浅析铁路隧道浅埋段施工技术

纪刚

【摘要】随着交通越来越便利，铁路隧道工程在现代社会中也越来越普遍。但铁路隧道的施工过程中仍然会遇到很多复杂的地质地理条件，尤其是在铁路隧道浅埋段施工中，这些在技术上都还有待铁路隧道施工专业人员去攻克的。本文将主要结合白勉峡一号隧道工程来浅析铁路隧道浅埋段施工技术。

【关键字】铁路隧道；浅埋段；施工技术；支护

随着铁路隧道施工在现代社会中越来越普遍，人们对铁路隧道的施工的了解也越来越多。铁路隧道浅埋段施工技术也发展的越来越成熟，取得了一定的发展与成就。但在铁路隧道浅埋段开挖与支护方面的技术仍然没有形成一套完整的理论与操作工艺，铁路隧道浅埋段的开挖与支护工作对整个铁路隧道的安全与质量起着至关重要的作用，因此严格控制铁路隧道浅埋段施工的技术与质量对整个铁路隧道工程具有重要意义。

一.施工前的准备工作

（一）现场踏勘

白勉峡一号隧道属于阳平关至安康增建第二线控制性工程之一，位于陕西省西乡县内，地处汉江右岸大巴低山区，平均海拔520-740m，最高海拔为970m，洞身地表起伏较大，地表自然坡度20o-50o，分布有众多基岩“Ⅴ”型侵蚀谷，为南北向展布。主要大沟为下后河沟、张门沟、后沟等，主沟常年流水，堆积有块石，进出口处沟内岩体风华层较厚，局部沟内支沟发育，山体斜坡卸荷节理、裂隙发育，岩体剥落形成松散堆积体，地形较为复杂，植被茂密。进口DyK223+015-+055洞身浅埋段，埋深约7m，长度40m。

（二）确定施工方案

施工方案是整个铁路隧道工程的行动纲领，起着统筹作用。结合白勉峡一号隧道工程地质与水文地质条件、施工组织安排，针对进口DyK223+015-+055洞身浅埋段，确定方案如下：采用φ60管棚结合φ42超前小导管进行超前防护；并为防止沟身地表水下渗，保证结构安全，对沟心上游30m，下游20m范围内地表采用M10浆砌片石铺砌，厚50cm；在施工中加强地表下沉测量、开挖后及时进行监控量测；并按照设计要求加强支护，及时完成仰拱封闭施工。

（三）地表加固措施及防排水处理

结合当地的地理环境、地形地质条件、施工要求、水文、资源等各方面的因素，采用合理的工艺对地表水和地下水进行妥善的处理，减少隧道漏水或排水不畅对工程施工带来的不便和影响工程质量的问题。为了防止在施工过程中发生塌陷等情况，在本段施工中，为防止沟身地表水下渗，保证结构安全，提前对沟心上游30m，下游20m范围内地表采用M10浆砌片石铺砌，厚50cm，同时对地表浅埋层采取注浆加固措施，注浆开始之前，按注浆布置将设备安排好，先注最外两排孔，然后依次向内推进。

二、施工过程中的技术

（一）超前支护

由于白勉峡一号隧道洞身浅埋段处于“Ⅴ”型侵蚀谷内，主沟常年流水，堆积有块石，山体斜坡卸荷节理、裂隙发育，岩体剥落形成松散堆积体，地形较为复杂，植被茂密。因为地形较复杂脆弱，开挖后洞体容易变形、周边稳定性较差、拱顶极容易坍塌、冒顶，所以在本段施工中采用了φ60管棚结合φ42超前小导管进行超前防护，小导管规格：φ42mm，壁厚3.5mm，L=3.5m，外插角1°～3°，超前小导管纵向搭接长度不小于1m，拱部小导管环向间距50cm。在隧道设管棚处并要结合管棚进行设置。小导管采用Ф42mm热轧无缝钢管加工而成，小导管前端加工成锥形，以便插打，末端焊Ф12环形箍筋，以防打设小导管时端部开裂。这样既能保证施工的安全也能保证工程的质量。

