尤楠

（中鐵二十局集團第四工程有限公司　山東　青島　266061）

高鐵雙線隧道施工工藝及質(zhì)量控制措施

尤楠

（中鐵二十局集團第四工程有限公司山東青島266061）

本文結(jié)合青榮城際鐵路車山隧道工程實例，從施工角度分析了高鐵雙線隧道工程施工中的施工工藝、質(zhì)量控制方法、保證措施等做法。

隧道工程；施工工藝；質(zhì)量控制

高速鐵路隧道是國家基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，因此我們必須加強工程質(zhì)量管理的隧道施工現(xiàn)場。本文以青榮城際鐵路車山隧道為例，結(jié)合現(xiàn)場實際施工作業(yè)流程，從施工工藝、質(zhì)量控制方法等方面，簡要分析了高速鐵路雙線隧道施工中的具體做法。

1　工程概況

車山隧道位于山東省煙臺市芝罘區(qū)南里村東約1km處，隧道全長900m，最大埋深84.5m。該隧道為雙線隧道，設(shè)計速度：250km/h，線間距為4.6m，地處耕地和林地交接地帶，巖體破碎，穩(wěn)定性差，Ⅳ、Ⅴ級圍巖占隧道總長度的80％，淺埋地段地表匯水豐富，地理環(huán)境復雜，施工難度大，是全線的重點工程及高風險工點。

2　施工工藝及質(zhì)量控制

該隧道按新奧法原理組織施工，光面爆破，暗挖隧道采用復合式襯砌。按照圖紙要求，車山隧道采用臺階法開挖Ⅲ級圍巖地段，采用弧形導坑預留核心土法開挖Ⅳ級圍巖地段，采用三臺階臨時仰拱法開挖Ⅴ級圍巖加強段。出碴采用無軌運輸方案。

2.1車山隧道總體施工工藝流程

洞口邊仰坡施工→管棚施工→暗洞施工[開挖掘進→初期支護→二次襯砌]→明洞施工→洞門施作。

2.2洞口段開挖及邊仰坡防護

2.2.1洞口段開挖

根據(jù)圖紙數(shù)據(jù)放出邊、仰坡開挖邊線，按要求施做截水天溝，邊仰坡分層逐級開挖，開挖一級防護一級。

2.2.2邊仰坡防護措施

隧道洞口臨時邊仰坡采用錨桿+鋼筋網(wǎng)片+噴射混凝土的方法來加固，錨桿采用直徑22mm的砂漿錨桿，錨桿長度為4m，間距1.5m×1.5m，梅花形布置，噴射混凝土采用10cm厚C25網(wǎng)噴混凝土，鋼筋網(wǎng)采用直徑8mm的圓鋼，鋼筋網(wǎng)片網(wǎng)格尺寸為25cm×25cm。

2.3洞口管棚施工

隧道邊仰坡按要求施工到位后，根據(jù)設(shè)計位置施做導向墻、打設(shè)管棚。導向墻截面尺寸為1m×1m，導向墻內(nèi)設(shè)I18工字鋼架2榀，鋼架外緣入口、出口設(shè)置導向鋼管，導向鋼管直徑為140mm，壁厚5mm。本隧道入、出口管棚設(shè)計長度均為30m，管棚材料采用直徑為108mm，壁厚為6mm的鋼管；管棚鉆進施工時，采用測斜儀對鉆進的角度進行實時檢查，如果發(fā)現(xiàn)鉆孔角度偏差超出設(shè)計要求，則立即停止鉆進、退出鉆頭，注漿填孔后重新鉆進。

洞口大管棚超前支護如圖1所示。

圖1　大管棚支護示意圖

2.4暗洞施工及質(zhì)量控制措施

2.4.1洞身開挖

洞身每一循環(huán)的開挖掘進都應在超前管棚（或小導管）施做完成后進行。本隧道Ⅴ級加強圍巖地段采用三臺階臨時仰拱法開挖、Ⅳ級圍巖采用弧形導坑預留核心土法開挖、Ⅲ級圍巖采用臺階法開挖。

光面爆破：

隧道開挖全部采用光面爆破。施工時，炮眼位置由測量人員用紅油漆在掌子面準確標出，掏槽眼和周邊眼開眼誤差要控制在5cm以內(nèi)。按照自上而下的順序進行裝藥，起爆形式采用復式網(wǎng)起爆路，從而起到確保起爆的可靠性和準確性的作用。

