高速铁路大断面隧道超浅埋段明挖暗做施工技术探讨

马生寿

摘 要：以赣龙铁路扩能改建工程观音山隧道DK35+745～+825超浅埋段设计明挖施工工法变更为暗挖施工工法的工程实例，探讨高速铁路大断面隧道超浅埋段，设计明挖法施工难度大，施工危险性大，明挖征迁工作开展难度大，在一系列不利于保证施工进度和安全的前提下，采用浅埋暗挖法顺利安全通过的施工技术。总结明挖暗作的施工技术要点和应遵循的指导方针。

关键词：大断面隧道；超浅埋；明挖；暗作

1 前言

隧道的开挖方法主要分为明挖法、半明挖法和暗挖法3 类，具体采用何种方法开挖主要从工程造价、工程进度、施工安全、施工技术、实际可操作性等角度分析。针对观音山隧道洞顶地表发育一水沟，常年流水，DK35+700～+880段预测最大涌水量1433m3/d，为强富水区，洞顶浅埋段复杂的地质条件及外部环境的影响，通过对设计明挖法和现场施工暗挖法两种施工方案进行技术、经济、安全、进度比较，得出最佳施工方案。

2 工程概况

2.1 隧道地质及设计情况

观音山隧道位于江西省赣州市赣县境内，进口里程DK31+470出口里程DK36+254全长4784。隧址主要为剥蚀低山丘陵区，山脉多呈WE-SW走向，地势起伏较大，相对高差约230m～330m，山体自然坡度30°～40°，植被发育，基岩多有出露。地表水主要为季节性溪沟，靠大气降水补给，调绘时水量不大； 地下水主要主要靠大气降雨入渗补给，经下渗或侧渗进行排泄。

2.2 隧道主要技术标准

本隧道为单洞双线隧道，设计时速200km/h，隧道净宽12.8m，净高9.0m，最大开挖面积128.3m3，围岩分类以Ⅳ～Ⅴ类为主，地质情况复杂多变。

2.3 隧道浅埋段水文、地质概况

通过使用全站仪测量线路所在段地表高程与开挖洞顶高程比较得出，DK35+745～825（长度80m）段覆盖层最薄处为2.6m，拱顶地表沿南北方向有一道水沟，沟内常年有水，可见冲刷出来的岩面，下游全部是水田。浅埋段表层为Qel+dl为粉质粘土，硬塑，厚约2～3.5m，洞身围岩为寒武系下统（ε1）变质砂岩夹板岩，黄褐色、青灰色、灰绿色，全～弱风化，节理裂隙发育，岩体破碎。DK35+780地表发育一水沟，常年流水。地下水为基岩裂隙水，较发育，DK35+700～+880段预测最大涌水量1433m3/d，为强富水区。

3 施工方案比选

3.1 浅埋地下工程概要

按照《铁路隧道设计规范》单线或双线隧道拱顶埋深V级围岩在18m～25m为浅埋隧道，对浅埋隧道而言覆跨比（拱顶覆土厚度与结构跨度之比）0.6

3.2 明挖法施工難点

（1）施作明洞需施工一条长度为1.5km的便道，新修便道需穿过大面积的水田和山地，需要征地。由于前期施工已征取数量较大的农田、林地、山地，为了环保和水土流失地方政府已不支持征地，并且当地老百姓也严重阻挠，施工便道的施工很难开展；见平面图2。

（2）如提前对明洞段施工，需架设供电、供水、供风设施，并要新建临时驻地，也需要征取临时用地，征地费用较大，造成施工准备阶段较长，不利于施工进度和费用控制。

（3）根据设计资料和平面图2以及现场勘探可以看出，明挖段地质情况复杂，DK35+825～745段采用明挖法最大开挖深度达17.3m，明洞开挖对周边山体的扰动较大，如果处理不当，极易引起边仰坡及山体失稳，发生边仰坡、山体滑坡、坍塌，对施工安全和进度影响较大。

3.3 暗挖法施工难点

（1）超浅埋段DK35+825～+745洞顶埋深浅，暗洞施工时可能出现坍塌冒顶、边墙失稳等灾害，要编制详尽的施工技术方案和支护措施予以杜绝灾害发生。（2）地质条件差：浅埋段拱顶地表沿南北方向有一道水沟，沟内常有流水，施工条件差，如何加固围岩，防止施工时渗漏水，是该隧道施工又一关键内容。

3.4 暗挖法施工优点

（1）超浅埋暗挖技术施工在我国地下工程实例中已有很多的成功范例，能够有效杜绝浅埋段暗洞开挖中坍塌冒顶、边墙失稳等灾害。（2）对周边环境影响较小，减少征地和植被破坏，对原地形地貌破坏较小，对山体的扰动也较小，有利于山体的稳定。（3）不受拆迁的影响，对当地村民影响较少。开工快，对施工进度影响较少，不确定因素较少。

3.5 暗挖法与明挖法总体费用比较

4 总结参考

通过观音山隧道DK35+745～+825超浅埋段的施工过程中证实，浅埋暗挖施工工法对明洞暗做（暗挖法）施工技术方法是可行的。缩短了工期，减少了投资，不会对周围环境造成任何影响，避免了明挖法带来的工程安全隐患事故，使隧道施工工作有序开展，隧道工区人、机、料合理使用。

通过本工程实例，将明挖暗作施工过程总结为地表控水、管超前、严注浆、短开挖、强支护、早封闭、勤量测、速反馈的施工原则，结合监控量测数据必要时调整拱架间距和锁脚钢管数量等支护参数，可以安全稳妥的通过超浅埋施工段，为在今后的高速铁路大断面隧道超浅埋段明洞暗挖施工参数的选择和施工方案的运用积攒一定的工程施工经验和工程参考价值。

参考文献：

[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] 钟桂彤.铁路隧道[M].北京：中国铁道出版社，2000.