（二）开挖

在地形复杂、地质敏感脆弱的地段中进行铁路隧道工程的施工，在开挖中必须进行超前地质预报，掌握隧道地质条件信息后在确保最大程度上对围岩扰动的前提下选择符合地形地质和工程特色，并且使开挖工作量最小、开挖速度最快的具体开挖技术和方法。现在比较好的一个开挖技术就是三台阶七步法，是以弧形导坑预留核心土法为基本模式，分上、中、下三个台阶七个开挖面，各部位的开挖与支护沿隧道纵向错开、平行推进的隧道施工方法。本段采用人工配合机械开挖，在地质条件发生变化时，便于灵活、及时地转换施工工序，调整施工方法，初期支护工序操作便捷。

（三）初期支护

开挖之后，为了及时加固围岩、减少二次扰动，此时就要进行初期支护，初期支护是隧道施工中很重要的环节。本段初期支护采用φ22砂浆锚杆、φ22中空注浆锚杆、钢筋网片结合I16型钢钢架支护，钢架间距0.6m，锚杆均设置垫板并与喷混凝土面密贴。为增强钢拱架的整体稳定性，将钢拱架与超前小导管焊接在一起。钢拱架间设直径φ22mm的纵向连接钢筋，并按环向间距1.0m设置。钢拱架架立后尽快进行喷射砼作业，使钢拱架与喷砼共同受力。

（四）二次衬砌

为防止围岩变形或坍塌，初支稳定之后立即施作二次衬砌。衬砌开始前，要进行测量，检查开挖断面是否符合设计要求。利用行走多功能台车作为作业平台，人工安设透水管，挂防水板。采用栈桥架空线路，超前施作仰拱和填充。拱墻衬砌采用全液压整体式模板台车作业，混凝土无轨运输采用砼搅拌运输车运输砼，混凝土输送泵泵送混凝土入模。

二次衬砌主要技术措施 ：

⑴仰拱施工前应清除基底积水、松散杂物，施工顺序为：先灌筑仰拱、填充及边墙基础，后灌筑墙拱砼。

⑵立模前先检查断面、中线水平、防水板安装质量、渗漏水情况，符合二衬施工要求方能进行二衬作业。钢筋砼衬砌地段，钢筋骨架应固定牢固，确保钢筋安装位置准确，保护层厚度符合要求。模板台车就位后，准确安装拱顶排气管、中埋式止水带、二衬背后注浆管等。

（3）泵送砼入仓自下而上，从已浇筑段接头处向未浇筑方向，分层对称浇筑，防止偏压使模板变形。封顶砼严格按规程操作，从内向端模方向灌筑，排除空气，保证拱顶灌筑厚度和密实。

隧道二次衬砌施工工艺流程图

三、监控量测

监控量测贯穿于整个施工过程，尤其是浅埋地表沉降的监测、拱顶下沉及收敛的量测。在整个施工过程对开挖、超前支护、仰拱封闭等各个阶段都要加强监测，并根据具体的地形地质情况、和具体施工进程适当的调整监测的重点及内容实现动态监测，及时收集分析监测数据，根据变形量调整施工方法及支护参数，确保隧道施工安全可控。

结语：为顺利安全的渡过隧道浅埋段施工，首先做好充足的准备工作，对施工地形地质进行细致的勘探并确定最优施工方案。在施工过程中严格按照方案执行，对每道施工工序及技术数据进行分析优化，加强隧道监控量测，做到隧道浅埋段施工万无一失。

参考文献：

[1] 朱友军. 浅谈高速铁路隧道浅埋段施工技术[J]. 建筑工程技术与设计， 2014.

[2] 牛纪波. 铁路隧道软弱围岩隧道浅埋段的施工技术探讨[J]. 城市建设理论研究：电子版， 2013

[3]阳安二线施隧44及相关参考图.