩应力释放造成混凝土的开裂。
2.施工效果
2.1通过以上施工措施的实施，施工进展十分顺利，各工序均衡生产合理有序，有效的控制围岩的收敛变形并且趋于稳定，各项指标均满足规范要求。每天进尺达到2m，拱部最大下沉量25.4mm,水平最大收敛值30.4mm。
2.2在合理的支护措施下，该隧道浅埋及断层破碎带顺利通过，未出现任何问题。
3.体会
3.1在不良地质地段施工时，安全生产是关键，在严格按照设计图纸施工的同时，当围岩发生较大变化时要采取适当的加固措施，确保施工安全。另外要有应对突发事故的能力，补救必要的临时支护措施。
3.2选择合理的施工进尺及合适的台阶高度及长度是十分重要的。施工方案的选择要结合施工实际，不能盲目求进尺，在满足安全、质量的基础上稳中求进。
3.3加强量测工作的同时，现场观察也是很重要的。现场观察主要是对工作面和初期支护面的观察，形成记录后同量测工作共同指导施工并且反馈给设计部门提供对设计参数进行修正。■
【参考文献】
［１］秦镇.浅谈隧道断层破碎带施工.中国新技术新产品，2009.12.
［２］铁路隧道施工规范(TB10204-2002~J163-2002).中国铁道出版社.2002.6.
［３］铁路隧道喷锚构筑法技术规范.TB10108-2002.中国铁道出版社.2002.6.