“横洞+盖挖”法在新汪家山隧道

“横洞+盖挖”法在新汪家山隧道

摘要：新汪家山隧道进口dk9+028-105段原设计为明洞，因征地拆迁及厂房搬迁阻力未能按时完成，同时该隧道紧邻营业线隧道，且既有隧道病害较多，为今早实现进入暗洞施工，同时为减少对既有隧道的扰动，避免高边坡的开挖，在dk9+070-105段采用了“横洞+盖挖”法进洞模式，顺利实现隧道进洞施工，实现了工期和安全的双赢。

关键词：横洞 盖挖法紧邻营业线 避免扰动 高边坡 中图分类号：u45 文献标识码：a 文章编号： 1、引言

“横洞法”进洞可有效增加工作面，提前实现暗洞施工；“盖挖法”可以避免明挖施工大挖方、高凌空面的出现，同时也可有效克服浅埋段暗洞施工的风险；横洞法与盖挖法的结合，则综合了两者优点，在紧邻营业线地段的明洞、偏压段的隧道施工，均可采用该方法。 也可推广与一切易坍塌段山体（如堆积体）的隧道进洞施工。

2、工程概况 2.1 基本情况

新汪家山隧道位于湖南省常德石门县境内，全长1322米，是石长铁路增建二线最长的双线隧道，起讫里程dk9+028-dk10+350, 新汪家山隧道进口段dk9+028～dk9+105段设计为77m深挖路堑式明洞，dk9+105为明暗交界里程。主要岩土成分为粉质粘土夹块石土，

最大边坡达30多米，属于高边坡，开挖后，边坡有多处小股渗水，在南方雨季施工中极易发生边坡坍塌事故，岩土体侧压力大。且离既有隧道较近，最小中心间距为42米。既有汪家山隧道修建于90年代，其衬砌存在一定的病害，且常年进行监控和病害整治，存在运行安全风险，所以新汪家山隧道工期较紧，需尽早通车后，将老汪家山隧道废弃。 2.2 地质条件

隧道洞口为不良地质的堆积体，山体岩石强度变化比较大，软硬相间，结构面比较陡，堆积体厚度达到15米以上，主要有不同厚度的块石土、碎石土与粉质黏土等组成，其中块石在坡面散落呈孤石状，易受雨水冲刷滚落。该堆积体对隧道的主要影响有：由于堆积体厚度大，进洞开挖的顶面处于堆积体或堆积体与岩石交界面上，堆积体比较松散，隧道开挖后容易出现塌顶、突水突泥等危害。隧道进口左侧上坡较陡，自然坡度达到30~40°，堆积体较厚，下部岩石破碎，之间存在岩石极破碎的软弱层，开挖过程中上坡存在沿土石界面或岩石软弱层滑动的可能，隧道开挖时要求对地表进行监测。

2.3 周边环境条件

隧道洞口里程dk9+028附近需要拆迁两栋房屋和一处铁路电力贯通线，由于铁路工程的征拆工作推进和施工是同时启动的，洞口的拆迁工作时间实际用了4个多月。考虑到该隧道的工期要求比较紧，如何实现早进洞是关键，经现场查勘沿隧道方向在距洞口60

米有一开阔场地，离隧道中线25米，为隧道增加横洞施工创造了很好的条件。

3、横洞加盖挖法的可行性分析 3.1 技术可行性分析

采用“横洞+盖挖法”的位置位于一山凹冲沟处，埋深较浅，隧道拱顶开挖和钢架盖顶较容易实现；横洞开挖量和横洞净空都较小，和隧道主洞接口容易实现，技术上可行。 3.2安全和工期保障综合分析

采用横洞进洞，可以避开隧道洞口拆迁造成的工期影响，隧道掘进和征地拆迁可同步进行，同时横洞较短，短期内即可完成；隧道采用顶部盖挖，洞身采用暗洞施工，避免了明洞开挖造成的高边坡临空面的出现，克服了既有线隧道偏压，降低了对既有线隧道的扰动。

3.3 经济可行性分析

隧道顶部采用弧顶开挖，洞身采用暗洞钢架支护施工，减少了明洞开挖土石方量，节约了边坡开挖面骨架防护和边坡抗滑桩，施工成本较原设计有较大降低，经济上可行。 3.4 方案选择

根据上述分析，采用横洞加盖挖法比明挖法可节省造价约70万元，降低造价约30％，表明其具有良好的经济性；又因为明挖法形成的大量土石方，需增加红线和弃碴场临时用地，并要对弃碴场进行防护处理，实际费用可能还要高很多，并且安全和工期没有保障。

