严寒地区隧道深埋水沟施工技术

都 强

(中铁十二局集团二公司，山西太原 030032)

严寒地区隧道深埋水沟施工技术

都 强

(中铁十二局集团二公司，山西太原 030032)

后安山隧道位于吉林省东北部，地处严寒地带。为预防冻胀，隧道洞口1 km范围内设置深埋水沟，水沟开挖深度至仰拱面下3.44 m，施工难度大。加快深埋水沟施工速度，减少对隧道拱墙初期支护的影响，确保施工安全是该工程的难题。本文结合现场施工实践，系统总结了该隧道深埋水沟施工工序及施工控制技术。

寒区 隧道 深埋水沟 施工 安全 进度

1 工程概况

图1 后安山隧道纵断面示意

后安山隧道位于吉林省图们市东嘎呀河东岸，为双线隧道，起讫里程 GDK306+029—GDK312+580，全长6 551 m，隧道纵断面如图1所示。隧道穿越的主要地层为二叠系柯岛组(P1k)，表层为残坡积粗角砾土，下伏强～弱风化凝灰质砂岩，岩质坚硬，具变质性，节理、裂隙发育;岩浆活动较为频繁，隧址区发育多处侵入花岗岩。其中进口段为残坡积的粉质黏土和粗角砾土，下伏砂岩、砂质泥岩，全～强风化呈硬土状及半岩半土状，该类岩土具有中～弱膨胀性，遇水易软化坍塌，边坡稳定性差。

隧址区年平均气温为5.9℃，极端最高气温37.7℃，极端最低气温－29.2℃，最冷月1月份平均气温－12.5℃。年平均降水量为547.4 mm，年最大降水量883.0 mm，年最小降水量325.3 mm。年平均降水日数为81 d，年平均雷暴天数21 d，土壤最大冻结深度181 cm，年平均蒸发量为1 249.3 mm。

2 中心深埋水沟设计情况

根据本隧址区气候情况，后安山隧道进口1 000 m范围内设中心深埋水沟(图2)，中心水沟结构包括管座、涵管、碎石反滤层、保温层、砂浆保护层等，其中涵管采用φ600钢筋混凝土预制管(壁厚12 cm)，管身布设直径2 cm的泄水孔，泄水孔间距40 cm，梅花形布置。

3 中心深埋水沟施工工序

1)测量放样。在已施工仰拱上放出隧道中线及该处标高，同时在下次仰拱施工端头部位的两侧边墙上放出参照点，施工过程中根据设计资料计算出中心水沟开挖深度。

2)开挖。因本隧道洞口段主要以软岩为主，所以主要介绍软岩开挖方法。根据设计，中心涵管单节长200 cm，连接如图3所示。结合本隧道地质情况，中心深埋水沟及仰拱1次开挖长度以4 m为宜。中心深埋水沟从仰拱面往下需要开挖深度为344 cm，开挖最窄处为100 cm，主要以机械开挖为主，辅以弱爆破。开挖时要注意保护拱墙初支结构，所以先开挖部位Ⅰ(见图4)，然后开挖部位Ⅱ，最后开挖部位Ⅲ。如开挖过程中地下水位高于开挖底面的标高，地下水位应降至开挖底面以下0.3～0.5 m。

图3 中心涵管连接示意(单位：mm)

图4 深埋水沟开挖示意(单位：cm)

3)出渣及清底。出渣工序与开挖工序平行作业，既采用挖机装渣，开挖后随即装车运至渣场。

4)清底、复测。出渣完毕后及时对Ⅱ，Ⅲ部位进行清底作业并同步及时进行复测。根据复测结果，如欠挖及时进行处理，如不欠挖则调整底板坡度并夯实。

5)施工管座。管座最好采用预支管座，这样可以节省混凝土凝固时间，加快施工进度，减小对初支结构的影响。管座必须平稳、牢靠。周边采用同级混凝土回填。同时进行Ⅲ部位的拱架安装及喷射混凝土施工。

