梁山隧道施工安全技術(shù)

1.上跨襄渝線中梁山隧道施工

隧道上跨既有老襄渝鐵路，兩隧間最小凈距只有2.7m，既有隧道修建于上世紀50年代，為條石結(jié)構(gòu)襯砌，背后有不同程度的溶腔或空洞，交叉段設(shè)計為Ⅴ級圍巖，施工中安全風險極高。為了保證既有隧道運營安全和新建隧道的施工及后期運營安全，在施工前，利用“天窗”時間，對既有隧道交叉影響段進行鋼架臨時加固(圖2)，加固完成后注水泥砂漿填充襯砌背后空洞。既有隧道加固段達到設(shè)計強度后，利用銑挖機對新建隧道進行機械開挖(圖3、圖4)，以保證新建隧道施工對既有隧道擾動降至最低。在交叉段施工期間及施工完成后均要對既有隧道進行自動化監(jiān)測，以保證對既有隧道沉降或變形的實時監(jiān)控。下穿遂渝高速公司大學城左右線隧道施工兩隧立交最小凈距為7.7m。在該段落施工時首先采用40m長、直徑108mm大管棚進行洞內(nèi)超前加固，然后在利用控制爆破分臺階開挖，實施期間委托重慶交通大學對既有大學城隧道爆破振速、拱頂下沉、水平收斂及路面不均勻沉降進行自動化監(jiān)測。其他立交段施工情況隨著施工的推進隧道又分別下穿重慶北右聯(lián)絡(luò)線隧道，上跨渝黔鐵路童西線新雙碑雙線隧道，下穿襄渝二線雙碑隧道，上跨渝黔鐵路新雙碑隧道，目前各交叉段均已順利通過，施工期間新建隧道安全、穩(wěn)步推進，既有隧道營運一切正常，充分證明了各交叉段施工方案合理性，同時也為類似工程積累了寶貴經(jīng)驗。

2.處大跨段施工技術(shù)措施

成渝客專需聯(lián)接重慶北站和重慶西站，在新中梁山左右線隧道內(nèi)共設(shè)6處大跨段，其中在隧道正線有3處大跨段，分別為重慶北左、北右和重慶西右聯(lián)絡(luò)線大跨段，3個大跨段均采用錯臺式變截面過渡方式，其中重慶北左聯(lián)絡(luò)線大跨段全長230m；重慶北右聯(lián)絡(luò)線大跨段全長253m；重慶西右聯(lián)絡(luò)線大跨段全長253m，3處大跨共經(jīng)過18次變跨。最大開挖跨度達21m，高度達16.82m，最大開挖斷面（H斷面）達279m2，最小開挖面積10.64m2(圖5、圖6)。另外3處為重慶北左、北右聯(lián)絡(luò)線接入襄渝二線既有雙碑隧道和重慶西右聯(lián)絡(luò)線接入渝黔童西線新雙碑隧道的大跨段。新中梁山隧道大跨段施工有幾個難點：一是開挖斷面變化頻繁，共有6種斷面形式呈階梯式變化；二是圍巖破碎，多為巖溶角礫巖，多段落進行了超前周邊注漿措施，掘進極為困難，且變跨時最大挑頂高度達到4.9m，施工風險極高；三是在變跨時襯砌臺車改裝困難；四是“2條主線，4條支線”同時施工，洞內(nèi)9個掌子面同時掘進，施工組織異常復雜。在施工過程中針對眾多難題，項目分別利用雙側(cè)壁導洞超前法、雙側(cè)壁導坑法、CRD法（交叉中隔壁法）、CD法（中隔壁法）、臺階法對大跨段的不同斷面進行開挖，實施過程中通過一些創(chuàng)新，有效解決了施工中存在的一系列問題。例如通過研發(fā)液壓伸縮式襯砌臺車（可伸縮臺車寬度）來應對斷面變化頻繁的問題，新型臺車的應用，大大節(jié)省了臺車洞內(nèi)拼裝時間，有效加快施工進度。另一方面采用雙側(cè)壁導坑超前施工方案(圖7、圖8)，大幅度提高施工效率，縮短建設(shè)工期，該優(yōu)化方案比原順序施工法提前工期128天，為后期隧道提前33天貫通墊定了基礎(chǔ)。

3.巖溶富水段落施工技術(shù)措施

新中梁山隧道巖溶富水段落較多，正常涌水量為2萬m3/天，雨季最大涌水量可達5萬m3/天，富水段落一般位于可溶巖與非可溶巖接觸帶，其巖性多為巖溶角礫巖，巖體破碎，在開挖后泥質(zhì)膠結(jié)體隨涌水流出，涌水呈深黃色。膠結(jié)體流失后，圍巖自會失穩(wěn)，隨之就會造成隧道大范圍塌方。通過取芯探孔情況發(fā)現(xiàn)，新中梁山隧道巖溶角礫巖區(qū)段泥質(zhì)膠結(jié)體總量約為巖體總量的35%。隧道穿越重慶市沙坪壩區(qū)歌樂山鎮(zhèn)，地表居民稠密，沿線共有3處泉點，4座水庫，5處堰塘，20口水井，8條溪流，更有如歌樂山森林公園、渣滓洞、白公館等自然或文物保護區(qū)。另一方面隧道左、右線均壓覆重慶融匯國際溫泉地表詳查區(qū)，而溫泉作為重慶一個世界級的旅游資源，同時也是重慶市的4張“城市名片”之一，溫泉在重慶市的地位不言而喻。而隧道地下水資源極其豐富，在施工過程中一旦發(fā)生大規(guī)模涌漏水就會梳干地表水系，造成地表泉點枯竭，影響歌樂山鎮(zhèn)的居民正常生活和周邊溫泉的水溫、水壓、水量。眾所周知，以注漿的方式封堵地下水是最簡單有效的施工手段，但在環(huán)境敏感點或人口密集區(qū)內(nèi)實施注漿會嚴重破壞地下水系；如采用化學注漿會嚴重污染地下水資源，造成植被破壞，且化學漿液結(jié)石體的耐久性無法滿足工程的“百年大計”要求；采用液氮冷凍法堵水操作難度大，費用高，且無法抵抗爆破開挖所帶來的巨大沖擊波，固不適合在巖石隧道中運用。