單線鐵路隧道快速施工技術(shù)

趙小明

摘要：以太興鐵路的靜興段隧道為例，介紹隧道在圍巖、斷面變化頻繁的情況下快速、安全的施工技術(shù)，為類似地質(zhì)條件的隧道設(shè)計施工積累經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：單線；鐵路隧道；快速；施工技術(shù)

1.工程概況

隧道起止里程為DK93+294～DK95+491.5，為全長2197.5m的單線電氣化鐵路隧道。隧道DK93+294～DK94+148位于半徑R=2000m的曲線上，其余位于直線上。隧道內(nèi)線路為人字坡，坡率依次為4.5‰、-3.0‰。隧道出口緊鄰S217省道，且坡面較陡。

2.超前支護

曲立隧道超前支護主要為φ108大管棚和φ42超前小導(dǎo)管。

2.1大管棚采用φ108（厚度為6mm）的無縫鋼管，環(huán)向間距40cm，每節(jié)長4～6m，拱部120°范圍內(nèi)設(shè)置，每環(huán)19根。

1）注漿參數(shù)：①水泥漿液水灰比1：1；②注漿壓力：0.5～2MPa。

2）施工控制要點：①鉆孔前，精確測定孔的平面位置、傾角、外插角，并對每個孔進行編號。②鉆孔外插角1°～3°以為宜。施工中應(yīng)嚴(yán)格控制鉆機下沉量及左右偏移量。③ 嚴(yán)格控制鉆孔平面位置，管棚不得侵入隧道開挖線內(nèi)，相鄰的鋼管不得相撞和立交。④ 經(jīng)常量測孔的斜度，發(fā)現(xiàn)誤差超限及時糾正，至終孔仍超限者應(yīng)封孔，原位重鉆。

2.2小導(dǎo)管采用φ42（厚度為3.5mm）的無縫鋼管，單層環(huán)向間距40cm，拱部120°范圍內(nèi)設(shè)置，每環(huán)19根；雙層小導(dǎo)管環(huán)向間距：單層小導(dǎo)管之間60cm的間距，兩層交叉布置，相鄰小導(dǎo)管之間的距離30cm， 拱部120°范圍內(nèi)設(shè)置，共設(shè)置24根。

1）注漿參數(shù)：①水泥漿液水灰比0.5～1；②注漿壓力：0.5～1MPa。

2）小導(dǎo)管質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)：超前小導(dǎo)管外插角允許偏差2°；孔間距允許偏差±50mm；孔深允許偏差+50，0mm。

3.初期支護

3.1鋼筋網(wǎng)

（1） 鋼筋網(wǎng)片加工

鋼筋網(wǎng)片采用Ⅰ級φ8鋼筋焊制，在鋼筋加工場內(nèi)集中加工。先用鋼筋調(diào)直機把鋼筋調(diào)直，再截成鋼筋條，鋼筋網(wǎng)片尺寸根據(jù)拱架間距和網(wǎng)片之間搭接長度綜合考慮確定。鋼筋焊接前要先將鋼筋表面的油漬、漆污、水泥漿和用錘敲擊能剝落的浮皮、鐵銹等均清除干凈；加工完畢后的鋼筋網(wǎng)片應(yīng)平整，鋼筋表面無削弱鋼筋截面的傷痕。

（2）掛網(wǎng)

按圖紙標(biāo)定的位置掛設(shè)加工好的鋼筋網(wǎng)片，鋼筋片隨初噴面的起伏鋪設(shè)，綁扎固定于先期施工的系統(tǒng)錨桿之上，再把鋼筋片焊接成網(wǎng)，網(wǎng)片搭接長度為1～2個網(wǎng)格。砂層地段應(yīng)先加鋪鋼筋網(wǎng)，沿環(huán)向壓緊后再噴射混凝土。

（3）鋼筋網(wǎng)施工控制要點：a.鋼筋網(wǎng)格尺寸應(yīng)符合設(shè)計要求。b.鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)按照以下要求執(zhí)行：① 鋼筋網(wǎng)在初噴混凝土4cm以后鋪掛，使其與噴混凝土形成一體。② 鋼筋網(wǎng)應(yīng)與錨桿或鋼架連接牢固。

3.2拱架

（1）型鋼鋼架加工

加工場地用砼硬化，精確抹平，按設(shè)計放出加工大樣。鋼架彎制結(jié)合隧道開挖方法采用型鋼彎制機按照隧道斷面曲率分節(jié)進行彎制，彎制完成后，先在加工場地上進行試拼。各節(jié)鋼架拼裝，要求尺寸準(zhǔn)確，弧形圓順，要求沿隧道周邊輪廓誤差不大于3cm，連接底板螺栓孔眼中間誤差不超過±5mm；型鋼鋼架平放時，平面翹曲小于2cm。