6)涵管安装。采用挖机吊装，钢丝绳绑在涵管两端轻放至管座上，然后由人工进行连接，避免损坏涵管(参见图3)。步骤为：①管道接口填塞油麻。②连接后接缝处铺设一层10 mm厚的1∶2.5水泥砂浆，再铺设一层20号10×10的钢丝网，最后铺设一层15 mm厚的1∶2.5水泥砂浆。③管座周边及涵管下半部分采用混凝土回填压实。涵管头采用5 cm厚木板进行封堵，避免各种杂质堵塞涵管，同时可对后续碎石层施工进行遮挡、控制。

7)施工碎石渗透层。施工前将环向盲管深入涵管，深入长度不小于3 cm，然后采用渗水性好、不易风化、级配良好的骨料回填密实，一般采用直径2.5～5.0 cm的卵石，并压密实。

8)施工保温层。找平碎石层后，在隧道中线两侧各1 m范围内挖10 cm深的空间放置聚氨酯保温板，然后在保温板四周用碎石填满整平，最后在保温层上抹5 cm厚的砂浆保护层，该5 cm砂浆可用喷射混凝土代替。

9)施工剩余仰拱初支。钢架安装时轻拿轻放，避免破坏保温板且影响碎石渗水层。

4 中心深埋水沟施工控制要点

根据设计及实际施工过程分析，中心深埋水沟施工控制要点如下：

1)安全控制。开挖过程中一定要注意分步开挖，否则如果深埋水沟部位需要二次或多次开挖则可能造成拱墙初支长时间处于悬空状态，造成安全风险。

2)超欠挖控制。开挖过程中要不断复核开挖深度，如需爆破则采用弱爆破方式，炸松岩体，然后用挖机开挖。

3)坡度、方向及标高控制。该项是确保深埋水沟畅通的前提条件，从清底到管座、再到涵管安装都必须进行测量复核。

4)碎石反滤层及环向盲管控制。必须按设计严格施工，否则容易造成仰拱底部积水、衬砌或仰拱渗漏水，严重的可能造成隧道整体沉降、运营时线路拱起。

5)时间控制。在保证质量的前提下要尽可能缩减施工时间，仰拱及仰拱以下部位施工时间越短，拱墙初支受到的影响就越小，特别是在软弱围岩地段更应该想尽一切办法节省时间。

5 结语

本文以后安山隧道洞口深埋水沟施工为例，系统总结了该类工程施工工序和施工控制要点，可为同类工程安全、快速施工提供参考。

［1］朱国伟．寒冷及严寒地区铁路隧道防排水设计探讨［J］．铁道工程学报，2013(1)：49-53．

［2］武志萍．高寒地区隧道防排水施工技术［J］．山西建筑，2002(1)：153-154．

［3］宋顺德．寒冷地区铁路隧道防排水设施冻害浅析［J］．铁道建筑，2011(7)：63-65．

［4］宋福．敖包沟隧道下穿工程爆破振动监测及减振措施研究［J］．铁道建筑，2013(2)：43-45．

［5］中华人民共和国铁道部．TB 10003—2005 铁路隧道设计规范［S］．北京：中国铁道出版社，2005．

［6］中华人民共和国铁道部．TB 10204—2002 铁路隧道施工规范［S］．北京：中国铁道出版社，2002．

［7］中华人民共和国铁道部．TB 10119—2000 铁路隧道防排水技术规范［S］．北京：中国铁道出版社，2001．

Construction technology of deep-buried ditch in tunnel in frigid region

DU Qiang
(The Second Engineering Co．，Ltd．，China Railway 12th Bureau Group Corporation，Taiyuan Shanxi 030032，China)

Hou'anshan tunnel，located in the Northeast part of Jilin province，suffers from severely cold surrounding．The tunnel takes on deep ditches within a 1 000 m radius as a precaution method against frost-heave hazard，all of which are excavated at a depth of 3.44 m from the inverted surface．The difficult techniques of the project require construction safety，fast construction speed and minimum impact on preliminary supporting of the arch wall all at the same time．With that in mind，the paper looks into the construction process，and comes out with working procedures and control approaches specific for such project．

Frigid region;Deep-buried ditch;Construction;Safety;Progress

(责任审编 李付军)

U455．4

A

10．3969/j．issn．1003-1995．2014．10．14

1003-1995(2014)10-0059-03

2014-06-15;

2014-07-20

都强(1981— )，男，山西阳城人，工程师。