鐵路隧道施工技術(shù)

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1工程概況

某隧道工程總施工長(zhǎng)度為2133m，隧道屬于單洞雙線隧道。隧道在DK377+496處從溝底穿過(guò)，隧道埋深只有8.92m.。設(shè)計(jì)斷面的高度為12.13m，寬度為14.2m。初期支護(hù)的厚度為26cm，二次襯砌厚度為51cm，仰拱位置填充的厚度為172cm。如圖1所示，隧道處于半徑為4200m的曲線上，使用明挖的方法進(jìn)行拱頂施工，使用暗挖施工的方法進(jìn)行拱頂下部施工。由于此隧道的底部使用砂質(zhì)黃土，承載力差。因此，使用長(zhǎng)度為3m～8.3m，直徑為155mm的樁基進(jìn)行加固。

2挖掘方案選擇

2.1暗挖法

在進(jìn)行暗挖時(shí)，有可能因?yàn)樯蠈油寥栏采w較薄，不能形成自然的穩(wěn)定覆蓋層，所以在施工時(shí)采取地表注漿或者是用長(zhǎng)管進(jìn)行支撐等措施來(lái)保證覆蓋層的堅(jiān)固，特別是在雨季，做好一切防護(hù)措施，避免產(chǎn)生危險(xiǎn)和損失。

2.2上部明挖、下部暗挖

下部進(jìn)行隱蔽操作，拱頂進(jìn)行開挖的方式不但不能防止地表坍塌，節(jié)約土方量挖掘，降低深基坑在挖土?xí)r的危險(xiǎn)程度，也不會(huì)發(fā)生突泥突水現(xiàn)象，保護(hù)環(huán)境的同時(shí)，節(jié)省了資源和財(cái)力，這是幾個(gè)方案中的最佳方案。

2.3明挖法

一般對(duì)于明挖法來(lái)說(shuō)，需要挖掘大量的土方，四周必須進(jìn)行放坡處理，在深基坑挖掘過(guò)程中，安全系數(shù)非常低；施工過(guò)程中需要挖掘數(shù)據(jù)龐大的土方量，通過(guò)長(zhǎng)而狹窄的溝谷，運(yùn)送到溝外，施工完成后，還需要將土方進(jìn)行回填，這是一個(gè)工程量非常大的施工過(guò)程，而且污染環(huán)境；有相關(guān)規(guī)定在軌道兩側(cè)60m的范圍內(nèi)一些建筑物必須拆除，這會(huì)增加施工過(guò)程的復(fù)雜程度，同時(shí)施工過(guò)程應(yīng)該在旱季。

3施工過(guò)程

在施工過(guò)程中，第一步是改移道路和溝心水溝，方便進(jìn)行施工；接下來(lái)是一段接一段的進(jìn)行開挖，明挖拱頂部分的土方，然后實(shí)施護(hù)拱，然后進(jìn)行下一段的開挖；明挖土方所有地段都完成后開始進(jìn)行暗挖。

3.1明挖施工

明挖最好選擇在夏季進(jìn)行，挖掘之前做好一切排水準(zhǔn)備，避免施工基坑內(nèi)流入雨水等，挖掘開始時(shí)，由于土方量和挖掘面積比較大，可以用挖掘機(jī)施工，然后修整土模由人工進(jìn)行，按照相關(guān)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行放坡，安裝好固定間距的鋼拱架；在溝谷兩側(cè)需要用C30混凝土進(jìn)行砌筑拱腳，避免在挖掘過(guò)程中四周的山體坍塌；挖掘時(shí)會(huì)有地下水滲出，這部分水可以通過(guò)施工之前準(zhǔn)備的排水溝排除或者進(jìn)行集中抽排。特別需要注意的是在暗挖和明挖的交接處，有可能出現(xiàn)坍塌，為了防止這種現(xiàn)象的發(fā)生，可以事先在拱形部位打入預(yù)支護(hù)，同時(shí)采用模鑄混凝土等在拱部形成一個(gè)支護(hù)體系，當(dāng)混凝土凝固達(dá)到要求的強(qiáng)度后就可以進(jìn)行土方回填了，注意在回填時(shí)需要回復(fù)原有的水系和地貌。