（1）爆破瞎炮處理措施

發(fā)現(xiàn)瞎炮，應首先查明原因。如果是孔外的導爆管損壞引起的瞎炮，則切去損壞部分重新連接導爆管起爆即可；如造成瞎炮的原因為孔內(nèi)導爆管損壞或?qū)П鼙旧泶嬖趩栴}，則應由現(xiàn)場爆破員按照《鐵路隧道爆破安全規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定進行排險處理，確認排除險情后方可進入下一道工序。

（2）隧道欠挖處理措施

由于爆破效果受炮眼間距、炮眼角度、深度、藥量等因素的影響，所以隧道開挖過程中會出現(xiàn)超欠挖等現(xiàn)象，當欠挖量不大時，則根據(jù)現(xiàn)場實際采用人工或機械進行修整處理，將欠挖部分清除掉；當欠挖量較大時，要重新打設(shè)炮眼后進行補炮處理，確保開挖斷面尺寸。

（3）隧道超挖處理措施

出現(xiàn)超挖，當超挖量不大時，采用噴射混凝土進行噴實，并進行回填注漿。當超挖量較大，超挖尺寸較大時，則根據(jù)實際情況對超挖部分采用分層掛網(wǎng)噴射混凝土的方式進行回填，同時預留回填注漿孔，進行注漿處理。

2.4.2初期支護

（1）型鋼（格柵）鋼架施工及質(zhì)量控制措施

型鋼（格柵）拱架根據(jù)設(shè)計圖按1：1比例在隧道洞外鋼筋加工廠放樣加工，試拼合格后，再運進洞內(nèi)安裝。相鄰兩排鋼架間按設(shè)計要求用鋼筋縱向連接，使拱架形成縱向穩(wěn)定的連接體系。鋼架安裝完成后，打設(shè)鎖腳錨桿使之成為整體結(jié)構(gòu)。鋼拱架安裝平面必須與隧道縱向軸線垂直，鋼架間距允許誤差為±10cm；橫向位置與高程允許誤差為±5cm，垂直度允許偏差為±20cm，連接筋、鎖腳錨桿等連接處不得出現(xiàn)假焊、漏焊等現(xiàn)象。

（2）鋼筋網(wǎng)施工

鋼筋網(wǎng)片在隧道洞外鋼筋加工廠加工制作，鋼筋網(wǎng)片材料采用直徑8mm的圓鋼，網(wǎng)片網(wǎng)格間距為20cm×20cm，加工成片后運至隧道洞內(nèi)安裝。鋼筋網(wǎng)片加工后的表面應光滑，不得出現(xiàn)削弱鋼筋截面的疤痕。網(wǎng)片焊接固定于先期施工的系統(tǒng)錨桿之上，依次搭接焊接成網(wǎng)，搭接長度為1～2個網(wǎng)格。

（3）小導管施工

導管加工在洞外鋼筋加工場地進行，管壁上每隔10～15cm鉆設(shè)直徑為10mm的孔，鉆孔按梅花形布置，尾管應預留長度不小于30cm的鉆孔注漿段。小導管安裝完成后使用水灰比為1：1的水泥漿按照由下向上進行注漿。

（4）砂漿錨桿和中空錨桿施工

砂漿錨桿用于隧道側(cè)壁，中空錨桿用于隧道拱部。各個錨桿孔位間距、深度、角度均應符合設(shè)計要求，其中深度誤差應控制在±50mm范圍內(nèi)。注漿按照自下而上順序進行，漿液采用水泥砂漿，注漿壓力控制在0.5～1.0MPa。

（5）噴射混凝土施工

本隧道初期支護采用C25濕噴混凝土噴射封閉?；炷羾娚湟蟊砻嫫秸?，無空鼓、裂縫，表面平整度偏差控制在100mm以內(nèi)。側(cè)壁噴射混凝土回彈率不超過15％，拱頂噴射混凝土回彈率不超過25％。

（6）仰拱施工

仰拱開挖完成后先把仰拱底部的虛碴、雜物及積水清理排除干凈，然后將仰拱棧橋安防就位，人工綁扎鋼筋、支設(shè)模板，最后澆筑混凝土?；炷劣晒捃囘\送至現(xiàn)場直接進行澆筑，使用插入式振搗棒振搗。

