情况，采用合理的施工工法及辅助措施，实现了隧道顺利贯通。通过监控量测数据分析，证实了火山堆积层采用三台阶临时仰拱法切实可行，对类似堆积层隧道施工有借鉴作用。 关键词：隧道；火山堆积层；施工技术
中图分类号：U455.49 文献标志码：A 文章编号：2096-2789（2021）01-0078-03
1 工程概况
Walini隧道位于印度尼西亚共和国西爪哇省万隆市奇
卡隆镇境内，为单洞双线隧道，全长608m，洞身最大埋深
约37m，开挖断面面积为160m2，高12.78m，宽15.1m，隧
道区属于低山区火山堆积层，围岩级别为V级，主要为堆 积形成的黏土、粉质黏土和泥岩，结构松散排列杂乱无序。
泥岩切面光滑，岩体破碎，有裂隙水，地质条件复杂。
1.1 气候特征
沿线属于热带雨林气候，终年炎热而潮湿。每年
11月至次年3月为雨季，雨量大，历年年平均降水量为
2415.8mm，历年平均降雨天数为223d。中国南方地区年平
均降水量一般在800～1000mm，降水量远远大于中国南方
地区。
1.2 地形地貌
隧道位于低山丘陵区，地势起伏大，其最高海拔约
599m，最低海拔为547m，最大相对高差为52m，一般相对
高差为10～25m，地表主要为橡胶树林及水稻田。全隧浅埋，
洞身DK95+715处下穿冲沟，埋深12m，常年流水。进口偏压，
培训台山体陡峭，自然坡度为50°。
1.3 地层岩性
隧道进出口、上部地表主要由第四系全新统坡积层（Q
低频声波吹灰器dl ）
黏土、粉质黏土以及更新统火山堆积层（Q
ob
）黏土、粉质黏土、细角砾土组成，隧道洞身经过处主要由第三系中新冰醋酸溶液
统Cantayan组（Mtts）泥岩、砂岩、泥质砂岩组成，隧道
洞身岩层分部如图1所示。
2 工程特点及难点
2.1 突水、突泥
该隧道洞身GDK95+690～GDK95+745段及GDK95+984～ GDK96+080段岩石风化严重呈土状，岩体破碎，自稳能力差，洞顶、洞壁极有可能出现塌方、冒顶、突水突泥。
2.2 塌方、大变形
隧道进出口堆积体含碎石粉质黏土下覆泥岩，土石分界处层理结合较差，施工中拱部的裸露面易发生剥落，而
产生塌方掉块现象。
隧道洞身普遍分布泥岩，泥岩具有强度较低，吸水膨胀，易于泥化、软化等特征，工程性质差，施工时容易发生变
形等问题。根据土工试验报告综合判断泥岩具有中等膨胀
性，自由膨胀率为40%～93%。
3 Walini隧道的重要性
雅万高铁项目是中国高铁全系统、全要素、全生产链
图1 隧道洞身岩层分部示意图
79 2021年第1期工程技术与应用
走出国门的“第一单”，是“一带一路”倡议的标志性工程。Walini隧道是雅万高铁首座贯通的隧道，成为印尼乃至东南亚第一条成功贯通的高铁隧道，进一步积累了隧道施工技术和经验，意义重大且影响深远，为完成雅万高铁建设各项既定目标打下坚实基础。
4 隧道穿越火山堆积层施工方案及措施
4.1 洞口设置锚固桩加固
隧道进口偏压、且进出口仰坡较高，为防止火山堆积体滑塌，在进口底山侧及进、出口明暗分界处线位两侧采用矩形锚固桩进行加固，桩长18m，截面尺寸为2.5m×2.0m。洞口施工前采用人工挖孔施工矩形锚固桩，施作厚25cm的混凝土护壁。
4.2 大管棚超前支护
隧道进出口及GDK95+690～GDK95+745段施工时，施作洞口及洞身φ108mm大管棚超前支护。
动物模型制作
（1）暗洞开挖前在暗洞外施工长1m、厚1m的C25混凝土导向墙，导向墙与锚固桩相接，保证管棚施工精度，导向墙内安装φ140mm×5mm导向管47根，外插角2°导向管与I18型钢钢架焊接固定。 （2）洞身GDK95+690～GDK95+745段施工前在洞内施工管棚工作室，纵向长度为6m，高度为0.8m，拱墙设置为180°。管棚工作室初期支护与隧道初期支护参数相同，管棚施工完成后施作正洞初期支护，两层初期支护之间空隙采用与衬砌同级混凝土回填，回填层内设置双层φ8mm钢筋网，网格尺寸为20cm×20cm。
（3）洞口大管棚纵向设置长度为40m，洞身纵向大管棚设置长度为40m，布置在拱部140°范围内，采用长度分别为3m、6m的φ108mm×6mm热轧无缝钢管，采用φ114mm×6mm热轧无缝钢管丝扣连接。为提高导管抗弯能力，管内设置由4根φ22mm主筋和固定环组成的钢筋笼，固定环采用φ32mm钢管，壁厚3.5mm，长5cm，间距为50cm。管棚施工采用XR100超前水平地质钻机钻孔、顶进。
导针（4）φ108mm钢管上设置注浆孔，孔径为12mm，间距为150mm，梅花形布置，尾部预留2m不钻孔的止浆段。管内注水灰比为1∶1的水泥浆液，注浆压力为0.5～1.5MPa。注浆结束后用M10水泥砂浆充填钢管，以增强钢管强度。4.3 密排小导管超前支护
