小编语

作为泛欧铁路在地中海区域的重要组成部分，意大利Casalnuovo铁路隧道使用明挖法逆作施工；隧道遭遇含水层时，建设方采用了气压法代替高压喷射注浆进行止水。该工法如何实施，相比高压喷射注浆有何优劣？

隧道施工

泛欧铁路那不勒斯-巴里高铁线耗资4.45亿美元，穿越亚平宁山脉，含82km暗挖隧道与6km明挖隧道。

工程中的Casalnuovo铁路隧道位于那不勒斯，全长1.3km，沿线穿越软土、火山岩、凝灰岩与含水层，采用明挖法施工，预计2023年完工。

隧道为宽度10m的矩形单管双轨截面，按如下工序逆作施工：

■ 由地面开挖至地下连续墙施工层，按隧道宽度施作地下连续墙；

■ 浇筑混凝土顶板，隧道顶部回填；

■ 顶板以下开挖至底板层并浇筑底板；

■ 浇筑内衬墙，完成隧道施工。

气压工法

隧道沿线存在含水层，原计划采用高压喷射注浆止水，但施工方在进行了隧道内的水压勘探后，决定采用气压止水代替：

■ 隧道顶部回填完毕，隧道内部开挖之前，向隧道内充入相当于开挖区底部静水压的高压空气；

■ 充气过程中监测隧道内气压、结构重量、回填荷载、连续墙锚固强度，既要确保气压足够止水，又要防止内部压力过大，回填不足造成顶板抬升；

■ 隧道内的部分土层液化区使用挤密桩加固。

具体施工与止水措施如下：

■ 隧道顶部与两侧通过顶板与连续墙密封，重点关注隧道底部出现的地层渗水；

■ 隧道开挖时每40m设横隔墙，形成开挖隔舱，经计算后，压缩机以100m³/min速率向隧道内充气。（单台压缩机功率为50m³/min，两台使用，一台备用）；

■ 利用皮带输送代替车辆出渣，尽量减少高压空气逃逸；

■ 横隔墙使用止水接头与金属板桩密封；连续墙使用PVC防水膜；顶板通过外部作防水处理。隧道内防水处理完成后浇筑内衬墙，施工过程中保持单个开挖舱室密封。

工法对比

高压喷射注浆

■ 施工期密封性：由于无法能对整个施工区域进行完全勘测，因此难免出现渗水；

■ 环境影响：高压喷射注浆所用的化学物质污染水土；

■ 预期外地下水应对：高压喷射注浆的配置与使用在设计期间确定，仅能应对事前预估范围内的地下水量波动；

■ 费用：土体改良成本较高。

■ 施工周期：土体改良周期较长，施工期间若部分区域渗水还需进行补注浆，导致进一步的工期延迟。

气压法

■ 施工期密封性：所有渗水被气压完全堵截；

■ 环境影响：施工中不使用化学物质；

■ 预期外地下水应对：仅需增加气压便能应对更大水压；

■ 费用：必要场地与设备的较高成本可与高压喷射注浆土体改良的成本抵消。

■ 施工周期：每道工序都需要工业化、机械化、因此前期设备安装及开挖初期耗时较长，中后期则较为迅速。

总结

该工法之前曾应用于奥利地、德国与英国的隧道工程内，但在地中海国家从未使用，这也是出于对工人健康的担忧。除此之外，该工法在成本、环保与效率上都存在一定的优势，能成为隧道止水工法的选择之一。