2.4.3隧道防排水

（1）洞身防水及質(zhì)量控制

根據(jù)隧道排水“防、排、堵、截相結(jié)合，因地制宜、綜合治理”的原則，本隧道設(shè)計防水等級為一級防水標準（參照GB50158），本隧道防水層采用無釘鋪設(shè)的復合式襯砌防水層，表面無濕漬。通過在初支和二襯之間設(shè)置防水板、底部設(shè)置縱向盲溝，變形縫和縱橫向施工縫設(shè)置橡膠止水帶、遇水膨脹止水膠，襯砌外側(cè)盲溝與隧底中心排水溝連接在外圍形成一個立體的網(wǎng)狀排水系統(tǒng)。

（2）施工接縫處理

本隧道內(nèi)主要存在施工縫及變形縫，施工縫分為環(huán)向施工縫及縱向施工縫兩種形式。

變形縫結(jié)構(gòu)如圖2所示。

二次襯砌拱墻環(huán)向施工縫采用全環(huán)中埋式橡膠止水帶和背貼止水帶施做，環(huán)向施工縫間距為12m，縱向施工縫設(shè)中埋式遇水膨脹橡膠止水條并涂刷混凝土界面劑施做防水。

施工縫防水結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖2　變形縫防水施工示意圖

圖3　施工縫防水施工示意圖

2.4.4二次襯砌

隧道襯砌模板采用液壓襯砌臺車，長度為12m，搭接10cm。拱、墻二襯混凝土整體灌注。隧道頂部每隔3m預留一處回填注漿孔，在二襯混凝土強度達到設(shè)計值后進行注漿。

襯砌鋼筋在洞外鋼筋場地加工完成后運至洞內(nèi)施做，鋼筋綁扎時注意預留縱向、環(huán)向接地鋼筋。

二襯臺車采用五點定位法進行定位，平面坐標系以襯砌圓心為原點建立，通過控制臺車頂部模板中心點、拱部模板同邊墻模板的兩個鉸接點、兩邊墻模板的底腳點來精確控制臺車位置。

混凝土澆筑嚴格控制灌注、搗固、養(yǎng)生等各個作業(yè)環(huán)節(jié)，確?；炷临|(zhì)量符合要求。

2.5明洞施工

隧道緩沖結(jié)構(gòu)、明洞施工應遵循仰拱、填充先行的原則，待填充強度達到100％后二襯襯砌臺車就位、綁扎鋼筋，檢驗合格后支設(shè)外側(cè)模板；外側(cè)模板采用組合鋼模板，用腳手架配合型鋼進行支撐加固，模板檢驗合格后澆筑混凝土。混凝土采用泵送澆筑，插入式振搗棒配合附著式振搗器進行過程振搗。混凝土澆筑12h后開始灑水養(yǎng)護，強度達8MPa后，拆除外模，強度達100％后及時進行明洞防水層及墻背回填施工。

3　相關(guān)輔助措施

3.1超前地質(zhì)預報

為保證現(xiàn)場施工安全和隧道結(jié)構(gòu)安全，本隧道進行全里程、全段落超前地質(zhì)預報。采用采用TSP-203地質(zhì)雷達檢測并輔以全斷面地質(zhì)素描進行超前預報。

3.2隧道監(jiān)控量測

監(jiān)控量測是隧道施工過程中必不可少的一道施工程序。通過對圍巖支護體系的穩(wěn)定性狀態(tài)的監(jiān)測和評價，為初期支護和二次襯砌設(shè)計參數(shù)的調(diào)整提供依據(jù)，以達到確保施工及結(jié)構(gòu)安全、加強施工管理的目的。

4　結(jié)束語

本文以實際隧道施工項目為例，通過理論與實踐相結(jié)合的方式對隧道施工中的各項工程控制措施進行了初步探討，但對于隧道工程更多、更好、更有效的預防、改善和控制措施還需要在工程實踐中多觀察、多比較，對于出現(xiàn)的問題多分析、多總結(jié)，總結(jié)經(jīng)驗、提煉精華，才能更好的保證和提高隧道施工質(zhì)量。

[1]《車山隧道設(shè)計圖》（青榮城際施隧24-01～07）.

[2]《施工組織設(shè)計指南》（鐵建設(shè)[2009]226號）.

[3]《鐵路隧道工程施工技術(shù)指南》（TZ204-2008）.

[4]《鐵路隧道防排水施工技術(shù)指南》（TZ331-2009）.

[5]《鐵路隧道工程施工安全技術(shù)規(guī)程》（TB10304-2009，J947-2009）.

[6]新建鐵路青島至榮成城際鐵路Ⅳ標指導性施工組織設(shè)計.

TU712+.3

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1673-0038（2015）22-0246-03

2015-2-5

尤楠（1986-），男，助理工程師，本科，任項目技術(shù)主管。