因此，本工程进洞采用横洞加盖挖法。 4、施工方案

4.1 横洞加盖挖法施工的特点 4.2 横洞段施工

横洞同主洞正交，对应主洞中心里程为dk9+086，横洞在与主洞交接处砼面高程平齐主洞仰拱面，设置向外纵坡2%，两侧修建排水沟50cm*50cm，以利排水。

横洞设置长度10m，净空横向宽度8m，高度7m，两侧施作c25砼基础，高度1.5m，厚度0.8m，基础底标高低于路面1.0m，基础顶面预留10mm厚的钢板，注意钢板焊接钢筋，便于同基础预埋牢固。

在基础上方焊接安装18工字钢，工字钢呈城门型布置，径向间距1.5m，采用φ22连接筋间距1m，铺设φ6钢筋25cm*25cm网片，注意在横洞与主洞交接处，做好工字钢的顺接，对应主洞工字钢位置设置工字钢横梁与主洞工字钢连接牢固。

在工字钢外侧覆盖石棉瓦后，采用c25喷射混凝土厚0.25m，待混凝土强度满足80%后将石棉瓦清除，再采用土回填2米厚。如图1所示。

图1 横洞与主洞相对关系图

4.3 主洞dk9+081～dk9+105段盖挖法施工

按1:0.75坡比刷边仰坡，开挖至设计套拱顶标高104.68m，边

挖及时施做边仰坡支护，采用φ22砂浆锚杆，长4m、间距1.5m*1.5m，呈梅花形布置，φ6钢筋网片，间距0.25m*0.25m，喷射砼厚度10cm。 套拱里程定于dk9+104-dk9+105，采用φ50双排超前小导管进洞，套拱尺寸为0.6m*1m。小导管间距0.3m、长6m、外插角为3°，呈梅花形布置，小导管布置在工字钢中部及外侧，并与工字钢焊接牢固。

套拱及纵梁施工工序为：

土模—纵梁开挖—工字钢安装—纵梁施工—小导管施工—套拱施工—小导管注浆

挖掘机配合人工开挖将套拱土模成型，然后开挖两侧纵梁，纵梁尺寸为：宽0.8m*高0.8m，纵梁顶与套拱脚标高一致，并保证纵梁落于边墙基岩上，将套拱工字钢脚外露20cm。右侧与中导工字钢按暗挖段设计要求顺接，左侧与横洞段工字钢顺接。拱部支护采用c25喷射混凝土厚0.3m，内部安装18工字钢间距1.5m，φ22连接筋。在横洞和主洞交接处将工字钢连接牢固， 施工过程参照如图2～5所示。

dk9+081～dk9+105段纵梁以下部位，按照隧道暗洞设计参数进行施工。安装工字钢钢架、钻孔安装边墙锚杆，挂工字钢网片及喷射砼。

图2主洞钢架示意图

图3弧顶钢架示意图

图4 横洞与主洞纵梁示意图

图5 横洞成型示意图 5、加强监控量测

监控量测是隧道施工管理中的一个重要环节。对隧道进洞过程中洞口段围岩支护体系的稳定性状态进行监测，是确保进洞施工及结构安全、指导施工顺序、便利施工管理的重要手段。

施工过程中要每天进行监控量测，主要对洞外观察、地表下沉、周边收敛位移、隧道拱顶下沉等量测项目进行监控量测。按照喷锚构筑法技术规范要求对量测断面、间距和测点进行布置，对量测数据进行分析和反馈，以量测分析资料为基础及时修正初期支护设计参数，并为二次衬砌施做时间提供依据。 6、结论

1） 通过对新汪家山隧道dk9+081-105段采用“横洞+盖挖”法，在洞口段征地没能完成的情况下顺利实现隧道进入暗洞段施工，工期至少提前3个月以上。同时该段隧道主洞施工全部在洞内，雨季施工无影响。

2） 通过该方案的实施，减少了土石方开挖量，避免了高凌空面的出现，降低了对既有隧道的扰动，并且在实际施工中得到了验证。

3） 实践证明，“横洞+盖挖”法在紧邻营业线地段的明洞施工、

偏压段的隧道施工、易坍塌段山体（如堆积体）的隧道施工，均可采用该方法。 参考文献：

[1] 中华人民共和国铁道部发布，2005年4月25日实施的《铁路隧道设计规范》；

[2] 铁道部经济规划研究院发布，2008年10月20日实施《铁路隧道工程施工技术指南》；

[3] 中铁第四勘察设计院编制的《新汪家山隧道施工图设计》。