3.2挖掘排水溝

明挖處理完畢后，開始開挖排水溝，防止地表水的積存，一般會(huì)沿著挖好的溝槽，在一側(cè)挖掘梯形的排水溝，水溝斷面較寬，一般可以達(dá)到10m，溝長(zhǎng)可以達(dá)到60m，排水溝底部采用500mm厚度的漿砌片石進(jìn)行鋪墊，避免排水溝的開裂以及下沉，在洞頂兩側(cè)的排水溝部位用漿砌片石進(jìn)行鋪設(shè)，在底部用500mm厚度的混凝土打底，并且穿插鋼筋網(wǎng)，保證排水溝的堅(jiān)固和耐性。將水溝一段與另一段之間連接好，保證積水順利排出溝外，避免雨水和下滲和水流對(duì)洞頂?shù)臎_刷。

3.3暗挖施工

在明挖土方完畢并且土方回填完工后，就可以進(jìn)行暗挖施工。暗挖一般按照分層的方法進(jìn)行挖掘，首先挖掘上層左側(cè)土層，并做好支護(hù)和順接拱架工作；間距保留5m～10m左右，可以進(jìn)行右側(cè)的暗挖，并做好支護(hù)和順接拱架工作；再次留有間距5m～10m，開始挖掘中間部位，中間部位分成上下兩層進(jìn)行挖掘，先挖上層，完成后做好支護(hù)和順接拱架工作，再進(jìn)行下層挖掘。

3.4基底注漿加固

在挖掘到一定程度后，為確保基底的荷載，需要進(jìn)行觸探測(cè)試，如果測(cè)試結(jié)果表明基底的土質(zhì)比較軟弱，則需要進(jìn)行加固，一般采用樹根樁對(duì)基低進(jìn)行加固。在馬上進(jìn)行仰拱施工之前，需要進(jìn)行預(yù)埋套管，在回填達(dá)到一定堅(jiān)固性后，可以用鉆機(jī)在基地處打孔，并通過(guò)空洞注射混凝土，以此來(lái)進(jìn)行加固處理。預(yù)埋套管使用的是鋼管。在施工過(guò)程中，注漿操作一般注入的是水玻璃和水泥兩種漿液，平均每5m為一個(gè)施工段。

3.5基底襯砌

施工方案是按照常規(guī)的混凝土施工方法進(jìn)行施工，每9m～12m為一個(gè)是施工段。避免積水在施工處下滲，基地采用了混凝土進(jìn)行加固，在溝心的上下游50m處進(jìn)行基底加固，一般注漿導(dǎo)管的間距是1m。

4下部暗挖與上部明挖相結(jié)合施工

在泥石流不嚴(yán)重地段，可以采用明挖與暗挖結(jié)合的方式進(jìn)行土方處理，如果溝谷全部進(jìn)行明挖會(huì)消耗大量的人力、財(cái)力和物力，分段進(jìn)行也可以盡量減少對(duì)環(huán)境的損害；對(duì)拱部進(jìn)行開挖時(shí)，分層開挖可以減少施工的危險(xiǎn)性，也可以縮短工期，同時(shí)還能夠避免一些低端的注漿加固，節(jié)省了很多成本；暗挖也是一個(gè)分步驟進(jìn)行的施工，兩側(cè)保持一定距離然后交替掘進(jìn)，這樣不但保證了施工現(xiàn)場(chǎng)的安全性，節(jié)約了施工成本，提高了施工質(zhì)量，縮短了工期。通過(guò)實(shí)際施工可以發(fā)現(xiàn)，泥石流淺埋溝可以采用下部暗挖、上部明挖、基地注漿加固三種方法相結(jié)合的施工工藝進(jìn)行施工，是一種先進(jìn)并且具有優(yōu)勢(shì)的施工方法。

5結(jié)語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)在此鐵路隧道穿越淺埋泥石流施工中引入下部暗作、拱頂明挖、基底加固等施工左側(cè)，有效規(guī)避了隧道在從淺埋層穿過(guò)時(shí)可能出現(xiàn)的突泥突水、冒頂坍塌等事故，使用這種方法進(jìn)行施工不僅操作更加的方便，并且對(duì)技術(shù)要求不高，施工可靠性和安全性高，工程建設(shè)的綜合成本比較底，使用效果顯著。考慮到隧道從淺埋泥石流溝穿過(guò)時(shí)方法類型多，在實(shí)際施工過(guò)程中，需要結(jié)合實(shí)際的情況綜合對(duì)比技術(shù)方案，并從中選擇最具可行性的施工方案，根據(jù)施工情況選擇合理的施工方法，從而將施工過(guò)程中的問(wèn)題解決掉。

作者：徐偉 單位：中鐵二十一局集團(tuán)第二工程有限公司