朱小海

（中鐵十二局集團(tuán)第一工程有限公司陜西西安　710038）

不良地質(zhì)及特殊地段鐵路雙線隧道施工技術(shù)

朱小海

（中鐵十二局集團(tuán)第一工程有限公司陜西西安710038）

隨著我國(guó)鐵路事業(yè)的高速發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)在縮短鐵路里程的同時(shí)增加運(yùn)力，雙線隧道施工也愈來(lái)愈被廣泛地應(yīng)用起來(lái)。本文就結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)三種不良地質(zhì)及特殊地段情形下鐵路雙線隧道的施工技術(shù)進(jìn)行研究，分別為對(duì)鐵路雙線隧道塌方處理施工技術(shù)、下穿高速公路施工技術(shù)以及穿越破碎段的施工技術(shù)，以期為同類工程提供可參考借鑒。

鐵路；雙線隧道；施工技術(shù)

引言

近些年來(lái)，基于我國(guó)鐵路建設(shè)的高速發(fā)展，鐵路等級(jí)也在逐漸提高，為了滿足相關(guān)規(guī)范以及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)提出的要求，在鐵路建設(shè)中，隧道工程也得到了普遍應(yīng)用。繼而，各種各樣問(wèn)題的出現(xiàn)也給鐵路隧道施工提出了新的挑戰(zhàn)，本文就結(jié)合幾個(gè)工程案例，分別對(duì)鐵路雙線隧道施工中不良地質(zhì)及特殊地段幾種情況相應(yīng)采用的施工技術(shù)進(jìn)行分析，以供借鑒。

1　鐵路雙線隧道塌方處理的施工技術(shù)

1.1工程實(shí)例

某鐵路雙線隧道時(shí)速設(shè)計(jì)為160km/h，全長(zhǎng)3160m。該隧道設(shè)計(jì)開(kāi)挖的最大半徑、高度、寬度分別為6.9m、12.15m、14.16m，開(kāi)挖斷面約在139m2，屬鐵路特大斷面長(zhǎng)隧道。該隧道所在位置屬高原丘坡區(qū)，地勢(shì)較為平坦，總體呈中間高、兩側(cè)低，覆蓋層厚度較小。隧道的進(jìn)出口在風(fēng)積砂層中，洞身巖體的巖質(zhì)較為脆弱，有較嚴(yán)重的風(fēng)化問(wèn)題。某日下午在現(xiàn)場(chǎng)勘察中，發(fā)現(xiàn)隧道DK160+045附近拱頂下沉量達(dá)到6cm，隔日變形逐步增大，已經(jīng)超過(guò)10cm，當(dāng)晚，DK160+038～DK160+075段發(fā)生塌方，塌方量大約在3000m3左右，屬大型塌方。

1.2塌方處理的施工技術(shù)

（1）為避免塌方的加重、穩(wěn)定塌方段的自穩(wěn)結(jié)構(gòu)，對(duì)主塌方區(qū)中的石渣要避免擾動(dòng)，從洞外將土運(yùn)來(lái)進(jìn)行回填工作，穩(wěn)固并未塌段但接近塌腔的支護(hù)。

（2）塌方得到基本的穩(wěn)定之后，首先要對(duì)塌腔拱頂與邊墻進(jìn)行初次素噴C25混凝土，在處理的整個(gè)過(guò)程中應(yīng)做到反復(fù)、多次素噴，確?；炷羾姷暮穸瘸^(guò)8cm，以此起到對(duì)塌腔圍巖的預(yù)支護(hù)作用。

（3）為避免塌方事故擴(kuò)大，做好對(duì)塌方端頭并未坍塌位置的初期支護(hù)工作，進(jìn)行10榀I20工字鋼鋼架的安裝，將鋼架之間的間距保持在60cm左右，逐漸向臨近塌方段加密。