隧道浅埋其他段落采用密排小导管超前支护，钻孔打入，密排小导管采用φ42mm热轧无缝钢管，壁厚3.5mm，长度为3.5m，管上每隔20cm钻6mm的注浆孔，梅花形布置。尾部预留1m不钻孔，为方便小导管插入围岩，前端做成尖锥状，尾端焊接在钢架上。纵向每隔2榀钢架施作1环与每隔1榀钢架施作1环交错布置，相邻两排环形钢管环向交错布置。外插角为15°，管内注水灰比为1∶1的水泥浆液，注浆压力为0.5～1.5MPa。
4.4 掌子面竹锚杆加固
Walini隧道掌子面泥岩开挖后遇水软化，松散易剥落，为保证掌子面稳定立架施工安全，掌子面加固采用竹锚杆钻孔打入，选用直径为40～50mm的竹竿，长度为2.5～3m，为方便竹锚杆插入围岩，前端套用2mm厚的铁板制作的尖锥状铁靴，尾部采用8#铁线设置箍筋，防止顶进时劈裂。钻孔垂直掌子面斜向下5°～10°，孔径不小于60mm，清空后注入微膨胀M20水泥砂浆，将竹锚杆顶进。待砂浆终凝后开挖掌子面，竹锚杆加工示意图如图2所示。
4.5 三台阶临时横撑法开挖
聚烯烃弹性体Walini隧道按照新奥法设计与施工，暗挖隧道采用复合式衬砌，复合式衬砌由初期支护、防水隔离层与二次衬砌组成，Walini隧道全隧Ⅴ级围岩，开挖采用三台阶临时横撑法施工。三台阶临时横撑法施工工法如图3所示。
第一步：利用上一循环架立的钢架施作隧道超前支护，机械开挖①部，每循环进尺1榀，开挖高度约3.6m。初喷混凝土，钻设锚杆后挂网，再架立钢架，并设锁脚锚管。架设临时横撑钢架，与初期支护钢架连接，上台阶初期支护封闭成环。
第二步：在滞后于①部一段距离后，机械开挖②部，开挖高度约4.4m，开挖高度初喷厚混凝土，钻设锚杆后挂网，再架立钢架，并设锁脚锚管。架设临时横撑钢架，与初期支护钢架连接，中台阶初期支护封闭成环。
第三步：在滞后于②部一段距离后，机械开挖③部，开挖高度约2.7m。初喷混凝土，钻设锚杆后挂网，再架立格钢架，并设锁脚锚管，下台阶完成。
第四步：在滞后于③部一段距离后，机械开挖④部，隧底初喷混凝土施作钢架，复喷混凝土至设计厚度，初支封闭成环。
第五步：浇筑仰拱、仰拱填充混凝土。
第六步：根据监控量测结果分析，待初支收敛后，利用衬砌模板台车一次性浇筑拱墙衬砌。
图2 竹锚杆加工示意图
4.6 施工组织
（1）组织施工人员。科学组织人员，Walini 隧道施工人员以印尼员工为主，中国技工带班作业，3班24h 作业，集中管理，中方27人（包括开挖班3人、立架班4人、喷浆班3人、二衬班12人、技术2人、管理3人），印尼90人，用工比为1∶4，相比同类高铁隧道施工用工少。
（2）主要施工机械及工装。项目按照高铁建设标准化管理要求，配置了二臂拱架安装台车、湿喷机械手、液压自行式仰拱栈桥、自动防水板铺挂台车、整体自行式逐窗浇筑二衬台车等机械工装，实现了隧道全工序机械化作业。
4.7 隧道地质预报及监控量测管理
隧道超前地质预报采用XR100多功能钻机及TGP-206型隧道地质超前预报系统和LTD-2600探地雷达+100MHz 天线长短结合物探法。预判掌子面前方地质情况，指导隧道施工过程安全、顺利进行。
隧道围岩监测采用南方测绘铁路隧道工程围岩量测信息采集系统V2.0。该系统通过全站仪蓝牙连接手机App，自动上传数据，系统自动分析，预警通过手机管理App 通知管理人员。
根据围岩监控量测数据分析结合施工情况确定安全步距，Ⅴ级围岩一般地段，在围岩稳定、监控量测数据
图3 三台阶临时横撑法施工工法示意图
正常、确保安全情况下，初支封闭成环距掌子面距离不大于60m。仰拱距掌子面距离不大于100m。二衬距掌子面距离不大于120m。
5 结束语
该隧道施工过程中未发生突水突泥、塌方、大变形的情况。通过隧道地表下沉、拱顶下沉、水平收敛的监控量测数据分析来看，围岩变形小，测量数据在设计及规范要求范围以内，表明了上述施工方案切实可行，从而保证了该隧道安全、顺利地穿越火山堆积层。
参考文献：
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方中的应用[J].工程建设,2013,45(2):53-56.
[2]杨秀权.浅埋、堆积层、三线铁路隧道施工技术[J].岩土
工程界,2003(5):74-77.
[3]刘加敏.仰拱闭合距离对软弱围岩隧道施工变形控制研究
[J].洛阳理工学院学报(自然科学版),2014,24(4):43-46+95.作者简介：胡启升，男，本科，高级工程师，研究方向为工程管理。
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