（2）鋼架的安裝

鋼架安裝在掌子面開挖初噴完成后立即進行。根據(jù)測設(shè)的位置，各節(jié)鋼架在掌子面以螺栓連接，連接板應(yīng)密貼。為保證各節(jié)鋼架在全環(huán)封閉之前置于穩(wěn)固的地基上，安裝前應(yīng)清除各節(jié)鋼架底腳下的虛碴及雜物。同時每側(cè)安設(shè)2根鎖腳錨管將其鎖定，底部開挖完成后，底部初期支護及時跟進，將鋼架全環(huán)封閉。Ⅴ級圍巖需在拱部鋼架基腳處設(shè)槽鋼以增加基底承載力。

3.3噴混凝土

隧道初期支護噴射混凝土采用濕噴工藝（圖1）。

3.3.1 噴射前準(zhǔn)備

⑴ 噴射前應(yīng)對受噴巖面進行處理。一般巖面宜采用高壓風(fēng)吹凈巖面。若為泥、砂質(zhì)巖面時應(yīng)掛設(shè)細(xì)鋼筋網(wǎng)，用環(huán)向鋼筋和錨釘或鋼架固定，使其密貼受噴面，以提高噴射混凝土的附著力。噴射混凝土前，宜先噴一層水泥砂漿，待終凝后再噴射混凝土。

（2）選用的空壓機應(yīng)滿足噴射機工作風(fēng)壓和耗風(fēng)量的要求；壓風(fēng)進入噴射機前必須進行油水分離；輸料管應(yīng)能承受0.8MPa以上的壓力，并應(yīng)有良好的耐磨性能；保證作業(yè)區(qū)內(nèi)具有良好通風(fēng)和照明條件；噴射作業(yè)的環(huán)境溫度不得低于5℃。

圖1 濕噴混凝土施工工藝流程

3.3.2混凝土攪拌、運輸

濕噴砼攪拌采取全自動計量強制式攪拌機，施工配料應(yīng)嚴(yán)格按配合比進行操作，速凝劑在噴射機喂料時加入。運輸采用砼運輸罐車，隨運隨拌。噴射砼時，多臺運輸車應(yīng)交替運料，以滿足濕噴砼的供應(yīng)。在運輸過程中，要防止混凝土離析、水泥漿流失、坍落度變化以及產(chǎn)生初凝等現(xiàn)象。

4.隧道防排水

4.1施工準(zhǔn)備

（1）洞內(nèi)準(zhǔn)備：鋪設(shè)臺架行走軌道；施工時采用兩個作業(yè)臺架，一個用于基面處理，一個用于掛防水板，基面處理超前防水板兩個循環(huán)。

（2）斷面量測：測量斷面，對隧道凈空進行量測檢查，對個別欠挖部位進行處理，以滿足凈空要求；同時準(zhǔn)確測放拱頂分中線。

（3）基面處理：

①局部漏水采用注漿堵水或埋設(shè)排水管直接排水到邊。

②鋼筋網(wǎng)等凸出部分，先切斷后用錘鉚平抹砂漿素灰，有凸出的管道時，用砂漿抹平，錨桿有凸出部位時，螺頭頂預(yù)留5mm切斷后，用塑料帽處理（如下圖）。

③初期支護應(yīng)無空鼓、裂縫、松酥，表面應(yīng)平順，凹凸量不得超過±5cm。

4.2防水板的鋪設(shè)

（1） 防水板鋪設(shè)應(yīng)采用無釘鋪設(shè)工藝，應(yīng)采用從下向上的順序鋪設(shè)，松緊應(yīng)適度并留有余量，檢查時要保證防水板全部面積均能抵到圍巖。

（2） 復(fù)合式防水板鋪設(shè)采用洞外大幅預(yù)制，洞內(nèi)整卷起吊，無釘鋪設(shè)工藝。從拱頂向兩側(cè)鋪設(shè)，防水板鋪設(shè)要有一定松馳量。沿隧道縱向在錨固點上綁扎鐵絲，防水板用背帶與鐵絲綁緊。

（3） 防水板的搭接縫焊接質(zhì)量檢查應(yīng)按充氣法檢查，將5號注射針與壓力表相接，用打氣筒進行充氣，當(dāng)壓力表達到0.25MPa時停止充氣，保持15min，壓力下降在10%以內(nèi)，說明焊縫合格；如壓力下降過快，說明有未焊好處。用肥皂水涂在焊縫上，有氣泡的地方重新補焊，直到不漏氣為止。

5.結(jié)論

本工程隧道難題多，工期緊，風(fēng)險高。施工中展開各項研究，制定多種切實可行的措施，精細(xì)管理，保證質(zhì)量優(yōu)良、安全受控、工期滿足、收益良好。

參考文獻：

[1]李熱李，關(guān)于鐵路隧道施工技術(shù)的幾點思考[J].中華民居，2011，09。