（4）對(duì)于塌腔段的處理來(lái)說(shuō)，依據(jù)1m一段的推進(jìn)原則，支護(hù)使用I20工字鋼架支護(hù)，將間距設(shè)置在50cm，與鋼架間做牢固焊接。每榀拱腳與拱肩處設(shè)置4根長(zhǎng)4m的鎖腳錨管。與鋼架相互對(duì)應(yīng)，沿著邊墻未塌方的高度打設(shè)系統(tǒng)中空錨桿，確保其環(huán)向及縱向間距分別在1.0m、0.5m。為避免由于受到掉塊沖擊而導(dǎo)致剛剛噴護(hù)形成的防護(hù)棚發(fā)生變形、破壞問(wèn)題，應(yīng)使用鋼管形成對(duì)工字鋼拱頂部位的支撐，增強(qiáng)其初期承載力。

（5）為了保證已形成段的安全，在每完成防護(hù)棚6～12m左右，都應(yīng)該進(jìn)行塌碴清理工作，并及時(shí)做好二次襯砌。當(dāng)澆筑完二襯混凝土并達(dá)到50%的強(qiáng)度之后，應(yīng)在不拆鋼模臺(tái)車的基礎(chǔ)上盡快做好上部C20回填混凝土工作，加大拱結(jié)構(gòu)的承載力。

（6）嚴(yán)格依據(jù)分段形成防護(hù)棚、緊抓澆筑二襯與回填混凝土的施工原則，做好塌方段的處理。

（7）當(dāng)完成全部二襯及回填混凝土的施工之后，且其強(qiáng)度達(dá)到了100%，應(yīng)盡快安排做好注漿等工作，以此形成緩沖層。至此，塌方處理完成。

2　鐵路雙線隧道下穿高速公路的施工技術(shù)

2.1工程實(shí)例

某隧道下穿高速公路，該隧道全長(zhǎng)2461km，屬單洞雙線隧道，該隧道所處位置地形起伏較大。該隧道DK161+345～DK161+ 415段下穿高速公路，其長(zhǎng)度為70m。該隧道下穿高速公路的地段覆蓋層較薄，為淺埋段，洞身地層弱風(fēng)化，若處于雨季施工，會(huì)有較大水量。

2.2工程施工難點(diǎn)

由于受到該隧道開(kāi)挖寬度及高度的限制，存在成洞的困難；隧道埋深淺，為超淺埋大跨隧道，施工時(shí)極易發(fā)生冒頂坍塌；隧道下穿高速公路，為確保行車安全，對(duì)沉降控制提出了極高的要求；隧道本身地質(zhì)條件較差，成洞時(shí)易發(fā)生坍塌；工序復(fù)雜，對(duì)工藝的要求極高；地面及洞內(nèi)的測(cè)量工作較復(fù)雜。

2.3主要施工技術(shù)的選用

2.3.1超前預(yù)支護(hù)

（1）準(zhǔn)108大管棚超前支護(hù)。在隧道下穿既有鐵路的拱部，設(shè)置準(zhǔn)108大管棚超前支護(hù)，以絲扣交錯(cuò)連接。于鋼花管上鉆注孔徑在10～16mm的漿孔，以此來(lái)促進(jìn)巖土體密實(shí)度的提高、保證下穿段圍巖的穩(wěn)定性。使用水泥漿液進(jìn)行長(zhǎng)管棚注漿工作，并依據(jù)施工實(shí)際情況相應(yīng)地調(diào)整注漿參數(shù)。使用兩臺(tái)注漿泵依據(jù)從兩側(cè)向拱中的順序進(jìn)行低壓注漿，并逐漸升壓、穩(wěn)壓，注漿后，采用M5水泥砂漿進(jìn)行鋼管的重填，以此來(lái)提高管棚的強(qiáng)度。

（2）超前小導(dǎo)管。于拱部140毅的范圍設(shè)準(zhǔn)42小導(dǎo)管與準(zhǔn)108管棚相互配合，同時(shí)注入水泥漿做超前支護(hù)。使用鉆孔打入法進(jìn)行小導(dǎo)管的安設(shè)，使小導(dǎo)管穿過(guò)鋼架，借助鉆機(jī)頂入。

2.3.2下穿段施工

使用機(jī)械銑挖的施工方法，以此來(lái)確保公路路基的穩(wěn)定性，盡量避免由于爆破而產(chǎn)生的對(duì)隧道周邊圍巖的擾動(dòng)，同時(shí)使用三臺(tái)階臨時(shí)仰拱上臺(tái)階加豎撐法的施工。各部每一次開(kāi)挖的支護(hù)長(zhǎng)度盡量保證在0.5m以內(nèi)，于拱腳、墻角處的鋼架底部分別設(shè)置2根鎖腳錨管，一方面確保鋼架基礎(chǔ)的穩(wěn)定性，另一方面限制拱頂發(fā)生變形。

2.3.3二次襯砌

對(duì)公路現(xiàn)狀加以考量，其荷載超過(guò)了既定規(guī)范，因此設(shè)計(jì)做V級(jí)圍巖加強(qiáng)復(fù)合式襯砌，二次襯砌厚度在65cm，選用準(zhǔn)35鋼筋作為主筋，設(shè)置間距為20cm。

3　鐵路雙線隧道穿越破碎段的施工技術(shù)

3.1工程實(shí)例

某隧道為軟弱圍巖雙曲線隧道，曲線長(zhǎng)度為110m半徑為3000m，其洞口位于全風(fēng)化帶，穩(wěn)定性不高，地質(zhì)不良。

3.2施工技術(shù)

3.2.1斷層的超前預(yù)報(bào)

（1）地質(zhì)超前預(yù)報(bào)

借助TGP206型隧道地質(zhì)超前預(yù)報(bào)系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行數(shù)字采集與處理，及時(shí)掌握前方斷層破碎帶的詳細(xì)情況及圍巖情況。

（2）工程地質(zhì)法

結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際地質(zhì)，并依據(jù)相關(guān)地質(zhì)資料，做初步的地質(zhì)分析，基于在隧道中斷層帶有一定的延伸長(zhǎng)度，應(yīng)細(xì)致對(duì)待隧道局部又出現(xiàn)石質(zhì)較差、圍巖破碎的情況，根據(jù)巖層走向等內(nèi)容對(duì)前方可能出現(xiàn)的斷層破碎帶進(jìn)行預(yù)測(cè)。

（3）超前地質(zhì)挖孔

在開(kāi)挖掌子面之前，先使用超長(zhǎng)鉆桿對(duì)前方圍巖進(jìn)行鉆孔，并依據(jù)鉆進(jìn)時(shí)對(duì)鉆速、水質(zhì)情況等的認(rèn)知，判斷前方的地質(zhì)、水文條件。

3.2.2地表深孔預(yù)注漿

該隧道在施工的過(guò)程中較易出現(xiàn)涌水突泥，因此需要使用地表深孔預(yù)注漿的堵水加固舉措。借助導(dǎo)線控制點(diǎn)，對(duì)堵水加固的里程范圍進(jìn)行測(cè)量，并于出孔的位置做好標(biāo)記，使用潛孔鉆機(jī)鉆孔出設(shè)計(jì)標(biāo)高。

3.2.3超前小管棚施工

在拱部布設(shè)準(zhǔn)42mm小導(dǎo)管，分布為均勻的梅花型。若遇巖體松軟的情況，則使用YT-28型風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)直接推送，若巖體較硬，則先進(jìn)行鉆孔，之后再推送。注漿時(shí)避免連續(xù)注漿，應(yīng)相鄰孔眼間隔開(kāi)來(lái)，以此保證固結(jié)的效果。

4　結(jié)論

在現(xiàn)階段國(guó)家大力推進(jìn)鐵路基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展的情況下，隧道建設(shè)工程也愈來(lái)愈多，而伴隨出現(xiàn)的情況也就越來(lái)越多，針對(duì)不同的發(fā)生情況，都不能有一個(gè)固有的處理方案，應(yīng)多管齊下，結(jié)合諸多技術(shù)舉措不斷進(jìn)行優(yōu)化、完善，促進(jìn)鐵路雙線隧道施工的順利完成。

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U455.49

A

1673-0038（2015）49-0269-02

2015-11-2

朱小海（1977-），男，四川成都人，助理工程師，大專，從事工程技術(shù)、管理工作。